ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN MỘT SỐ DÒNG ĐIỀU NĂNG SUẤT CAO TRỒNG TẠI VƯỜN ĐIỀU GIỐNG QUỐC GIA CÁT HIỆP, PHÙ CÁT, BÌNH ĐỊNH BẰNG KỸ THUẬT AFLP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
\[

HUỲNH THỊ THANH TRÀ

ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN MỘT SỐ DÒNG ĐIỀU
NĂNG SUẤT CAO TRỒNG TẠI VƯỜN ĐIỀU GIỐNG
QUỐC GIA CÁT HIỆP, PHÙ CÁT, BÌNH ĐỊNH
BẰNG KỸ THUẬT AFLP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP
(Ngành TRỒNG TRỌT)

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 12/2010


BỘ GIÁO
O DỤC VÀ ĐÀO TẠO
. HỒ CHÍ MINH
H
\[

HUỲNH
H THỊ THA
ANH TRÀ

ĐÁNH
Đ
GIÁ

G ĐA DẠNG
D
DI TRUYỀ
ỀN MỘT
T SỐ DÒ
ÒNG ĐIỀ
ỀU
NĂNG
G SUẤT CAO
C
TR
RỒNG TẠ
ẠI VƯỜN
N ĐIỀU GIỐNG
G
QU
UỐC GIA
A CÁT HIỆP,
H
PH
HÙ CÁT, BÌNH ĐỊNH
Đ
BẰNG K
KỸ THUẬ
ẬT AFLP
P

Chuyên
n ngành: Trrồng Trọt
M

Mã số: 60.622.01
LUẬN VĂN
V
THẠC
C SĨ KHOA HỌC NÔN
NG NGHIỆP
P

Hư
ướng dẫn kh
hoa học:
TS.. BÙI MINH
H TRÍ

Thành phố Hồ Chíí Minh
T
Tháng
11/2010


LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Tôi tên là Huỳnh Thị Thanh Trà sinh ngày 10 tháng 12 năm 1982 tại thành
phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định. Là con Ông Huỳnh Văn Đôn và Bà Phan Thị Reo.
Tốt nghiệp Trung học Phổ thông tại Trường Quốc học Quy Nhơn, tỉnh Bình
Định năm 2000.
Tốt nghiệp Đại học ngành Sinh Học hệ chính quy tại trường Đại học Quy
Nhơn năm 2004.
Làm việc tại Khoa Sinh-KTNN, Trường Đại học Quy Nhơn với chức vụ
giảng viên.
Tháng 9 năm 2006 theo học cao học ngành Trồng Trọt tại Trường Đại học

Nông Lâm, Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh.
Tình trạng gia đình: đã kết hôn
Địa chỉ liên lạc: Khoa Sinh-KTNN, Trường Đại học Quy Nhơn, số 170 An
Dương Vương, thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định.
Điện thoại: 0914352342
Email:

iii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong
luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào
khác.

Ký tên

Huỳnh Thị Thanh Trà

iv


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
TS. Bùi Minh Trí đã luôn động viên, hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho tôi
trong suốt quá trình học tập, làm các thí nghiệm và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Đồng thời, tôi xin chân thành cảm ơn đến:
TS. Nguyễn Thanh Phương, trưởng Phòng Khoa học và Hợp tác Quốc tế,
Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Duyên Hải Nam Trung Bộ và TS. Nguyễn
Thị Tố Trân, Phó Phòng Trồng Trọt, Sở Nông Nghiệp và PTNT tỉnh Bình Định đã

đóng góp những ý kiến cho tôi trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp.
Tập thể cán bộ, giáo viên Khoa Nông học và cán bộ Phòng Đào tạo Sau Đại
học trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận
lợi trong suốt quá trình học tập.
Th.S Võ Thị Thúy Huệ, K.S Văn Ngọc Dung và các cán bộ tại Trung tâm
phân tích Hóa Sinh, Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Môi trường, trường
Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện hoàn thành các thí nghiệm
liên quan trong đề tài tốt nghệp.
Tập thể cán bộ Trung tâm nghiên cứu Điều Cát Hiệp, Phù Cát, Bình Định đã
tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn.
Ba mẹ tôi, người thân và các bạn Phạm Văn Bình, Đặng Ngọc Thùy Dương,
Huỳnh Thị Mỹ Phi, Đoàn Thị Tuyết Lê luôn quan tâm, động viên và giúp đỡ trong
suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Tác giả luận văn,
Huỳnh Thị Thanh Trà

v


TÓM TẮT
Đề tài “Đánh giá đa dạng di truyền một số dòng điều năng suất cao trồng tại
Vườn điều giống quốc gia Cát Hiệp, Phù Cát, Bình Định bằng kỹ thuật AFLP” được
tiến hành nhằm tìm ra các chỉ thị DNA liên quan đến một số chỉ thị hình thái đặc
trưng trên cây điều và đánh giá sự đa dạng di truyền một số dòng điều năng suất
cao.
Hai mươi ba mẫu điều nghiên cứu là các dòng điều năng suất cao trồng tại
vườn điều giống quốc gia Cát Hiệp, Phù Cát, Bình Định được thu thập trên cơ sở
điều tra và phân loại trong tổng số 248 dòng điều cao sản được trồng tại vườn. Các
phần mềm NTSYSpc 2.1 và Winboot được sử dụng để tạo sơ đồ phân nhóm di
truyền của 23 mẫu điều nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu cho thấy:
- Quy trình ly trích DNA dựa trên phương pháp CTAB của Doyle và Doyle
(1987) cho kết quả tốt và ổn định với nồng độ DNA trung bình mỗi mẫu đạt 185
ng/µL ;
- Có sự khác biệt giữa các dòng điều nghiên cứu, tuy nhiên yếu tố nguồn gốc
địa lý không ảnh hưởng về mặt di truyền giữa cá cá thể trong cùng một loài;
- Bảy tổ hợp primer sử dụng trong nghiên cứu cho tính đa hình cao với các
dòng điều khảo sát. Có tổng cộng 664 sản phẩm khuếch đại đa hình trong tổng số
668 sản phẩm khuếch đại có kích thước 70-698 bp trong đó tổ hợp primer MCTG/E-ACT cho số sản phẩm khuếch đại đa hình cao nhất;
- Mức tương đồng gen các các thể nghiên cứu từ 0,53 đến 0,8;
- 8 sản phẩm khuếch đại đa hình thu được trên các tổ hợp primer khác nhau
có khả năng là chỉ thị cho các tính trạng nông học quan trọng như thời gian ra hoa,
hình dạng tán lá và màu sắc trái khi chín.

vi


SUMMARY
The thesis: “Genetic diversity assessment of some high-yielding cashew
clones from National Cashew Germplasm Garden in Cat Hiep, Phu Cat, Binh Dinh
using AFLP technique” was conducted in order to find out DNA markers
corresponding to specific morphological characters of cashew and to evaluate the
genetic diversity among high-yielding cashew clones.
Twenty three clones of cashew are high-yielding cashew trees were selected
among 248 high-yielding clones planted in National Cashew Germplasm Garden in
Cat Hiep, Phu Cat, Binh Dinh. NTSYSpc 2.1 and Winboot softwares were used to
create genetic clustering dendrogram within 23 cashew clones genenerated by
AFLP analysis. DNA extraction protocol based on CTAB protocol by Doyle and
Doyle (1987) allowed to obtain purified DNA templates those met requirements of
AFLP technique.

The results indicated that
- There was genetic difference among these clones. However, no obvious
relationships between geographical origin and grouping based on genetic
similarities could be found;
- High level of genetic polymorphism was found by using seven AFLP
primer combinations. A total of 668 AFLP markers were recorded, 664 of which
were polymorphic with sizes ranged between 70 to 698 basepairs. M-CTG/E-ACT
primers combination gave the highest polymorphic amplicons;
- The genetic similarity coefficient ranged from 0.53 to 0.8;
- Eight polymorphic amplicons were supposed to be markers for important
agromical traits such as flowering time, canopy shape and fruit color.

vii


MỤC LỤC
CHƯƠNG

TRANG

Trang tựa
Trang chuẩn y
Lý lịch cá nhân .............................................................................................. i
Lời cam đoan................................................................................................. ii
Lời cảm ơn .................................................................................................... iii
Tóm tắt .......................................................................................................... iv
Mục lục.......................................................................................................... vi
Danh sách các chữ viết tắt............................................................................. x
Danh sách các bảng ....................................................................................... xi
Danh sách các hình, sơ đồ ............................................................................. xii

1. MỞ ĐẦU......................................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề ....................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 2
1.3 Mục đích nghiên cứu ...................................................................................... 2
1.4 Yêu cầu ........................................................................................................... 2
2. TỔNG QUAN.................................................................................................. 3
2.1 Tổng quan về cây điều.................................................................................... 3
2.1.1 Nguồn gốc ................................................................................................. 3
2.1.2 Đặc điểm thực vật học của cây điều ........................................................... 3
2.1.2.1 Thân và cành........................................................................................... 3
2.1.2.2 Hệ rễ ....................................................................................................... 4
2.1.2.3 Lá ............................................................................................................ 5
2.1.2.4 Hoa ......................................................................................................... 5

viii


2.1.2.5 Quả và hạt điều ....................................................................................... 5
2.1.3 Yêu cầu sinh thái của cây điều .................................................................. 6
2.1.3.1 Lượng mưa ............................................................................................. 6
2.1.3.2 Nhiệt độ.................................................................................................. 7
2.1.3.3 Gió ......................................................................................................... 7
2.1.3.4 Đất ......................................................................................................... 7
2.1.4 Đa dạng đặc điểm thực vật học các giống điều .......................................... 7
2.1.4.1 Dựa vào màu sắc lá ................................................................................ 8
2.1.4.2 Dựa vào hoa ........................................................................................... 8
2.1.4.3 Dựa vào quả giả ..................................................................................... 8
2.1.4.4. Dựa vào chiều cao và đặc điểm tán ....................................................... 8
2.2. Tình hình sản xuất điều trên thế giới và ở Việt Nam .................................... 10
2.2.1 Tình hình sản xuất điều trên thế giới .......................................................... 10

2.2.2 Tình hình sản xuất điều ở Việt Nam

11

2.2.2.1 Tình hình sản xuất điều ở Việt Nam

11

2.2.2.2 Hiện trạng sản xuất điều năng suất cao và chất lượng tốt ở Viêt Nam

12

2.3 Đa dạng di truyền và các phương pháp nghiên cứu đa dạng di truyền .......... 13
2.3.1 Khái niệm về đa dạng sinh học .................................................................. 13
2.3.2 Đa dạng di truyền ...................................................................................... 13
2.3.3 Các phương pháp nghiên cứu đa dạng di truyền ........................................ 14
2.3.3.1 Phương pháp sử dụng các chỉ thị hình thái ............................................ 14
2.3.3.2 Phương pháp sử dụng các chỉ thị isozyme ............................................. 15
2.3.3.3 Phương pháp sử dụng các chỉ thị DNA .................................................. 15
2.4 Kỹ thuật AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) ..................... 16
2.5 Tổng quan về vườn điều giống quốc gia Cát Hiệp, Phù Cát, Bình Định ..... 18
2.5.1 Khái quát về vườn điều giống quốc gia Cát Hiệp, Phù Cát, Bình Định

19

2.5.1.1 Vị trí địa lý.............................................................................................. 19
2.5.1.2 Cấu trúc và chức năng ............................................................................ 19
2.5.2. Phương pháp bình tuyển và chọn lọc điều năng suất cao

ix

áp dụng tại vườn điều giống ..................................................................... 20
2.5.3. Các tiêu chí quy định, chỉ tiêu đánh giá và theo dõi ................................. 20
2.5.3.1 Tiêu chí đánh giá cây điều trội ................................................................ 20
2.5.3.2 Các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển và năng suất khi kểm tra hậu thế

21

2.6 Tình hình nghiên cứu cây điều trong và ngoài nước ...................................... 23
2.6.1 Nghiên cứu ngoài nước .............................................................................. 23
2.6.2 Nghiên cứu trong nước ............................................................................... 24
3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 26
3.1. Thời gian, địa điểm và nội dung nghiên cứu ................................................. 26
3.1.1. Thời gian.................................................................................................... 26
3.1.2. Địa điểm .................................................................................................... 26
3.1.3 Nội dung nghiên cứu .................................................................................. 26
3.2 Vật liệu, thiết bị và hóa chất thí nghiệm......................................................... 26
3.2.1 Vật liệu nghiên cứu .................................................................................... 26
3.2.2 Hóa chất và thiết bị thí nghiệm .................................................................. 27
3.2.2.1 Hóa chất thí nghiệm ............................................................................... 27
3.2.2.2 Thiết bị thí nghiệm ................................................................................. 28
3.3 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 29
3.3.1 Phương pháp thu thập và đánh giá các dòng điều năng suất cao ...............
làm vật liệu nghiên cứu ............................................................................... 29
3.3.2 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ..................................................... 29
3.3.3 Phương pháp tách chiết DNA..................................................................... 30
3.3.4 Phương pháp kiểm tra DNA ....................................................................... 31
3.3.4.1 Phương pháp định tính DNA bằng điện di ............................................. 31
3.3.4.2 Phương pháp định lượng DNA bằng quang phổ kế ............................... 31

3.3.5 Kỹ thuật AFLP ........................................................................................... 31
3.3.5.1 Phản ứng cắt DNA bằng 2 enzyme cắt giới hạn EcoRI và MseI ........... 32
3.3.5.2 Phản ứng cắt và gắn................................................................................ 32
3.3.5.3 Phản ứng nhân bản tiền chọn lọc............................................................ 33

x


3.3.5.4 Phản ứng nhân bản chọn lọc................................................................... 34
3.3.5.5 Điện di sản phẩm nhân bản chọn lọc trên máy giải trình tự .................. 34
3.3.6 Phương pháp ghi nhận band sau khi điện di................................................ 35
3.3.7 Phương pháp phân tích kết quả bằng phần mềm NTSYS 2.1 .................... 35
3.3.8 Phương pháp phân tích kết quả bằng phần mềm Winboot ......................... 36
4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................... 38
4.1 Đặc điểm hình thái học và nguồn gốc các dòng điều nghiên cứu.................. 38
4.2 Kết quả ly trích DNA ..................................................................................... 41
4.3 Kết quả thực hiện kỹ thuật AFLP trên 7 tổ hợp primer.................................. 45
4.4 Kết quả nhận diện các sản phẩm khuếch đại là chỉ thị phân tử cho các tính
trạng nghiên cứu trên các dòng điều................................................................. 47
4.4.1 Kết quả nhận diện các sản phẩm khuếch đại đặc biệt là chỉ thị phân tử cho
các tính trạng nghiên cứu trên các dòng điều .................................................... 47
4.4.2 Kết quả nhận diện các sản phẩm khuếch có thể là chỉ thị cho một số dòng
điều ....................................................................................................................... 49
4.5 Phân tích đa dạng di truyền 23 dòng điều năng suất cao bằng phần mềm
NTSYSpc 2.1 và Winboot............................................................................. 52
4.6 Thảo luận chung ............................................................................................. 58
5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................................ 60
5.1 Kết luận .......................................................................................................... 60
5.2 Đề nghị ........................................................................................................... 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO

..................................................... 62

PHỤ LỤC

xi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
µg: microgram
µL: microlite
µM: micromol
AFLP: Amplified Fragment Length Polymorphism
bp: base pair
CTAB: Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide
DNA: Deoxyribonucleic acid
dNTP: Deoxyribonucleotide triphosphate
EB: extraction buffer
EDTA: Ethylene Diamine Tetra acetic Acid
IPGRI: International Plant Genetic Resources Institue
OD: Optical density
PCR: Polymerase Chain Reaction
RAPD: Random Amplified Polymorphic DNA
RFLP: Restriction Fragment Length Polymorphism
RNA: Ribonucleic acid
Rnase: Ribonuclease
Ta : Annealing tenperature (nhiệt độ bắt cặp)
TAE: Tris – Acetate – EDTA
TE: Tris – EDTA
Tm: Melting temperature (nhiệt độ nóng chảy)

U: Đơn vị hoạt tính
UPGMA: Unweighted Pair Group Method with Arithmetic
VINACAS:Hiệp hội cây điều Việt Nam (Viet Nam Cashew Association)
VN: Việt Nam

xii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG

Bảng 2.1: Diện tích, sản lượng và lượng điều xuất khẩu của Việt Nam................ 11
Bảng 2.2: Các mức độ đa dạng sinh học ................................................................ 13
Bảng 3.1 Trình tự các primer nhân bản chọn lọc ................................................... 32
Bảng 3.2: Chương trình nhiệt cho phản ứng nhân bản tiền chọn lọc..................... 33
Bảng 3.3: Chương trình nhiệt cho phản ứng nhân bản chọn lọc............................ 34
Bảng 4.1: Nguồn gốc và các đặc điểm sinh trưởng, phát triển
của các dòng điều được chọn làm vật liệu nghiên cứu ........................... 39
Bảng 4.2: Giá trị OD các mẫu DNA li trích từ 23 dòng điều nghiên cứu ............. 43
Bảng 4.3 Các tổ hợp primer kết hợp và cặp primer còn lại trong điện di .............. 45
Bảng 4.4: Tổng số sản phẩm khuếch đại và band đa hình trên 7 cặp primer ........ 46
Bảng 4.5: Các band khuếch đại có thể là chỉ thị cho các tính trạng hình thái

48

Bảng 4.6: Các chỉ thị phân tử đặc biệt trên một số dòng điều ............................... 51
Bảng 4.7: Hệ số đồng dạng di truyền của các dòng điều khảo sát
bằng các tổ hợp primer AFLP ............................................................... 53

xiii


DANH SÁCH CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ
HÌNH

TRANG

Hình 2.1: Cây điều (Anacardium ocidentale L.) .................................................. 4
Hình 2.2: Các giống điều phân loại theo chiều cao và đặc điểm tán cây............. 9
Hình 2.3: Các kiểu phân cành trên cây điều ........................................................ 10
Hình 2.4: Kỹ thuật AFLP ..................................................................................... 18
Hình 3.1: Mô hình đơn giản hóa kích thước các band AFLP .............................. 35
Hình 4.1: DNA tổng số li trích tử 12 mẫu lá điều ................................................ 42
Hình 4.2: DNA tổng số li trích tử 11 mẫu lá điều ................................................ 42
Hình 4.3: Cây phân nhóm di truyền giữa 23 dòng điều ....................................... 54
Hình 4.4: Sơ đồ 2D PCA các dòng điều nghiên cứu ........................................... 55
Sơ đồ 2.1: Mặt bằng vườn điều Cát Hiệp............................................................. 22

xiv


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Cây điều được xem là một trong những cây công nghiệp chiến lược của nước
ta. Hiện nay, cây điều được trồng chủ yếu ở các tỉnh phía Nam từ Đà Nẵng trở vào,
đặc biệt ở các tỉnh Đông Nam Bộ (Vũ Triệu Mân và Ngô Việt Hà, 2005).
Mặc dù diện tích điều của Việt Nam tăng rất nhanh trong những năm gần đây

nhưng năng suất hạt điều còn thấp. Để giải quyết các vấn đề này cần phải áp dụng
đồng bộ các biện pháp kĩ thuật thâm canh vườn điều bao gồm các kĩ thuật canh tác,
phòng trừ sâu bệnh hại, sử dụng chế phẩm điều hòa sinh trưởng và cải thiện giống.
Trong đó cải thiện giống là khâu then chốt và là cơ sở để tạo ra những vườn điều
năng suất cao và chất lượng tốt trong tương lai.
Tuy nhiên, sự phong phú về nguồn gen hay tính đa dạng là vấn đề quan trọng
trong công tác cải thiện giống cây trồng. Vì điều là cây giao phấn nên luôn có sự
phân ly từ thế hệ này sang thế hệ khác, do đó có thể cung cấp cho các nhà chọn
giống một nguồn biến thiên di truyền phong phú (Phạm văn Biên, 1999). Hầu hết
các giống điều được phân loại hiện nay đều dựa trên đặc tính hình thái học (Swamy
và ctv, 1998). Tuy các đặc tính hình thái này rất hữu ích nhưng chúng lại biểu hiện
rất ít tùy thuộc vào giai đoạn phát triển của cá thể và có chỉ số di truyền thấp nên
gây khó khăn cho việc chọn, tạo giống. Phương pháp sử dụng chỉ thị phân tử hiện
nay cho phép người nghiên cứu xác định được kiểu gen của các dòng giống, đánh
giá mối tương quan giữa các giống, bỏ qua các biến động không di truyền đồng thời
theo dõi được các biến động di truyền không thể hiện ra kiểu hình do đó góp phần
phục vụ tốt hơn công tác quản lí và bảo tồn đa dạng sinh học, rút ngắn thời gian quá
trình chọn, tạo giống.

1


Trong số rất nhiều các chỉ thị phân tử đang được sử dụng, AFLP (Vos và ctv,
1995) là chỉ thị được sử dụng rộng rãi do có tính đa hình, độ tin cậy cao và không
cần phải biết trước trình tự bộ gen của đối tượng.
Việc nghiên cứu và chọn giống điều đã được Viện nghiên cứu nông nghiệp
Duyên hải Nam Trung bộ triển khai từ nhiều năm nhưng biện pháp chủ yếu là bình
tuyển các dòng điều từ các vùng nguyên liệu dựa trên các đặc tính về hình thái
nhưng chưa ứng dụng các kỹ thuật sinh học phân tử. Do đó, việc đánh giá mức độ
đa dạng di truyền các dòng điều năng suất cao và có các đặc điểm hình thái mong

muốn là có ý nghĩa thiết thực. Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành đề tài:
“Đánh giá đa dạng di truyền một số dòng điều năng suất cao trồng tại
vườn điều giống quốc gia Cát Hiệp, Phù Cát, Bình Định bằng kỹ thuật AFLP”
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là một số dòng điều năng suất cao nằm
trong tập đoàn giống của Viện nghiên cứu nông nghiệp Duyên hải Nam trung bộ
trồng tại vườn điều giống quốc gia Cát Hiệp thuộc huyện Phù Cát, tỉnh Bình Định.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Phân tích và đánh giá đa dạng di truyền một số dòng điều năng suất cao
trồng tại vườn điều giống quốc gia Cát Hiệp, Phù Cát, Bình Định bằng kỹ thuật AFLP.
Phát hiện các chỉ thị phân tử liên quan đến các tính trạng cấu thành năng suất
trên cây điều.
1.3 Mục đích nghiên cứu
Đánh giá mức độ đa dạng di truyền của một số dòng điều năng suất cao góp
phần bảo tồn nguồn gen quý của cây điều.
Làm cơ sở khoa học cho công tác tuyển chọn giống điều theo hướng năng
suất và chất lượng cao.
1.4 Yêu cầu
Ly trích DNA từ mẫu lá điều với độ sạch cao.
Thực hiện thành công kỹ thuật AFLP trên cây điều.
Phân tích sự đa dạng di truyền của các dòng điều khảo sát bằng phần mềm
NTSYSpc version 2.1 và Winboot.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về cây điều
2.1.1 Nguồn gốc
Cây điều có tên khoa học là Anacardium occidentale L. (2n = 42) có nguồn

gốc ở vùng ven biển Đông Bắc Braxin và Peru (Nakasone, 1998).
Vào thế kỉ XVI, khi Bồ Đào Nha và Tây Ban Nha xâm chiếm Nam Mỹ, các
thủy thủ của họ đã mang hạt điều ra khỏi quê hương lãnh thổ của nó, đem đến trồng
thử tại một số nước thuộc địa ở Trung Mỹ, Đông Phi và Ấn Độ. Vì vậy, có thể thời
điểm này là mốc thời gian cây điều được chuyển từ hoang dã sang trồng trọt (Hoàng
Chương, 1999).
Hiện nay, điều được trồng trên hầu hết các nước thuộc khu vực nhiệt đới
(Frota, 1995) và chủ yếu được trồng có hiệu quả ở khu vực giữa 150 Nam và Bắc
bán cầu (Ohler, 1979). Các nước sản xuất chính là: Ấn Độ, Braxin, Việt Nam,
Indonesia, Tazania, Mozambic, Kenya, Madagasca.
Theo Tạ Minh Sơn (2004), điều có thể được đưa vào trồng tại Việt Nam từ
thế kỉ XVII dọc theo bờ biển Nam Trung bộ và Đông Nam bộ. Đến năm 1980 cây
điều mới thực sự biết đến như một cây lâm nghiệp được phát triển làm cây phủ
xanh đất trống đồi núi trọc. Tuy nhiên, trong quá trình phát triển, do không quan
tâm chọn lọc giống nên các rừng trồng trên chỉ đáp ứng yêu cầu che phủ chưa phát
huy được hiệu quả kinh tế. Mãi đến năm 1996, cây điều tại Việt Nam mới được
quan tâm đúng mức và được trồng với mục tiêu chế biến xuất khẩu hạt điều.
2.1.2 Đặc điểm thực vật học của cây điều
2.1.2.1 Thân và cành

3


Điều là cây gỗ lớn có thể cao đến 40m, tán rộng đến 300m2, cành sà sát đất và
có thể sống đến 200 năm (Tạ Minh Sơn, 2004). Cây điều phân cành sớm, tán hình ô
rậm và rộng. Theo Kumaran và cộng sự (1976), cây 4 tuổi có số cành sơ cấp thay
đổi từ 9 - 30 và số cành thứ cấp từ 246 - 412. Gỗ điều tương đối mềm, nhẹ, tỷ trọng
là 0,5. Vỏ cây, thân cũng như cành khi bị tổn thương thường tiết ra nhiều mủ trắng
trong.

Hình 2.1: Cây điều (Anacardium ocidentale L.)
Chiều cao thân cây có liên hệ mật thiết với mật độ trồng. Nếu trồng với mật độ
dày, thân cây tăng trưởng mạnh, phát triển chiều cao nhưng cành nhánh nhỏ và
ngắn, lá thưa thớt và không thể cho nhiều hoa, trái. Thông thường khoảng cách
trồng phổ biến khoảng 8 – 10 m.
2.1.2.2 Hệ rễ
Cây điều có rễ cọc, vừa có hệ rễ ngang. Rễ cọc có thể đâm sâu xuống đất
ngay cả khi mùa khô kéo dài 5 – 6 tháng. Hệ rễ ngang phát triển rất rộng, có thể lan
rộng tới 2-3m ở tầng 50-60 cm lớp trên của đất trồng.

4


2.1.2.3 Lá
Lá điều thuộc loại lá đơn, nguyên, phiến lá dày, gân nổi rõ dưới mặt lá, cuống
ngắn 1 – 2 cm. Lá có trứng ngược, đuôi lá thường hay tròn, hơi lõm, mặt trên nhẵn
bóng. Khi non lá có màu xanh nhạt hoặc đỏ, khi già có màu xanh đậm. Lá điều dài
từ 6 – 24 cm, rộng 4 – 15 cm. Theo Rao và Hassan (1957), thời gian trung bình từ
khi ra lá non đến lá trưởng thành khoảng 20 ngày.
2.1.2.4 Hoa
Hoa điều trổ từ tháng 1 đến tháng 4, có khi cả năm. Hoa nhỏ màu trắng
vàng, nở từ từ trung bình khoảng 32 ngày. Mỗi cụm hoa có từ 65-240 hoa gồm 2
loại: hoa đực và hoa lưỡng tính. Những chùm hoa của đầu và cuối vụ thường nhiều
hoa đực, những chùm hoa chính vụ có tỉ lệ hoa lưỡng tính cao. Tỉ lệ hoa lưỡng tính
còn tùy thuộc vào từng cây khác nhau trong vườn. Bình quân tỉ lệ hoa lưỡng tính
trong chùm khoảng 12 – 15 % (Đường Hồng Dật, 1999).
Theo Ohler (1979), cây điều ra hoa từ đông sang tây theo chiều kim đồng hồ,
hoa thụ phấn chéo. Sự thụ phấn chủ yếu nhờ côn trùng, một phần nhờ gió. Hạt phấn
có sức sống kéo dài 48 giờ. Nhờ có cấu tạo nốt sần ở mặt ngoài, hạt phấn bám chắc
vào các lỗ hổng trong bao phấn khiến gió không thể thổi bật được nó ra. Tuy nhiên,

theo Rao (1974) việc thụ phấn tự nhiên là chưa đủ, qua thụ phấn bằng tay, đã thu
được kết quả lên đến 55% đậu trái. Theo Kumaran và cộng sự (1976), thụ phấn
chéo thu được 61,3% đậu trái. Cây điều chỉ thụ phấn tốt trong điều kiện thời tiết khô
ráo, trời không u ám. Nếu gặp mưa khi ra hoa, độ ẩm không khí cao, cây điều dễ bị
mất mùa.
2.1.2.5 Quả và hạt điều
Sau khi thụ phấn, hạt điều phát triển rất nhanh, cuống phình lên thành trái (trái
giả). Sau 60 ngày, trái chín có màu đỏ hay vàng tùy loại, thường tập trung thành
chùm ở đầu cành.
Hạt điều (trái thực) có hình thận, còn tươi có màu xanh, khi khô chuyển sang
nâu, mọc lộ ra ngoài đầu trái giả trông giống như trái có hột chui ra ngoài. Vì vậy,
cây điều còn có tên gọi là cây đào lộn hột.

5


Hạt điều gồm 3 phần:
- Phần vỏ ngoài dày 0,4 cm có 3 lớp: lớp vỏ ngoài dai láng, lớp vỏ giữa xốp
như bọt biển, lớp vỏ trong cứng.
- Phần vỏ lụa bao quanh nhân, chiếm 5% trọng lượng hạt.
- Phần nhân điều, là phần chứa nhiều dầu nhất.
Sau khi trồng khoảng 2 - 3 năm, cây điều bắt đầu ra hoa kết trái. Năng suất
giữa các cây trong cùng một vườn, giữa các năm, giữa các vườn điều với nhau
thường khác nhau, phụ thuộc chủ yếu vào giống, kỹ thuật trồng và thời tiết. Năng
suất hạt điều trung bình của nước ta khoảng 1,1 tấn/ha.
2.1.3 Yêu cầu sinh thái của cây điều
Cây điều phát triển tốt ở nhiệt độ cao, độ cao từ 0 đến 600 m so với mặt biển.
Nhìn chung, độ cao nơi trồng điều so với mặt biển càng lớn thì sinh trưởng càng
chậm và năng suất càng giảm (Nguyễn Phi Hùng, 2003). Các yếu tố sinh thái ảnh
hường đến sinh trưởng và phát triển trên cây điều bao gồm:

2.1.3.1 Lượng mưa
Điều là cây ưa sáng, thường sản xuất trong mùa khô, khoảng 2000 giờ
nắng/năm. Ẩm độ tương đối, cây thích hợp với ẩm độ 66 - 80 %, trong mùa ra hoa
của cây, ẩm độ thấp sẽ thuận lợi cho cây. Cây điều cần khí hậu có mùa khô kéo dài
ít nhất 4-5 tháng và mùa mưa với thời gian tương tự.
Lượng mưa đạt 800 - 1500 mm/năm, trải đều trong 6-7 tháng và một mùa
khô kéo dài từ 5 - 6 tháng trùng với mùa cây điều ra hoa kết quả. Mưa nhiều hay ít
cũng đều ảnh hưởng đến cây điều. Mưa nhiều làm cây chậm sinh trưởng và sản
phẩm kém chất lượng, bị kí sinh trùng tấn công nhiều. Mưa ít làm cho cây ra trái bất
thường.
Lượng mưa vào các tháng 10, 11, 12 ảnh hưởng rất lớn đến việc thu hoạch
sớm, trung bình hay thu hoạch muộn. Nếu lượng mưa trung bình mỗi tháng 220 mm
sẽ cho năng suất cao, ngược lại nếu lượng mưa trung bình tháng 11 nhiều hơn sẽ
cho kết quả ngược lại ở những cây ra hoa sớm vào tháng 11.

6


2.1.3.2 Nhiệt độ
Cây điều phát triển tốt trong điều kiện nhiệt độ 24 - 280C, nhiệt độ tối đa
trung bình cây còn có khả năng chống chịu là 390C. Trong giai đoạn sản xuất của
cây, nhiệt độ thấp ảnh hưởng đến sự ra hoa. Thời kì quả phát triển, nhiệt độ lớn hơn
400C sẽ gây rụng hoa, quả. Cây điều non thường rất mẫn cảm với nhiệt độ thấp, cây
trưởng thành có thể chịu được nhiệt độ 00C.
2.1.3.3 Gió
Ở các nước trồng điều nhiều, khu vực trồng điều chủ yếu nằm gần biển, phơi
ra gió. Cây điều phần lớn thụ phấn chéo và được phát tán nhờ gió, tốc độ gió thích
hợp là 2 - 25 km/h. Gió mạnh sẽ làm rụng hoa, tăng bốc thoát hơi nước làm mất cân
bằng sinh lý. Gió mặn (có chứa muối) dẫn đến các mầm và lá non bị cháy nắng.
2.1.3.4 Đất

Cây điều có thể phát triển được trên các loại đất cát rời, đất bồi, đất feralit.
Cây chỉ sinh trưởng tốt trên đất xốp, sâu, thoát nước tốt, pH từ 4,5 - 6,5. Cây điều
thường bị ảnh hưởng bởi các tác nhân về lý tính hơn là hóa tính. Điều có thể mọc ở
đất ven biển vì có thể chịu được cát mặn, nồng độ muối cao nhất mà cây điều có thể
chịu được mà không chết là từ 3,0 đến 3,5ppm (Ohler, 1979). Ở Việt Nam rất nhiều
vùng đất có thể thích hợp cho việc phát triển của cây điều như:
- Đất cát đỏ ở ven biển Bình Thuận.
- Đất cát trắng bờ biển duyên hải Nam Trung bộ.
- Đất xám phù sa cổ (Đông Nam bộ chiếm diện tích lớn nhất)
- Đất bazan thoái hóa (Các tỉnh ở Tây Nguyên).
Tất cả những loại đất này phần lớn là đất trống, đồi núi trọc cần phải được
phủ xanh nên rất thuận lợi cho các kế hoạch mở rộng diện tích trồng điều.
2.1.4 Đa dạng đặc điểm thực vật học các giống điều
Theo Tạ Minh Sơn (2005a), điều là cây thụ phấn chéo nên mỗi hạt điều được
coi là một hạt lai. Quần thể điều thực sinh ngay thời kỳ cây con, các cá thể hoàn
toàn khác nhau: có cây lá non xanh, lá non đỏ, cây cao, lùn, bán lùn, cây phân cành
sớm, phân cành muộn, cây phát triển nhanh, phát triển chậm. Các cá thể phân ly ở

7


giai đoạn phát dục: có cá thể ngay sau mọc 4 - 6 tháng đã cho hoa, cá thể vài ba
năm sau mới cho quả bói, cá thể quả màu vàng, cá thể cho quả màu đỏ, cá thể quả
giả to, có cá thể cho quả giả nhỏ. Các cá thể khác nhau, kích thước hạt cũng khác
nhau. Chính sự khác nhau này dẫn đến trong quần thể điều xuất hiện cá thể tốt, cá
thể xấu. Có thể phân chia các giống điều khác nhau dựa vào đa dạng về hình thái,
đặc điểm thực vật học như sau:
2.1.4.1 Dựa vào lá
Theo IPGRI (1986), hình dạng và màu sắc lá trên các giống điều rất đa dạng.
Về màu sắc lá, có giống lá non màu nõn chuối, lá già màu xanh nhạt, có giống lá

non từ màu hồng đến đỏ tía và lá già có màu xanh. Về hình dạng lá, lá có thể là hình
trứng, trứng ngược, thuôn hoặc tròn.
2.1.4.2 Dựa vào hoa
Theo Hoàng Chương và Cao Vĩnh Hải (1999), có giống hoa nở muộn, nở
sớm chênh nhau 10 – 15 ngày, số lượng hoa trong mỗi chùm cũng khác nhau, tỉ lệ
hoa đực/hoa lưỡng tính bình quân trong một chùm cũng thay đổi tùy giống (có
giống có tỉ lệ hoa lưỡng tính thấp chỉ khoảng 5 %, có giống cao đến khoảng 30 %).
Tỉ lệ hoa lưỡng tính sau khi nở và đậu thành trái cũng khác nhau, có khi nhiều
khoảng 6 – 10 trái (gọi là điều chùm), ít chỉ 1 – 3 trái.
2.1.4.3 Dựa vào quả giả
Khác biệt ở màu sắc, hình dạng, kích cỡ, mùi vị quả giữa các giống. Có
giống quả màu đỏ, màu hồng, màu vàng, đỏ sọc xanh. Có giống quả tròn, quả dài,
quả to hay nhỏ. Có giống quả ngọt khi chín, có giống quả nhạt, khi ăn có vị rất chát
do có nhiều tanin trong nước quả.
2.1.4.4. Dựa vào chiều cao và đặc điểm tán cây
a. Đặc điểm giống điều lùn
Điều lùn là giống điều thấp cây, dáng hình dù, phân cành sớm, đốt lá dày,
không vươn dài. Phân cành liên tục, cành chính với cành phụ không khác nhau quá
lớn. Có nhiều hoa đầu cành hơn điều cao. Ngoài yếu tố điều lùn dễ chăm sóc, tạo

8


điều kiện trồng dày, chống đổ tốt thì điều lùn thường có tiềm năng năng suất cao
hơn hẳn điều cao vì có nhiều hoa đầu cành.
b. Đặc điểm giống điều cao
Giống điều cao cây là giống điều có thân cao thẳng đứng, thân chính phát
triển mạnh, phân cành muộn. Đốt lá dài, cành vươn trải, mọc thưa thớt trên thân. Dễ
phân biệt giữa thân chính và cành các cấp. Tán cây chiếm diện tích che phủ lớn
nhưng số hoa đầu cành thấp nên tiềm năng năng suất thường thấp hơn điều lùn. Tán

cây điều cao cồng kềnh không gọn cây, khó chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh, dễ đổ
ngã khi có gió to, mưa lớn.
c. Đặc điểm giống điều bán lùn
Giống điều bán lùn phân cành sớm hơn giống điều cao, thường có nhiều thân
(hơn 2 - 3 thân), cây cao trung bình, phân biệt được thân chính và các cành thứ cấp.
Thân chính thấp, đốt lá dài vừa phải không thể hiện vươn cành mạnh. Giống điều
bán lùn vẫn giữ được tán hình dù. Với cấu trúc này tán của cây vẫn sà sát đất, và
loại hình này vẫn dễ tạo tán, tỉa cành, tạo ra cây có hình dù theo ý muốn, tạo điều
kiện thuận lợi cho chăm sóc, phòng trừ sâu bệnh, thu hái và chống đổ ngã tốt.

Hình 2.2: Các giống điều phân loại theo chiều cao và đặc điểm tán cây
1.Giống điều cao ;

2.Giống điều bán lùn

9

3. Giống điều lùn


(b)
(a)
Hình 2.3: Các kiểu phân cành trên cây điều.
(a): Phân cành liên tục, không vươn dài (extensive)
(b): Phân cành muộn, vươn dài (intensive)
(Nguồn: IPGRI, 1986)
2.2 Tình hình sản xuất điều trên thế giới và ở Việt Nam
2.2.1 Tình hình sản xuất điều trên thế giới
Từ một loài cây mọc hoang dại ở vùng Nam Mỹ, đến nay cây điều được
trồng phổ biến trên hơn 50 nước. Sản lượng hạt điều thế giới các năm từ năm 2000

đến năm 2004 liên tục tăng, phản ánh xu hướng sản lượng của châu Phi và Việt
Nam, mà nguyên nhân chính là tăng diện tích trồng điều. Theo số liệu của FAO
(2004), diện tích điều cho thu hoạch năm 2004 của 20 nước có diện tích điều lớn
nhất vào khoảng 3,1 triệu ha so với 2,1 triệu ha trong năm 1993. Trong đó, năm
nước có diện tích điều đang thu hoạch lớn nhất là Ấn Độ (730 ngàn ha; 23,8%);
Brazil (691 ngàn ha; 22,5%); Nigeria (324 ngàn ha; 10,6%); Việt Nam (282 ngàn
ha; 9,2%) và Indonesia (260 ngàn ha; 8,5%).
Trong vòng 10 năm qua, sản lượng điều thế giới tăng gấp hơn 2 lần, đạt gần
2 triệu tấn. Trong đó, hai nước có sản lượng lớn nhất là Ấn Độ và Việt Nam.
Theo số liệu của FAO (2004) (trích dẫn bởi Viện Chính sách và chiến lược
phát triển NNNT, 2005), năng suất điều trên thế giới khá thấp. Hầu hết các nước
trồng điều đạt dưới 1 tấn/ha. Điều này cũng phản ảnh thực tế là cây điều vốn chưa

10


được coi là cây trồng có tiềm năng kinh tế cao và được thâm canh đúng mức. Nhiều
nước vẫn trồng điều phân tán với mục đích phủ xanh đất trống đồi trọc, có nghĩa là
đóng vai trò như cây lâm nghiệp là chính.
2.2.2 Tình hình sản xuất điều ở Việt Nam
2.2.2.1 Tình hình sản xuất điều ở Việt Nam
Theo số liệu của Tổng cục Thống kê (2009), diện tích trồng điều ở Việt Nam
tăng từ 70 ngàn ha vào năm 1990 lên đến 421,5 ngàn ha năm 2008, tức là tăng 6,02
lần trong vòng 18 năm (bảng 2.1). Nhưng theo báo cáo rà soát quy hoạch ngành
điều của Viện Quy hoạch Thiết kế nông nghiệp, diện tích điều thực sự vào năm
2005 đã lên đến 520 ngàn ha. Tuy nhiên, hiện nay chưa thống kê được diện tích
đang cho thu hoạch.
Bảng 2.1: Diện tích, sản lượng và xuất khẩu điều Việt Nam

Năm

Diện

Sản

Xuất

loại

Trị giá

tích

lượng

khẩu

sản

(triệu

(ha)

(tấn)

(tấn)

phẩm

USD)

-

-

-

-

Ghi chú

1975

500

1990

70.000

28.000

27.000

hạt

14,00 Xuất khẩu nhân điều: 286 tấn

1991

75.000

31.000

30.000

hạt

23,00 Xuất khẩu nhân điều: 360 tấn

1992

78.973

32.004

51.700

hạt

46,53 Xuất khẩu nhân điều: 1.400 tấn

1993

122.530

69.089

47.700

hạt

49,00 Xuất khẩu nhân điều: 6.000 tấn

1994

172.740

87.957

49.500

hạt

75,00 Xuất khẩu nhân điều: 9.526 tấn

1995

187.553

92.512

18.257

nhân

90,00

1996

194.900

59.200

23.791

nhân

110,00

1997

202.500

70.100

33.300

nhân

133,33

1998

191.800

54.000

25.200

nhân

116,95 nhập khẩu: 10.000 tấn hạt

1999

189.102

55.028

18.390

nhân

109,75 nhập khẩu: 20.000 tấn hạt

2000

195.576

67.599

34.200

nhân

167,32 nhập khẩu: 35.000 tấn hạt

2001

198.914

70.006

43.709

nhân

151,75 nhập khẩu: 50.000 tấn hạt

11