Đánh giá các giống bố mẹ và con lai phục vụ công tác chọn tạo giống chè chất lượng cao ở Việt Nam (Luận án tiến sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
---------------------------

NGUYỄN THỊ MINH PHƯƠNG

ðÁNH GIÁ CÁC GIỐNG BỐ MẸ VÀ CON LAI
PHỤC VỤ CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG CHÈ
CHẤT LƯỢNG CAO Ở VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG
Mã số: 62.62.05.01
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. ðỖ VĂN NGỌC
2. PGS.TS. NGUYỄN HỒNG MINH

HÀ NỘI - 2012


i

LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án
này là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ luận án nào.
Tôi cũng xin cam ñoan, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận án này
ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án ñều ñã ñược ghi rõ
nguồn gốc.
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Minh Phương


ii

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện ñề tài và hoàn thành luận án tôi ñã nhận ñược sự
hướng dẫn và giúp ñỡ tận tình của lãnh ñạo các cơ quan, các thầy cô giáo, bạn bè
ñồng nghiệp.
Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ vô cùng quý báu của ban
giám hiệu Viện ðào tạo Sau ñại học Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, Ban
lãnh ñạo Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành tới PGS.TS Nguyễn Hồng
Minh - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội; TS. ðỗ Văn Ngọc - Viện Khoa học
Kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc, ñã tận tình giúp ñỡ, hướng dẫn tôi
trong suốt thời gian thực hiện ñề tài, cũng như quá trình hoàn thành luận án.
Qua ñây, tôi cũng xin ñược chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Nông
học, Bộ môn Di truyền chọn giống cây trồng - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội
ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và hoàn thành luận án.
Xin chân thành cảm ơn các cộng tác viên cùng bạn bè ñồng nghiệp ở Viện
Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc và gia ñình ñã hết lòng
ñộng viên giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Hà Nội, ngày 02 tháng 8 năm 2012
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Minh Phương


iii

MỤC LỤC
Lời cam ñoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

vi

Danh mục các bảng

vii

Danh mục hình

x

MỞ ðẦU

1

1

Tính cấp thiết của ñề tài

1

2

Mục tiêu nghiên cứu

4

3

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

4

4

Những ñóng góp mới của luận án

4

5

ðối tượng, phạm vi và thời gian nghiên cứu

5

6

Thời gian nghiên cứu

5

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1.

Nguồn gốc, phân loại và sự phân bố của cây chè

6
6

1.1.1

Nguồn gốc

6

1.1.2

Phân loại cây chè

7

1.1.3

Sự phân bố của cây chè

1.2.

Những nghiên cứu về chè trên thế giới và trong nước

10
11

1.2.1

Nghiên cứu về chè trên thế giới.

11

1.2.2

Nghiên cứu về chè ở Việt Nam

27

1.3

Những nhận ñịnh tổng quát về tình hình nghiên cứu chè trong và
ngoài nước có liên quan ñến ñề tài

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

38
40

2.1

Vật liệu nghiên cứu

40

2.2

Nội dung nghiên cứu

41

2.3

Phương pháp nghiên cứu

41


iv

2.3.1

ðánh giá tập ñoàn các mẫu giống chè ở Việt Nam.

41

2.3.2

Hoàn thiện quy trình lai tạo giống chè

45

2.3.3

Chọn lọc và ước lượng hiệu quả chọn lọcở quần thể con lai

46

2.3.4

ðánh giá các dòng triển vọng ñược chọn lọc từ quần thể con lai

47

2.3.5

Khảo nghiệm giống chè triển vọng

50

2.4

Phương pháp xử lý số liệu

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1

53

ðánh giá tập ñoàn các mẫu giống chè chính ở Việt Nam, tại vườn tập
ñoàn các giống chè ở Phú Hộ

3.1.1

ðánh giá các ñặc ñiểm về hình thái

3.1.2

Một số ñặc ñiểm nông - sinh học chính, chất lượng của các giống
chè nghiên cứu

3.1.2
3.2.

52

53
53
65

ðánh giá mức ña dạng di truyền của các giống chè chính trong
tập ñoàn các giống chè ở Phú Hộ

72

Hoàn thiện quy trình lai tạo giống chè

76

3.2.1

Quá trình phát triển hoa chè trong ñiều kiện Phú Hộ- Phú Thọ

76

3.2.2

Cấu tạo hoa chè

78

3.2.3

Các nghiên cứu về hạt phấn

80

3.2.4

Nghiên cứu về sức sống của vòi nhuỵ

84

3.2.5

Hoàn thiện kỹ thuật lai hữu tính tạo vật liệu khởi ñầu phục vụ
công tác chọn tạo giống chè mới

3.3

Chọn lọc và ước lượng hiệu quả chọn lọc ở quần thể con lai

3.3.1

ðánh giá biến ñộng các tính trạng ở các quần thể con lai

3.3.2

Ước lượng hiệu quả chọn lọc tính trạng ở quần thể con lai

3.3.3

Mối quan hệ ña dạng di truyền của nguồn bố mẹ với ước lượng
hiệu quả chọn lọc các dòng chè mới

3.4

ðánh giá các dòng triển vọng ñược chọn lọc từ các quần thể con lai

86
91
91
100
105
107

3.4.1

Kết quả chọn lọc sơ bộ các cây ñầu dòng

108

3.4.2

ðánh giá các tính trạng nông sinh học của các dòng chọn lọc

109


v

3.5

Kết quả khảo nghiệm giống chè triển vọng

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ

137
142

1

Kết luận

142

2

ðề nghị

143

Danh mục công trình ñã công bố có liên quan ñến luận án

144

Tài liệu tham khảo

145

Phụ lục

157


vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu viết tắt

ðược hiểu là

Bộ Nông nghiệp & PTNT

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

CHT

Chất hòa tan

DT tán

Diện tích tán

KHKT

Khoa học kỹ thuật

P1, P2

Thế hệ bố, mẹ

S2

Phương sai

TB

Trung bình

TQLN

Trung Quốc lá nhỏ

TQLT

Trung Quốc lá to

TT

Tính trạng

X

Giá trị trung bình


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
3.1

Tên bảng

Trang

ðánh giá ñặc ñiểm hình thái lá của các giống chè chính tại vườn tập
ñoàn ở Phú Hộ

55

3.2

Một số chỉ tiêu cấu tạo lá các giống chè chính tại vườn tập ñoàn ở Phú Hộ

58

3.3

ðặc ñiểm cấu tạo búp các giống chè chính tại tập ñoàn các giống chè

ở Phú Hộ

3.4

60

Các chỉ tiêu sinh trưởng chủ yếu của các giống chè chính tại vườn tập
ñoàn các giống chè ở Phú Hộ

63

3.5

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất (tuổi 5)

66

3.6

ðánh giá chất lượng của các giống chè chính tại vườn tập ñoàn các
giống chè ở Phú Hộ (2010 -2011)

68

3.7

Mức ñộ bị hại của một số loài sâu bệnh chính (tuổi 5)

71

3.8

Tổng hợp các giống có tính trạng mong muốn

75

3.9

Một số chỉ tiêu sinh thực của các giống chè tham gia vào các cặp lai

77

3.10

ðặc ñiểm cấu tạo hoa một số giống chè tham gia vào các tổ hợp lai

79

3.11

Tỉ lệ hạt phấn hữu dục của các giống chè tham gia vào các cặp lai

80

3.12

Sức sống hạt phấn bảo quản ở môi trường bình thường

82

3.13

Sức sống hạt phấn bảo quản trong ñiều kiện nhiệt ñộ thấp (50C)

83

3.14

Các thông số kỹ thuật cơ bản của quy trình lai hoa hữu tính ở chè

87

3.15

Tỷ lệ ñậu quả của các cặp lai

90

3.16

Phân ly mầu sắc lá ở quẩn thể con lai

92

3.17

ðánh giá mức ñộ biến ñộng kích thước lá ở các quần thể con lai

93

3.18

Biến ñộng về kích thước, khối lượng búp ở các quần thể con lai

95

3.19

Biến ñộng số lượng búp, khối lượng búp/ cây ở các quần thể con lai

96

3.20

ðánh giá biến ñộng các tính trạng liên quan cấu trúc cây ở các quần
thể con lai

97


viii

3.21

ðánh giá mức ñộ biến ñộng một số chỉ tiêu liên quan chất lượng búp
chè ở quần thể con lai

99

3.22

Ước lượng hiệu quả chọn lọc về chỉ tiêu chiều dài lá

100

3.23

Ước lượng hiệu quả chọn lọc về chỉ tiêu chiều rộng lá

101

3.24

Ước lượng hiệu quả chọn lọc về chiều dài búp

102

3.25

ðánh giá hiệu quả chọn lọc về chiều cao cây

103

3.26

Ước lượng hiệu quả chọn lọc về sản lượng búp

104

3.27

Ước lượng giá trị hiệu quả chọn lọc trên các tính trạng cơ bản

105

3.28

Kết quả chọn lọc sơ bộ các cây ưu tú từ các quần thể con lai

108

3.29

ðặc ñiểm cấu trúc lá của các dòng chọn lọc (tuổi 3)

110

3.30

ðặc ñiểm hình thái lá của một số dòng chè chọn lọc (tuổi 3)

113

3.31

ðặc ñiểm hình thái búp của các dòng chọn lọc (tuổi 3)

114

3.32

ðặc ñiểm hình thái cấu tạo búp các dòng chè chọn lọc (tuổi 3)

117

3.33

Các chỉ tiêu sinh trưởng chủ yếu của các dòng chọn lọc tuổi 3

119

3.34

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng chè tuổi 3
(Năm 2011)

121

3.35

Thành phần cơ giới búp của các dòng chè chọn lọc (tuổi 3)

123

3.36

Phân tích chất lượng hóa sinh của các dòng chè chọn lọc (2010- 2011)

125

3.37

ðánh giá chất lượng chè xanh bằng phương pháp cảm quan (năm
2010-2011)

126

3.38

ðánh giá chất lượng chè ñen bằng phương pháp cảm quan

128

3.39

Mức ñộ nhiễm một số sâu bệnh hại ở các dòng chọn lọc (tuổi 3)

130

3.40

Xây dựng mô hình cây chè chọn lọc theo hướng năng suất và chất
lượng (cây chè tuổi 3)

132

3.41

Các dòng chè ưu tú ñược chọn theo các tiêu chí năng suất và chất lượng

133

3.42

ðiều tra về diện tích và khả năng chống chịu ñiều kiện bất thuận của
giống chè PH8, PH9

3.43

137

Tình hình sinh trưởng của giống chè PH8, PH9 tại các vùng khảo
nghiệm (tuổi 4)

138


ix

3.44

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của giống chè PH8, PH9
tại các vùng khảo nghiệm (tuổi 4)

139

3.45

ðánh giá chất lượng của các giống chè mới tại các vùng khảo nghiệm

140

3.46

Mức ñộ nhiễm một số sâu bệnh hại của giống PH8, PH9 tại các vùng
khảo nghiệm

141


x

DANH MỤC HÌNH

STT

Tên hình

Trang

2.1

Sơ ñồ tạo giống chè bằng phương pháp lai hữu tính

48

2.2

Sơ ñồ chọn tạo giống chè PH8, PH9

51

3.1

Sơ ñồ hình cây về mối quan hệ di truyền giữa các giống chè

73

3.2

Vườn tập ñoàn các giống chè tại Phú Hộ

76

3.3

Tỉ lệ nảy mầm của hạt phấn các giống chè tham gia vào tổ hợp lai

81

3.4

Sức sống của vòi nhuỵ hoa chè khử ñực trước khi hoa nở 1 ngày

85

3.5

Sức sống của vòi nhuỵ hoa chè khử ñực trước khi hoa nở 2 ngày

85

3.6

Bao cách li sau khi khử ñực

89

3.7

Thụ phấn hoa

89

3.8

Bao cách li sau thụ phấn

89

3.9

Khu khảo nghiệm các giống chè mới

136


1

MỞ ðẦU

1

Tính cấp thiết của ñề tài
Cây chè (Camellia Sinensis) vốn là cây hoang dại, ñược loài người phát hiện

cách ñây trên bốn nghìn năm. Buổi ban ñầu con người sử dụng các sản phẩm chè
như một thứ dược liệu. Cùng với sự phát triển của loài người và nền sản xuất nông
nghiệp, cây chè cũng ñược chú ý khai thác, trở thành một ngành sản xuất với hệ
thống trồng trọt và chế biến ngày một hoàn thiện hơn.
Việt Nam là một trong những nước có ưu thế về ñiều kiện tự nhiên thích hợp
cho sinh trưởng và phát triển của cây chè. Chè trồng tập trung chủ yếu ở vùng núi,
trung du phía Bắc, khu Bốn cũ và các tỉnh Tây Nguyên (Chu Xuân Ái, 1998)[2],
(Nguyễn Kim Phong, 1989)[40].
Cây chè có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt trong ñiều kiện ñặc thù của
vùng ñất dốc, ñem lại nguồn thu nhập quan trọng góp phần xoá ñói giảm nghèo và
dần tiến tới làm giàu cho nhân dân trong vùng. Phát triển sản xuất chè tạo công ăn
việc làm cho hàng chục vạn lao ñộng, góp phần ñiều hoà sự phân bố dân cư miền
núi và ổn ñịnh cuộc sống của ñồng bào các dân tộc ít người. ðồng thời cây chè còn
có vai trò to lớn trong việc phủ xanh ñất trống, ñồi núi trọc và bảo vệ môi trường
sinh thái.
Cây chè thuộc nhóm cây công nghiệp lâu năm, có nhiệm kỳ kinh tế kéo dài
tới 40-50 năm, phát triển ñúng ñắn tối ưu về giống sẽ quyết ñịnh ñến nửa thế kỷ
phát triển của vườn chè. Do vậy ở tất cả các nước trồng chè, nghiên cứu, chọn tạo
giống luôn ñược quan tâm hàng ñầu, ñược coi là khâu ñột phá nhằm nâng cao sản
lượng và chất lượng chè.
Trên thế giới các nước phát triển chè mạnh ñều tập trung rất lớn cho công tác
chọn tạo giống mới, Gruria có những giống chọn lọc nổi tiếng như Konkhitña năng
suất hơn giống ñối chứng 47%, các giống lai tạo có thể chịu ñược rét ở nhiệt ñộ 200C, Trung Quốc qua chọn lọc ñã tạo ra ñược các giống chè có chất lượng nổi
tiếng như ðại Bạch Trà, Thiết Quan Âm, Long Tỉnh… Srilanka nhiều năm chọn lọc

2

cá thể ñã có nhiều dòng tốt phù hợp với vùng cao, vùng trung du và vùng thấp như
dòng TRI 777, TRI 2025 và gần ñây có dòng CT9 năng suất cao, chất lượng tốt, khả
năng ra rễ cao khi giâm cành. Ấn ðộ rất chú trọng ñến công tác chọn lọc, lai tạo,
chọn ra các dạng hình mới có năng suất cao. Năm 1990, Ấn ðộ ñã chọn ra dòng
tam bội TV29, có tiềm năng cho năng suất cao ñang mở rộng trong sản xuất
(Nguyễn Văn Toàn, 1998) [58].
Trong những năm gần ñây, sản xuất chè Việt Nam ñã phát triển theo hướng
tăng dần cả về diện tích và sản lượng. ðến hết năm 2010, Việt Nam ñã có 131.500
ha chè, sản lượng chè khô sản xuất ra ñạt khoảng 180,7 nghìn tấn, xuất khẩu ñược
135,0 nghìn tấn, ñạt kim ngạch 197 triệu USD. Trong năm 2011 với nhu cầu tiêu
thụ cao của khách hàng cộng với lợi thế về giá, Hiệp hội chè dự báo kim ngạch xuất
khẩu năm 2011 sẽ tiếp tục tăng khoảng 20% so với năm 2010 lên trên 200 triệu
USD, sản lượng sẽ ổn ñịnh quanh mức 135 nghìn tấn (Hiệp hội chè Việt Nam,
2008)[12], (ðỗ Ngọc Quỹ, Lê Tất Khương, 2000) [44]. Hiện nay Việt Nam là quốc
gia có sản lượng và xuất khẩu chè lớn thứ 5 trên thế giới chỉ sau Ấn ðộ, Trung
Quốc, Kenya, Srilanka và ngang hàng với Indonesia.
Song do chất lượng chè chưa cao, công tác quản lý chất lượng chè còn nhiều
hạn chế, ñặc biệt là khâu vệ sinh an toàn thực phẩm, dẫn ñến giá trị xuất khẩu chè
của Việt Nam trên thị trường thế giới còn thấp (Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Văn
Tạo, 2006) [13], (ðỗ Ngọc Quỹ, Lê Tất Khương, 2000)[44], (Nguyễn Văn Tạo,
2005)[47].
Hai vấn ñề ñược ñặt ra ñối với sản xuất chè của nước ta :
- So với thế giới, năng suất chè bình quân của Việt Nam bằng 90% (Việt
Nam ñạt 1,4 tấn chè khô/ha, thế giới ñạt 1,5 tấn chè khô/ha).
- Chất lượng chè xuất khẩu thấp, giá chè của Việt Nam chỉ bằng 70% giá
bình quân thế giới (Việt Nam ñạt 1,4 USD/kg, thế giới 1,8 USD/kg). So với các
nước tiên tiến về sản xuất chè như Srilanka và Ấn ðộ, giá chè của Việt Nam chỉ

bằng 50% (Hiệp hội chè Việt Nam, 2008) [12], (ðỗ Văn Ngọc, 2005) [34], (ðỗ Văn
Ngọc, 2006) [35].


3

Một trong những nguyên nhân dẫn ñến thực trạng trên là cơ cấu giống chè
của nước ta còn chưa phù hợp. Trước năm 1986, ngành chè Việt Nam chỉ có 3
giống chè hạt chưa chọn lọc trong sản xuất là Trung Du, Shan, Ấn ðộ và 1 dòng
chè PH1 giâm cành thích ứng làm chè ñen (Trần Thị Lư, Nguyễn Văn Toàn,
1994)[28]. Thời kỳ sau 1987, công tác nghiên cứu và chọn tạo giống chè ñược ñẩy
mạnh thêm một bước, một số giống chè mới chọn lọc, ñược Bộ Nông nghiệp và
Phát triển nông thôn cho phép áp dụng trong sản xuất như giống chè 1A, TH3,
TRI777, LDP1, LDP2. Các giống chè trên chủ yếu phù hợp với chế biến sản phẩm
chè ñen, các giống phục vụ cho chế biến chè xanh ñặc biệt là chè xanh chất lượng
cao và chè ôlong còn rất hạn chế. Trong những năm 2000 - 2005, nhằm khắc phục
tình trạng thiếu giống chè chất lượng cao, ñược sự chỉ ñạo của Chính phủ, của Bộ
Nông nghiệp và PTNT công tác chọn tạo giống chè ñược ñẩy mạnh, ñồng thời vừa
chọn tạo giống chè trong nước, vừa tăng cường việc nhập nội giống từ nước ngoài.
Trong thời gian ngắn bằng nhiều con ñường khác nhau, chúng ta ñã nhập ñược
khoảng 30 giống chè từ các nước trồng chè trong khu vực.
Tuy nhiên, sau thời gian ñánh giá khảo nghiệm cho thấy ña số các giống chè
nhập nội ñều không thích ứng với ñiều kiện khí hậu Việt Nam, sinh trưởng yếu và sâu
bệnh nhiều. Một số giống có chất lượng tốt tại nước sở tại song trồng ở Việt Nam lại có
chất lượng không cao.
ðể cải thiện chất lượng chè ở Việt Nam, ña dạng hoá sản phẩm, tăng sức
cạnh tranh trên thị trường thế giới, trong những năm gần ñây, Viện Khoa học kỹ
thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc ñã tiến hành ñồng bộ các phương pháp
chọn tạo, nhân giống bao gồm từ công tác nhập nội giống chất lượng cao, lai hữu
tính, chọn lọc cá thể, gây ñột biến và thu thập bảo quản nguồn gen. Phương pháp lai

hữu tính các giống chè ñược coi là phương pháp mũi nhọn có hiệu quả trong công
tác chọn tạo giống, nhằm sử dụng các nguồn gen quý của các giống chè trên thế
giới và trong nước tạo ra tổ hợp mới, ñể tái tổ hợp các kiểu gen của bố mẹ sau ñó
lựa chọn bồi dục thành giống lai. ðây là phương pháp chọn tạo giống nhanh nhất và
hiệu quả nhất ñược áp dụng phổ biến, rộng rãi tại các nước trồng chè trên thế giới.


Luận án đủ ở file: Luận án full