Nghiên cứu chọn tạo và biện pháp nâng cao năng suất, phẩm chất dòng dưa hấu (Citrullus vulgaris L.) tam bội in vitro

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

TRẦN THANH TRUYỀN

NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO VÀ BIỆN PHÁP
NÂNG CAO NĂNG SUẤT, PHẨM CHẤT
DÒNG DƢA HẤU (Citrullus vulgaris L.)
TAM BỘI IN VITRO

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG

2019


TÓM TẮT
“Nghiên cứu chọn tạo và biện pháp nâng cao năng suất, phẩm chất dòng
dưa hấu (Citrullus vulgaris L.) tam bội in vitro” được thực hiện tại Khoa Nông
nghiệp và Sinh học ứng dụng trường Đại học Cần Thơ và hai tỉnh Hậu Giang,
Cần Thơ. Mục tiêu nghiên cứu là chọn tạo được dòng dưa hấu tam bội in vitro có
xuất xứ Việt Nam; đề xuất qui trình sản xuất cây dưa hấu tam bội cấy mô làm cơ
sở để chọn tạo thêm các dòng tam bội khác và khắc phục nhược điểm của hạt
giống tam bội có sức nảy mầm kém, khó lưu trữ.
Nghiên cứu gồm 4 giai đoạn chính: (1) Tạo cây dưa hấu tứ bội in vitro bằng
hóa chất colchicine và oryzalin; (2) Nhân dòng vô tính cây dưa hấu tứ bội in vitro
và lai tạo hạt lai dưa hấu tam bội; (3) Nhân dòng vô tính cây dưa hấu tam bội in
vitro và khảo sát sự sinh trưởng và phát triển của các dòng dưa hấu tam bội cấy
mô ngoài đồng; (4) Đánh giá ảnh hưởng của lượng phân đạm và mật độ đến khả
năng sinh trưởng, phát triển và phẩm chất trái của dòng dưa hấu tam bội cấy mô
ngoài đồng.

Giai đoạn (1): bằng cách xử lý đỉnh sinh trưởng dưa hấu nhị bội in vitro với
hóa chất đa bội hóa colchicine 0,01% và oryzalin 0,004% đều tạo chồi tứ bội. Xử
lý colchicine trong 8 ngày đạt 9% và xử lý oryzalin trong 54 giờ đạt 4% cây tứ
bội, kiểm tra bằng phân tích dòng chảy tế bào.
Đối với giai đoạn (2) các cây tứ bội in vitro được chọn lọc từ giai đoạn (1)
làm vật liệu nhân chồi cấy mô. Kết quả cho thấy việc bổ sung BA 1 mg/L cho
hiệu quả nhân chồi (2,6 chồi) và bổ sung IBA 1 mg/L cho hiệu quả tạo rễ (9-12
rễ) hình thành cây hoàn chỉnh. Các dòng cây dưa hấu tứ bội cấy mô được trồng
tại Hậu Giang, kết quả cho thấy các dòng cây dưa hấu tứ bội sinh trưởng, phát
triển tốt ngoài đồng, được sử dụng làm cây mẹ để lai tạo thành công hạt lai dưa
hấu tam bội.
Đối với giai đoạn (3): kết quả cho thấy môi trường chỉ bổ sung nồng độ BA
1,0 mg/L cho hiệu quả tái sinh chồi các dòng dưa hấu tam bội cao nhất sau 3 tuần
nuôi cấy với chồi khỏe, không bị thủy tinh thể. Số rễ, chiều dài rễ cũng như số lá
và chiều cao cây dưa hấu tam bội tốt nhất được ghi nhận ở môi trường bổ sung
IBA 0,5 mg/L và than hoạt tính 2,0 g/L. Ở điều kiện đồng ruộng tại Cần Thơ, hai
dòng dưa hấu tam bội (TriP1 và TriP2) cấy mô sinh trưởng và phát triển tốt.
Dòng TriP1 có chiều dài dây, số lá/dây, kích thước lá cao hơn giống đối chứng và
dòng TriP2. Tuy nhiên khối lượng trái, năng suất và phẩm chất trái (độ Brix và
độ dày vỏ) không khác biệt. Dòng TriP1 trồng ở Hậu Giang, cho sự sinh trưởng
tương đương giống đối chứng và dòng TriP2. Đồng thời khối lượng trái và năng
suất (lần lượt là 2,2 kg-36,91 tấn/ha) của dòng TriP1 cao hơn giống đối chứng


(1,73 kg-28,94 tấn/ha) và dòng TriP2 (1,55 kg-25,56 tấn/ha), nhưng phẩm chất
trái tương đương.
Đối với giai đoạn (4): nghiên cứu đã chỉ ra rằng, dưa hấu tam bội được
trồng ở mật độ 10.000 cây/ha cùng lượng phân đạm cao (200 kg N/ha) đạt hiệu
quả với năng suất trái cao (23,19 tấn/ha), độ Brix trái >10% so với mật độ 8.750
cây/ha cùng lượng phân đạm thấp (150kg/ha).

Từ khóa: colchicine, oryzalin, đa bội in vitro, dưa hấu tứ bội, dưa hấu tam
bội, nuôi cấy mô.


ABSTRACT
"Investigate on breeding and measuring to improve yield and quality of
triploid watermelons (Citrullus vulgaris L.) in vitro" was conducted at Faculty of
Agriculture and Applied Biology of Can Tho University and two provinces of
Hau Giang, Can Tho. The objective of the study is to make a triploid watermelon
in vitro originated from Vietnam; to propose a method of production of triploid
watermelon seedlings as a basis for selecting more triploid lines and overcoming
the disadvantages of triploid seedlings with poor germination, difficult storage.
The study consists of four main phases: (1) Producing tetraploid
watermelon in vitro with colchicine and oryzalin; (2) Cloning the tetraploid
watermelon in vitro and hybridise the watermelon triploid triploid; (3) Cloning
watermelon triploid in vitro and investigated the growth and development of
watermelon triploid watermelon lines; (4) Evaluate the effect of N fertilizer and
density on the growth, development and fruit quality of the transgenic
watermelon.
Phase (1): By treating the diploid watermelon growth peak in vitro with
0.01% colchicine multi-particulate and 0.004% oryzalin, all tetraploid shoots
were formed. Treatment of colchicine in 8 days reached 9% and treatment with
oryzalin in 54 hours reached 4% tetraploid, and it was tested by cell flow
analysis.
For phase (2), tetraploid plants in vitro were selected from stage (1) as
tissue culture multiplication. The results showed that supplementation with BA 1
mg/L for shoot propagation (2.6 shoots) and IBA 1 mg/L supplementation gave
the rooting effect (9-12 roots) of complete tree formation. The tetraploid
watermelon seedlings were planted in Hau Giang, the results showed that the
lines of watermelon tetraploid grows well in the field, they were used as a mother

to breed watermelon hybrid triploid seeds.
For phase (3): the results showed that the medium supplemented with BA
1.0 mg/L gave the highest regeneration efficiency of the watermelon triploid
shoots after 3 weeks of culture with healthy shoots, limiting the cataracts. The
number of roots, root length as well as number of leaves and height of triploid
watermelon were best recorded in medium supplemented with IBA 0.5 mg/L and
activated charcoal 2.0 g/L. At field conditions in Can Tho, two lines of triploid
watermelon (TriP1 and TriP2) were implanted tissue growth and they developed
well. The TriP1 line has the liana length, number of leaf/a liana, leaf size higher
than the control variety and the TriP2 line. However, fruit mass, fruit quality and
fruit productivity (Brix and shell thickness) were not significantly different. The


TriP1 line, which grows in Hau Giang, has the same growth as the one in the
control variety‟s and the TriP2 line. At the same time, fruit weight and
productivity (2.2 kg - 36.91 tons/ha, respectively) of the TriP1 line were higher
than the control varieties (1.73 kg-28.94 tons/ha) and TriP2 (55 kg-25.56
tons/ha), but the fruit quality is equivalent.
For phase (4), research has shown that triploid watermelon is planted at a
density of 10.000 trees per hectare and a high amount of nitrogen fertilizer (200
kg N/ha) giving high fruit productivity (23.19 tons/ha), fruit‟s Brix >10%
compared to 8.750 plants/ha and low nitrogen fertilizer (150 kg/ha).
Từ khóa: colchicine, oryzalin, polyploidy in vitro, tetraploid watermelon,
triploid seedless watermelon, micropropagation.


MỤC LỤC
Trang
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................... viii
DANH SÁCH HÌNH ...................................................................................... xii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... xiv
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU............................................................................. 1
1.1 Mục tiêu của luận án .................................................................................... 1
1.2 Ý nghĩa của luận án:..................................................................................... 2
1.3 Điểm mới của luận án: ................................................................................. 2
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................ 3
2.1 Giới thiệu chung về cây dưa hấu.................................................................. 3
2.1.1 Nguồn gốc ........................................................................................ 3
2.1.2 Giá trị dinh dưỡng và công dụng của dưa hấu ................................. 3
2.2 Vai trò của giống dưa hấu trong trồng trọt ................................................... 4
2.3 Đa bội thể cùng nguồn trong công tác chọn tạo giống ................................ 4
2.3.1 Khái niệm ......................................................................................... 4
2.3.2 Đặc điểm và vai trò của đa bội thể cùng nguồn trong công tác chọn
tạo giống .................................................................................................... 4
2.4 Tác nhân hóa học gây ra đa bội thể ............................................................. 5
2.4.1 Cơ sở khoa học tạo thể đa bội bằng colchicine và oryzalin ............. 6
2.4.2 Kỹ thuật xử lý đa bội bằng tác nhân hóa học ................................... 7
2.4.3 Một số nghiên cứu tạo dưa hấu đa bội bằng hóa chất trên đỉnh sinh
trưởng ........................................................................................................ 8
2.5 Phương pháp xác định cây đa bội ................................................................ 9
2.5.1 Hình thái và đặc điểm sinh trưởng, phát triển.................................. 9
2.5.2 Mật số khí khẩu/đơn vị diện tích lá và chiều dài khí khẩu ............ 10
2.5.3 Đếm số lượng nhiễm sắc thể ...........................................................11
2.5.4 Phân tích flow cytometry (dòng chảy tế bào) bằng máy đo đa bội
thể (Partec Ploidy Analyser) ....................................................................11
2.6 Dưa hấu tam bội (không hạt) ..................................................................... 14
i


2.6.1 Kỹ thuật lai tạo dòng dưa hấu tam bội ........................................... 15

2.6.2 Một số nghiên cứu chọn tạo giống dưa hấu không hạt .................. 17
2.7 Vai trò của vi nhân giống đối với cây trồng ............................................... 19
2.7.1 Khái niệm ....................................................................................... 19
2.7.2 Vai trò ............................................................................................. 19
2.7.3 Một số nghiên cứu vi nhân giống dưa hấu đa bội trong nước ....... 20
2.8 Ảnh hưởng của mật độ trồng và lượng phân đạm đến năng suất, phẩm chất
trái dưa hấu .............................................................................................. 21
2.8.1 Mật độ trồng ................................................................................... 21
2.8.2 Lượng phân đạm ............................................................................ 21
CHƢƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP ......................................... 23
3.1 Cảm ứng tạo thành cây dưa hấu tứ bội in vitro bằng colchicine và oryzalin
trên các dòng dưa hấu nhị bội ................................................................. 23
3.1.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của thời gian xử lý colchicine lên sự sinh
trưởng của hai dòng dưa hấu nhị bội TPS và TPT in vitro ..................... 23
3.1.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của thời gian xử lý oryzalin lên sự sinh
trưởng của bốn dòng dưa hấu nhị bội in vitro ......................................... 26
3.2 Thí nghiệm 3: Đánh giá khả năng tạo chồi và sinh trưởng của hai dòng tứ
bội TPT và TPS trong môi trường có bổ sung BA.................................. 27
3.2.1 Vật liệu ........................................................................................... 27
3.2.2 Môi trường nuôi cấy....................................................................... 27
3.2.3 Bố trí thí nghiệm ............................................................................ 27
3.3 Thí nghiệm 4: Đánh giá khả năng tạo chồi và sinh trưởng của hai dòng tứ
bội TPB và TPX trong môi trường có bổ sung BA................................. 28
3.3.1 Vật liệu ........................................................................................... 28
3.3.2 Môi trường nuôi cấy: tương tự thí nghiệm 3 ................................. 28
3.3.3 Bố trí thí nghiệm ............................................................................ 28
3.4 Thí nghiệm 5: Đánh giá khả năng tạo rễ, sinh trưởng của dòng tứ bội TPT
trên môi trường có bổ sung IBA và NAA ............................................... 28
3.4.1 Vật liệu ........................................................................................... 28
3.4.2 Môi trường nuôi cấy....................................................................... 28

ii


3.4.3 Bố trí thí nghiệm ............................................................................ 28
3.5 Thí nghiệm 6: Đánh giá khả năng tạo rễ, sinh trưởng của dòng tứ bội TPS
trên môi trường có bổ sung IBA và NAA ............................................... 29
3.5.1 Vật liệu ........................................................................................... 29
3.5.2 Môi trường nuôi cấy....................................................................... 29
3.5.3 Bố trí thí nghiệm ............................................................................ 29
3.6 Thí nghiệm 7: Đánh giá khả năng tạo rễ, sinh trưởng của bốn dòng tứ bội
trên môi trường có bổ sung IBA ............................................................. 29
3.6.1 Vật liệu ........................................................................................... 29
3.6.2 Môi trường nuôi cấy....................................................................... 29
3.6.3 Bố trí thí nghiệm ............................................................................ 29
3.7 Thí nghiệm 8: Đánh giá, chọn lọc các dòng tứ bội cấy mô và lai tạo hạt
tam bội ngoài đồng .................................................................................. 30
3.7.1 Vật liệu ........................................................................................... 30
3.7.2 Phương pháp thuần dưỡng ............................................................. 30
3.7.3 Bố trí thí nghiệm ............................................................................ 30
3.8 Thí nghiệm 9: Đánh giá khả năng tạo chồi và sinh trưởng của các dòng
tam bội cấy mô trên môi trường có bổ sung BA ..................................... 32
3.8.1 Vật liệu ........................................................................................... 32
3.8.2 Môi trường nuôi cấy....................................................................... 32
3.8.3 Bố trí thí nghiệm ............................................................................ 32
3.9 Thí nghiệm 10: Đánh giá khả năng tạo chồi, sinh trưởng của dòng dưa hấu
tam bội TriP1 trên môi trường có bổ sung BA và than hoạt tính ............ 33
3.9.1 Vật liệu ........................................................................................... 33
3.9.2 Môi trường nuôi cấy....................................................................... 33
3.9.3 Bố trí thí nghiệm ............................................................................ 33
3.10 Thí nghiệm 11: Đánh giá khả năng tạo rễ, sinh trưởng của ba dòng dưa

hấu tam bội cấy mô trên môi trường có bổ sung IBA............................. 33
3.10.1 Vật liệu ......................................................................................... 33
3.10.2 Môi trường nuôi cấy..................................................................... 33
3.10.3 Bố trí thí nghiệm .......................................................................... 33
iii


3.11 Thí nghiệm 12: Đánh giá khả năng tạo rễ, sinh trưởng của dưa hấu tam
bội TriP1 trên môi trường có bổ sung IBA và than hoạt tính.................. 33
3.11.1 Vật liệu ......................................................................................... 33
3.11.2 Môi trường nuôi cấy ..................................................................... 34
3.11.3 Bố trí thí nghiệm .......................................................................... 34
3.12 Thí nghiệm 13: Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và
phẩm chất trái của hai dòng dưa hấu tam bội (3x) cấy mô ngoài đồng .. 34
3.12.1 Vật liệu ......................................................................................... 34
3.12.2 Bố trí thí nghiệm .......................................................................... 34
3.13 Thí nghiệm 14: Khảo sát sự ảnh hưởng của liều lượng phân đạm (N) và
mật độ trồng lên năng suất, phẩm chất của dòng dưa hấu tam bội TriP1
cấy mô ..................................................................................................... 35
3.13.1 Vật liệu ......................................................................................... 35
3.13.2 Chuẩn bị đất thí nghiệm ............................................................... 35
3.13.3 Thời gian và địa điểm thí nghiệm ................................................ 35
3.13.4 Bố trí thí nghiệm .......................................................................... 35
3.14 Phương pháp phân tích số liệu ................................................................. 37
3.15 Sơ đồ tóm tắt các thí nghiệm ................................................................... 38
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN ...................................................... 39
4.1 Cảm ứng tạo thành cây dưa hấu tứ bội in vitro bằng colchicine và oryzalin
trên các dòng dưa hấu nhị bội ................................................................. 39
4.1.1 Ảnh hưởng của thời gian xử lý colchicine lên sự sinh trưởng của 2
dòng dưa hấu nhị bội TPS và TPT in vitro.............................................. 39

4.1.2 Ảnh hưởng của thời gian xử lý oryzalin lên sự sinh trưởng của 4
dòng dưa hấu nhị bội in vitro .................................................................. 42
4.1.3 Cảm ứng tạo thành cây tứ bội in vitro bằng colchicine và oryzalin 45
4.2 Đánh giá khả năng tạo chồi và sinh trưởng hai dòng tứ bội TPT và TPS
trong môi trường có bổ sung BA ............................................................ 50
4.2.1 Số chồi gia tăng .............................................................................. 51
4.2.2 Chiều cao chồi gia tăng .................................................................. 53
4.2.3 Số lá gia tăng .................................................................................. 53
iv


4.3 Đánh giá khả năng tạo chồi và sinh trưởng của hai dòng tứ bội TPB và
TPX trong môi trường có bổ sung BA .................................................... 54
4.3.1 Số chồi gia tăng .............................................................................. 54
4.3.2 Chiều cao chồi gia tăng .................................................................. 54
4.3.3 Số lá gia tăng .................................................................................. 54
4.4 Đánh giá khả năng tạo rễ, sinh trưởng của dòng tứ bội TPT trên môi
trường có bổ sung IBA và NAA ............................................................. 56
4.4.1 Số rễ ............................................................................................... 56
4.4.2 Chiều dài rễ .................................................................................... 56
4.4.3 Chiều cao chồi gia tăng .................................................................. 58
4.4.4 Số lá gia tăng .................................................................................. 58
4.5 Đánh giá khả năng tạo rễ, sinh trưởng của dòng tứ bội TPS trên môi trường
có bổ sung IBA và NAA ......................................................................... 59
4.5.1 Số rễ ............................................................................................... 59
4.5.2 Chiều dài rễ .................................................................................... 60
4.5.3 Khối lượng tươi .............................................................................. 61
4.5.4 Chiều cao chồi gia tăng .................................................................. 61
4.5.5 Số lá gia tăng .................................................................................. 62
4.6 Đánh giá khả năng tạo rễ, sinh trưởng của bốn dòng tứ bội trên môi trường

có bổ sung IBA ....................................................................................... 63
4.6.1 Số rễ ............................................................................................... 63
4.6.2 Chiều dài rễ ................................................................................... 63
4.6.3 Khối lượng tươi gia tăng ................................................................ 63
4.6.4 Chiều cao chồi gia tăng .................................................................. 63
4.6.5 Số lá gia tăng .................................................................................. 63
4.7 Đánh giá, chọn lọc các dòng tứ bội cấy mô và lai tạo hạt tam bội ngoài
đồng ......................................................................................................... 65
4.7.1 Chiều dài dây ................................................................................. 65
4.7.2 Số lá ................................................................................................ 65
4.7.3 Kích thước lá ................................................................................. 66

v


4.7.4 Đường kính gốc thân, khối lượng tươi và khô dây ....................... 67
4.7.5 Đường kính hoa đực và hoa cái .................................................... 68
4.7.6 Số trái lai thành công ..................................................................... 68
4.7.7 Khối lượng trái và chu vi trái ......................................................... 69
4.7.8 Năng suất........................................................................................ 70
4.7.9 Phẩm chất trái................................................................................. 70
4.7.10 Số hạt chắc tam bội/trái ................................................................ 70
4.8 Đánh giá khả năng tạo chồi và sinh trưởng của các dòng tam bội cấy mô
trên môi trường có bổ sung BA............................................................... 71
4.8.1 Số chồi gia tăng .............................................................................. 71
4.8.2 Số lá gia tăng ................................................................................. 72
4.8.3 Chiều cao chồi gia tăng .................................................................. 74
4.9 Đánh giá khả năng tạo chồi, sinh trưởng của dòng dưa hấu tam bội TriP1
trên môi trường có bổ sung BA và than hoạt tính ................................... 75
4.9.1 Số chồi gia tăng .............................................................................. 75

4.9.2 Số lá gia tăng .................................................................................. 76
4.9.3 Chiều cao chồi gia tăng .................................................................. 77
4.10 Đánh giá khả năng tạo rễ, sinh trưởng của ba dòng dưa hấu tam bội cấy
mô trên môi trường có IBA ..................................................................... 78
4.10.1 Số rễ ............................................................................................. 78
4.10.2 Chiều dài rễ .................................................................................. 78
4.10.3 Chiều cao chồi gia tăng ................................................................ 79
4.10.4 Số lá gia tăng ................................................................................ 79
4.11 Đánh giá khả năng tạo rễ, sinh trưởng của dưa hấu tam bội TriP1 trên môi
trường có IBA và than hoạt tính .............................................................. 80
4.11.1 Tỷ lệ ra rễ ..................................................................................... 80
4.11.2 Số rễ.............................................................................................. 81
4.11.3 Chiều dài rễ .................................................................................. 82
4.11.4 Chiều cao chồi .............................................................................. 82
4.11.5 Số lá .............................................................................................. 83
vi


4.12 Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và phẩm chất trái
của hai dòng dưa hấu tam bội (3x) cấy mô ngoài đồng .......................... 84
4.12.1 Chiều dài dây dưa ........................................................................ 84
4.12.2 Số lá/dây ....................................................................................... 85
4.12.3 Kích thước lá ................................................................................ 85
4.12.4 Đường kính gốc thân và khối lượng tươi dây .............................. 86
4.12.5 Đường kính hoa cái ..................................................................... 86
4.12.6 Khối lượng trái ............................................................................. 87
4.12.7 Chu vi trái ..................................................................................... 88
4.12.8 Năng suất ..................................................................................... 88
4.12.9 Phẩm chất trái............................................................................... 89
4.13 Khảo sát ảnh hưởng của lượng phân đạm (N) và mật độ trồng lên năng

suất, phẩm chất của dòng dưa hấu tam bội TriP1 cấy mô....................... 90
4.13.1 Chiều dài dây ............................................................................... 90
4.13.2 Số lá/dây gia tăng ......................................................................... 91
4.13.3 Kích thước lá ................................................................................ 91
4.13.4 Đường kính gốc thân .................................................................... 92
4.13.5 Khối lượng tươi dây ..................................................................... 92
4.13.6 Đường kính hoa cái ...................................................................... 93
4.13.7 Khối lượng trái ............................................................................. 93
4.13.8 Chu vi trái ..................................................................................... 93
4.13.9 Năng suất...................................................................................... 94
4.13.10 Phẩm chất trái............................................................................. 95
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................... 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 100

vii


DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 3.1 Các nghiệm thức thí nghiệm khối lượng phân đạm và khoảng cách
cây lên năng suất, phẩm chất của dưa hấu tam bội TriP1 ....................... 36
Bảng 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 14 ............................................................... 36
Bảng 3.3: Qui trình bón phân và lượng phân bón trong thí nghiệm 14 ........... 37
Bảng 4.1: Ảnh hưởng của thời gian xử lý colchicine 0,01% trên hai dòng dưa
hấu nhị bội đến số chồi gia tăng ở 1-3 TSKC ......................................... 39
Bảng 4.2: Ảnh hưởng của thời gian xử lý colchicine 0,01% trên hai dòng dưa
hấu nhị bội đến chiều cao chồi (cm) gia tăng ở 1-3 TSKC ..................... 40
Bảng 4.3: Ảnh hưởng của thời gian xử lý colchicine 0,01% trên hai dòng dưa
hấu nhị bội đến số lá gia tăng ở 1-3 TSKC ............................................ 41
Bảng 4.4: Ảnh hưởng của thời gian xử lý oryzalin 0,004% đến số chồi gia tăng

của các dòng dưa hấu nhị bội in vitro ở 3 TSKC .................................... 42
Bảng 4.5: Ảnh hưởng của thời gian xử lý oryzalin 0,004% đến chiều cao gia
tăng (cm) của các dòng dưa hấu nhị bội in vitro ở 3 TSKC ................... 43
Bảng 4.6: Ảnh hưởng của thời gian xử lý oryzalin 0,004% đến số lá gia tăng
của các dòng dưa hấu nhị bội ở 3 TSKC. ............................................... 44
Bảng 4.7: Mật số khí khẩu/mm2 của các dòng dưa hấu TPS, TPB, TPT và TPX
sau khi xử lý đa bội in vitro .................................................................... 46
Bảng 4.8: Tỷ lệ (%) cây có hình thái đa bội ở 2 dòng dưa hấu TPS và TPT sau
khi xử lý colchicine 0,01% in vitro ở các thời gian khác nhau ............... 47
Bảng 4.9: Tỷ lệ (%) cây dưa hấu TPS, TPB, TPT và TPX có hình thái đa bội
sau khi xử lý oryzalin 0,004% in vitro ở các thời gian khác nhau .......... 48
Bảng 4.10: Tỷ lệ (%) cây dưa hấu xử lý oryzalin 0,004% được xác định tứ bội
bằng phân tích dòng chảy tế bào ............................................................. 48
Bảng 4.11: Tỷ lệ (%) cây dưa hấu đa bội sau khi xử lý colchichine 0,01% được
xác định bằng phân tích dòng chảy tế bào .............................................. 50
Bảng 4.12: Số chồi gia tăng của 2 dòng dưa hấu tứ bội trên môi trường nuôi
cấy có bổ sung BA (mg/L) với các nồng độ khác nhau ở 2 TSKC ......... 51
Bảng 4.13: Số chồi gia tăng của 2 dòng dưa hấu tứ bội trên môi trường nuôi
cấy bổ sung BA (mg/L) với các nồng độ khác nhau ở 3 TSKC.............. 52

viii


Bảng 4.14: Chiều cao chồi gia tăng (cm) của 2 dòng dưa hấu tứ bội trên môi
trường nuôi cấy có bổ sung BA (mg/L) với các nồng độ khác nhau ở 3
TSKC....................................................................................................... 53
Bảng 4.15: Số lá/chồi gia tăng của 2 dòng dưa hấu tứ bội trên môi trường nuôi
cấy có bổ sung BA (mg/L) với các nồng độ khác nhau ở 3 TSKC ......... 54
Bảng 4.16: Số chồi, chiều cao, số lá gia tăng của 2 dòng dưa hấu tứ bội trên
nuôi cấy có bổ sung BA (mg/L) với các nồng độ khác nhau ở 3 TSKC. 55

Bảng 4.17: Số rễ/mẫu của chồi dưa hấu tứ bội TPT trên môi trường có bổ sung
IBA và NAA với các nồng độ khác nhau ở 3 TSKC. ............................. 56
Bảng 4.18: Chiều dài rễ (cm) của chồi dưa hấu tứ bội TPT trên môi trường có
bổ sung IBA và NAA với các nồng độ khác nhau ở 3 TSKC ................. 57
Bảng 4.19: Chiều cao gia tăng (cm) của chồi dưa hấu tứ bội TPT trên môi
trường có bổ sung IBA và NAA với các nồng độ khác nhau ở 3 TSKC. 58
Bảng 4.20: Số lá gia tăng ở chồi dưa hấu tứ bội TPT trên môi trường có bổ
sung IBA và NAA với các nồng độ khác nhau ở 3 TSKC ...................... 59
Bảng 4.21: Số rễ/mẫu của chồi dưa hấu TPS trên môi trường có các nồng độ
IBA và NAA khác nhau ở 3 TSKC ........................................................ 60
Bảng 4.22: Chiều dài rễ (cm) của chồi dưa hấu TPS trên môi trường có các
nồng độ IBA và NAA khác nhau ở 3 TSKC ........................................... 61
Bảng 4.23: Khối lượng tươi (g), chiều cao (cm) và số lá gia tăng của chồi dưa
hấu TPS trên môi trường có các nồng độ IBA và NAA khác nhau ở 3
TSKC....................................................................................................... 62
Bảng 4.24: Số rễ và chiều dài rễ (cm) của 4 dòng dưa hấu tứ bội trên môi
trường tạo rễ (IBA 1 mg/L) ở 3 TSKC. ................................................... 63
Bảng 4.25: Khối lượng tươi (g), chiều cao chồi (cm) và số lá gia tăng của 4
dòng dưa hấu tứ bội trên môi trường tạo rễ (IBA 1 mg/L) ở 3 TSKC .... 64
Bảng 4.26: Chiều dài dây (cm) và số lá/dây của 4 dòng dưa hấu tứ bội cấy mô
ở Hậu Giang ............................................................................................ 65
Bảng 4.27: Kích thước lá (cm) và tỷ lệ chiều dài/rộng lá của 4 dòng dưa hấu tứ
bội cấy mô ở Hậu Giang. ........................................................................ 67
Bảng 4.28: Đường kính gốc thân (cm), khối lượng tươi (g) và khô dây (g) của
4 dòng dưa hấu tứ bội cấy mô ở Hậu Giang ........................................... 67
Bảng 4.29: Đường kính hoa cái, hoa đực (cm), số trái lai thành công của 4
dòng dưa hấu tứ bội cấy mô trồng tại Hậu Giang ................................... 68
ix

Bảng 4.30: Khối lượng trái (kg), chu vi trái (cm) và năng suất (tấn/ha) của 4
dòng dưa hấu tứ bội cấy mô trồng tại Hậu Giang .................................. 70
Bảng 4.31: Độ Brix (%), độ dày vỏ (cm) và số hạt chắc tam bội/trái của 4
dòng dưa hấu tứ bội cấy mô trồng tại Hậu Giang ................................... 70
Bảng 4.32: Số chồi gia tăng của 4 dòng dưa hấu tam bội cấy mô trên môi
trường nuôi cấy có bổ sung BA với các nồng độ khác nhau ở 3 TSKC 72
Bảng 4.33: Số lá gia tăng của 4 dòng dưa hấu tam bội cấy mô trên môi trường
nuôi cấy có bổ sung BA với các nồng độ khác nhau ở 3 TSKC ............. 74
Bảng 4.34: Chiều cao gia tăng (cm) của 4 dòng dưa hấu tam bội cấy mô trên
môi trường nuôi cấy có bổ sung BA với các nồng độ khác nhau ở 3
TSKC ...................................................................................................... 74
Bảng 4.35: Số chồi gia tăng của chồi dưa hấu tam bội TriP1 ở 3 TSKC ....... 75
Bảng 4.36: Số lá gia tăng của dưa hấu tam bội TriP1 ở 3 TSKC ................... 77
Bảng 4.37: Chiều cao chồi gia tăng (cm) của dưa hấu tam bội TriP1 ở 3 TSKC
................................................................................................................. 77
Bảng 4.38: Số rễ, chiều dài rễ của 3 dòng dưa hấu tam bội trên môi trường MS
có bổ sung IBA 2 mg/L ở 2-3 TSKC ...................................................... 79
Bảng 4.39: Chiều cao chồi, số lá gia tăng của 3 dòng dưa hấu tam bội trên môi
trường MS có bổ sung IBA 2 mg/L ở 2-3 TSKC .................................... 79
Bảng 4.40: Tỷ lệ (%) chồi tạo rễ của dưa hấu tam bội TriP1 trên các môi
trường có IBA và than hoạt tính khác nhau ở 3 TSKC ........................... 80
Bảng 4.41: Số rễ của dưa hấu tam bội TriP1 trên các môi trường có IBA và
than hoạt tính khác nhau ở 3 TSKC ........................................................ 81
Bảng 4.42: Chiều dài rễ (cm) của dưa hấu tam bội TriP1 trên các môi trường
có IBA và than hoạt tính khác nhau ở 3 TSKC ....................................... 82
Bảng 4.43: Chiều cao chồi gia tăng (cm) của dưa hấu tam bội TriP1 trên các
môi trường có IBA và than hoạt tính khác nhau ở 3 TSKC .................... 83
Bảng 4.44: Số lá gia tăng của dưa hấu tam bội TriP1 trên môi trường có IBA
và than hoạt tính khác nhau ở 3 TSKC .................................................. 83
Bảng 4.45: Chiều dài dây (cm) của 3 dòng/giống dưa hấu tam bội cấy mô

trồng ở Bình Thủy, Cần Thơ và Châu Thành, Hậu Giang ..................... 84
Bảng 4.46: Số lá/dây của 3 dòng/giống dưa hấu tam bội cấy mô trồng ở Bình
Thủy, Cần Thơ và Châu Thành, Hậu Giang ........................................... 85
x


Bảng 4.47: Kích thước lá (cm) và tỷ lệ chiều dài/rộng lá của 3 dòng/giống dưa
hấu tam bội cấy mô trồng ở Bình Thủy, Cần Thơ và Châu Thành, Hậu
Giang. ...................................................................................................... 86
Bảng 4.48: Đường kính gốc thân (cm) và khối lượng tươi dây (kg) của 3
dòng/giống dưa hấu tam bội cấy mô trồng tại Bình Thủy, Cần Thơ và
Châu Thành, Hậu Giang.......................................................................... 86
Bảng 4.49: Đường kính hoa cái (cm) và khối lượng trái (kg) của 3 dòng/giống
dưa hấu tam bội cấy mô trồng ở Bình Thủy, Cần Thơ và Châu Thành,
Hậu Giang. .............................................................................................. 87
Bảng 4.50: Chu vi trái (cm) của 3 dòng/giống dưa hấu tam bội cấy mô trồng ở
Bình Thủy, Cần Thơ và Châu Thành, Hậu Giang ................................... 88
Bảng 4.51: Năng suất và phẩm chất trái của 3 dòng/giống dưa hấu tam bội cấy
mô trồng tại Bình Thủy, Cần Thơ và Châu Thành, Hậu Giang ............. 89
Bảng 4.52: Chiều dài dây, số lá gia tăng và kích thước lá của dòng dưa hấu
tam bội TriP1 cấy mô với lượng phân đạm và mật độ trồng khác nhau ở
21 NSNĐ. ................................................................................................ 91
Bảng 4.53: Đường kính gốc thân, khối lượng tươi dây, đường kính hoa cái của
dòng dưa hấu tam bội TriP1 cấy mô với liều lượng phân đạm và mật
trồng khác nhau. ...................................................................................... 92
Bảng 4.54: Khối lượng trái và chu vi trái của dòng dưa hấu tam bội TriP1 cấy
mô với lượng phân đạm và mật độ trồng khác nhau .............................. 94
Bảng 4.55: Năng suất, độ Brix và độ dày vỏ trái của dòng dưa hấu tam bội
TriP1 cấy mô với lượng phân đạm và mật độ trồng khác nhau. ............. 95

xi


DANH SÁCH HÌNH
Trang
Hình 2.1: Dòng chảy tế bào (Murphy, 2006). .................................................. 12
Hình 2.2: Biểu đồ phân tích “flow cytometry” trên cây dưa hấu CLD1 (nhị
bội) và CLT1 (tứ bội) (Saminathan et al., 2014). .................................... 13
Hình 2.3: Sơ đồ quy trình sản xuất dưa hấu không hạt (Wehner, 2008).......... 16
Hình 3.1: Các bước khử trùng hạt và tạo mầm chồi nhị bôi thuần in vitro: (A)
hạt dưa hấu 2n, (B) xử lý chlorin 10%, (C) tách lớp vỏ trấu, (D) nuôi cấy
trong môi trường MS, (E) chồi dưa cắt 2/3 tử diệp ............................... 24
Hình 3.2: Sơ đồ tóm tắt các thí nghiệm ........................................................... 38
Hình 4.1: Ảnh hưởng của thời gian xử lý oryzalin 0,004% đến sinh trưởng
của các dòng dưa hấu nhị bội in vitro ở 3 TSCK .................................... 45
Hình 4.2: Đặc điểm hình thái của dưa hấu TPS (A) cây đa bội, (B) cây nhị bội,
(C) lá cây đa bội, (D) lá cây nhị bội .. ……………… ............................ 47
Hình 4.3: Biểu đồ phân tích dòng chảy tế bào trên cây dưa hấu TPT: (A)
không xử lý oryzalin-nhị bội; xử lý oryzalin tạo tứ bội (B). .................. 49
Hình 4.4: Sự phát triển chồi trên hai dòng dưa hấu tứ bội với các nồng độ BA
(mg/L) khác nhau ở 3 TSKC: (A) dòng TPT, (B) dòng TPS .................. 52
Hình 4.5: Sự tạo chồi trên 2 dòng dưa hấu tứ bội với 2 nồng độ BA ở 3TSKC55
Hình 4.6: Sự tạo rễ sau 3 tuần nuôi cấy chồi dưa hấu tứ bội TPT: (A) ĐC; (B
NAA 0,2 mg/L; (C) NAA 0,5 mg/L; (D) NAA 0,2 mg/L + IBA 1 mg/L;
(E) 0,5 mg/L NAA + IBA 1 mg/L; (F) IBA 1 mg/L................................ 57
Hình 4.7: Sự tạo rễ ở 3 TSKC của chồi dưa hấu tứ bội TPS: (A) ĐC; (B) NAA
0,2 mg/L; (C) NAA 0,5 mg/L; (D) NAA 0,2 mg/L + IBA 1 mg/L; (E)
NAA 0,5 mg/L + IBA 1 mg/L; (F) IBA 1 mg/L. ..................................... 60
Hình 4.8: Sự tạo rễ của 4 dòng dưa hấu tứ bội trên môi trường MS+IBA 1
mg/L ở 3TSKC ........................................................................................ 64

Hình 4.9: Sự sinh trưởng và phát triển của bốn dòng dưa hấu tứ bội cấy mô ở
giai đoạn 21 NSNĐ trồng tại Hậu Giang. ............................................... 66
Hình 4.10: Đường kính hoa cái (A) và hoa đực (B) của 4 dòng dưa hấu tứ bội
cấy mô trồng tại Hậu Giang .................................................................... 68

xii


Hình 4.11: Qui trình lai tạo hạt lai tam bội bằng tay trên dòng tứ bội trồng tại
Hậu Giang (A) thu hạt phấn nhị bội, (B) bao hoa cái, (C) thụ phấn hoa
cái, (D) bao hoa cái và treo nhãn sau khi thụ phấn ................................. 69
Hình 4.12: Hạt chắc tam bội của bốn dòng dưa hấu tứ bội ............................. 71
Hình 4.13: Sự phát triển chồi của 4 dòng dưa hấu tam bội trên môi trường với
các nồng độ BA khác nhau (1: TriP1; 2: TriP2; 3: TriP3; 4: TriP1) ....... 73
Hình 4.14: Sự hình thành rễ của 3 dòng dưa hấu tam bội trên môi trường IBA
2mg/L ở 3TSKC ...................................................................................... 80
Hình 4.15: Sự ra rễ của chồi dưa hấu tam bội TriP1 ở 3 TSKC trên các môi
trường có IBA không than (A) và có than (B). ....................................... 81
Hình 4.16: Đường kính hoa cái của 3 dòng/giống dưa hấu tam bội cấy mô
trồng tại Bình Thủy, Cần Thơ. ................................................................ 87
Hình 4.17: Mặt cắt dọc trái dưa của 2 dòng tam bội TriP1, TriP2 và giống
TriĐC ...................................................................................................... 90
Hình 4.18: Qui trình sản xuất cây dưa hấu tam bội cấy mô ............................ 97

xiii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BA

6-Benzyladenine

IBA

Indole-3-Butyric acid

MS

Môi trường cơ bản theo công thức của Murashige and Skoog
(1962)

NAA

α-Naphtylaxetic acid

NSKC

Ngày sau khi cấy

NSKT

Ngày sau khi trồng

NSNĐ

Ngày sau ngắt đọt

TPB

Dòng dưa hấu tứ bội cấy mô có nguồn gốc từ giống Bảo Long

TPS

Dòng dưa hấu tứ bội cấy mô có nguồn gốc từ giống Sugar Baby

TPT

Dòng dưa hấu tứ bội cấy mô có nguồn gốc từ giống Thành Long

TPX

Dòng dưa hấu tứ bội cấy mô có nguồn gốc từ giống Xuân Lan

TriĐC

Giống dưa hấu tam bội cấy mô Mặt Trời Đỏ

TriP1

Dòng dưa hấu tam bội cấy mô lai tạo từ dòng tứ bội TPX

TriP2

Dòng dưa hấu tam bội cấy mô lai tạo từ dòng tứ bội TPT

TriP3

Dòng dưa hấu tam bội cấy mô lai tạo từ dòng tứ bội TPB

TriP4

Dòng dưa hấu tam bội cấy mô lai tạo từ dòng tứ bội TPS

TSKC

Tuần sau khi cấy

xiv


CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU
Dưa hấu (Citrullus vulgaris L.) là loại cây trồng phổ biến nhất trên thế
giới. Việt Nam có truyền thống trồng dưa hấu từ thời vua Hùng Vương thứ 18;
đến nay, việc sản xuất dưa hấu ngày càng phát triển, đứng thứ 5 về xuất khẩu
(FAOStat, 2012). Dưa hấu ăn rất ngon, nhất là trong những ngày hè nóng bức;
tuy nhiên có điều bất tiện khi dùng dưa hấu nhị bội vì chứa nhiều hạt (Donald
and Maynard, 1992). Do đó, giống dưa hấu không hạt (3X-tam bội) được
nhiều người ưa chuộng, vì không phải bỏ hạt khi ăn, đồng thời dưa còn có chất
lượng tốt do ngon ngọt. Người tiêu dùng có thể vui lòng mua và thưởng thức
loại dưa không hạt dù giá tiền cao hơn so với dưa hấu thông thường nhị bội có
hạt (Marr and Gast, 1991; Maynard et al., 2002).
Dưa hấu tam bội được tạo thành bằng phương pháp lai tạo giữa thể tự tứ
bội với nhị bội (Andrus et al., 1971; Kihara, 1951; Guo et al., 2011). Trong đó,
dưa hấu tứ bội được tạo thành công bằng cách xử lý cây con nhị bội với
colchicine hay oryzalin, nơi vườn ươm hay trong môi trường in vitro (Kihara,
1951; Lê Văn Hòa et al., 2003; Raza et al., 2003; Noh et al., 2012; Lâm Ngọc
Phương và Nguyễn Kim Hằng, 2010). Tuy nhiên, cây dưa hấu tứ bội rất ít hạt
(giảm 10 lần so với hạt nhị bội), tỷ lệ nảy mầm của hạt thấp, muốn duy trì
dòng tứ bội rất đắt tiền (Trần Khắc Thi et al., 2008). Theo Compton and Gray

(1992); Compton et al. (1993), ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô trong tạo dòng
tứ bội và tam bội là một phương pháp đã làm giảm được thời gian nhân dòng
(1-2 năm) và thuận lợi cho việc bảo quản các dòng dưa hấu này thay cho
phương pháp truyền thống.
Ở đồng bằng sông Cửu Long, sản xuất dưa hấu không hạt ngày càng tăng
nhưng chi phí sản xuất cao do chủ yếu sử dụng giống nhập nội. Giá thành hạt
giống cao vì hạt khó tồn trữ dễ mất sức nảy mầm (Marr and Gast, 1991). Công
tác chọn tạo ra giống dưa hấu không hạt mới có xuất xứ ở Việt Nam là rất cấp
thiết. Vì thế, đề tài “Nghiên cứu chọn tạo và biện pháp nâng cao năng suất,
phẩm chất dòng dƣa hấu (Citrullus vulgaris L.) tam bội in vitro” được thực
hiện.
1.1 Mục tiêu của luận án
Mục tiêu chính: tạo được cây dưa hấu tam bội.
Mục tiêu cụ thể:
(1) Tạo được các dòng dưa hấu tứ bội, tam bội.
1


(2) Xác định môi trường thích hợp nhân nhanh các dòng dưa hấu tứ bội,
tam bội.
(3) Đánh giá sinh trưởng, năng suất và chất lượng trái của các dòng dưa
hấu tam bội tạo ra trong điều kiện ngoài đồng.
1.2 Ý nghĩa của luận án:
i) Tạo được dòng dưa hấu tam bội có nguồn gốc từ Việt Nam.
ii) Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô, tế bào để rút ngắn thời gian chọn tạo,
nhân dòng và giúp giảm giá thành cây giống tứ bội và tam bội.
iii) Xác định được môi trường thích hợp để nhân giống các dòng dưa hấu
tứ bội và tam bội.
iv) Khảo sát và đánh giá khả năng sinh trưởng, phẩm chất trái của 2 dòng
dưa hấu tam bội tạo thành cấy mô trồng ngoài đồng.

v) Đánh giá bước đầu về liều lượng phân đạm và mật độ trồng trên dòng
dưa hấu tam bội tạo thành trồng ngoài đồng.
1.3 Điểm mới của luận án:
i) Tạo cây con tứ bội dựa trên ứng dụng phương pháp nuôi cấy mô kết
hợp xử lý đa bội hóa bằng hai loại hóa chất: colchicine nồng độ 0,01% và
oryzalin nồng độ 0,004%; trồng cây ra đồng.
ii) Lai tạo thành công hạt lai tam bội từ hoa cái cây tứ bội với phấn hoa
cây nhị bội.
iii) Tìm được môi trường nuôi cấy in vitro thích hợp cho việc nhân chồi,
tạo rễ các dòng dưa hấu tứ bội, tam bội, nhân nhanh giống; góp phần giảm bớt
chi phí đầu tư ban đầu trong sản xuất dưa hấu không hạt.
iv) Khảo sát và đánh giá khả năng sinh trưởng, phẩm chất trái của 2 dòng
dưa hấu tam bội tạo thành cấy mô trồng ngoài đồng tại Cần Thơ và Hậu
Giang.
v) Bước đầu đánh giá được liều lượng phân đạm cùng mật độ trồng phù
hợp cho sự sinh trưởng phát triển, năng suất và phẩm chất trái của dòng tam
bội lai cấy mô trồng ngoài đồng.

2


CHƢƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu chung về cây dƣa hấu
2.1.1 Nguồn gốc
Dưa hấu tên tiếng Anh là Watermelon, họ Cucurbitacae (bầu bí). Trong
nhiều năm dưa hấu vẫn được gọi là Citrullus vulgaris Schrad nhưng đến năm
1963, Thieret đã đặt tên chính xác cho nó là Citrullus lanatus (Thumb.) (Tạ
Thu Cúc, 2005). Hiện nay có tới 12000 giống dưa hấu được trồng trên toàn thế
giới, chúng khác nhau về hình dạng, màu sắc vỏ và thịt quả (Compton et al.,

2004). Trong đó có 4 giống được xem là có nhiều triển vọng nhất: picnic,
icebox, yellow flesh và dưa không hạt (Chalabi et al., 2006; Yau et al., 2010).
Theo De Candoll cho rằng dưa hấu có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới Châu
Phi, đặc biệt là vùng Nam Phi và Trung Phi. Ở nước ta, dưa hấu được biết đến
từ thời vua Hùng Vương thứ mười tám. Cho đến nay, dưa hấu được xem là
loại trái cây không thể thiếu vào ngày Tết cổ truyền của dân tộc. Dưa hấu được
trồng nhiều ở các vùng truyền thống như Hải Dương, Nghệ An, Quảng Nam,
Đà Nẵng, Tiền Giang, Long An. Ngày nay do xu thế của nền kinh tế thị trường
các vùng trồng dưa hấu đã được mở rộng khắp cả nước. Hằng năm cung cấp
một lượng hàng lớn để tiêu dùng nội địa và đóng góp tích cực trong kim ngạch
xuất khẩu rau quả nước ta (Phạm Hồng Cúc, 2007; Trần Khắc Thi et al.,
2008).
2.1.2 Giá trị dinh dƣỡng và công dụng của dƣa hấu
Trong 100 gram phần ăn được của dưa hấu chứa 90% nước; 9%
carbohydrate ; 0,75 protein; 0,15 lipid; 300 I.U vitamin A; 6 mg vitamin C; 8
mg Canxi; 10 mg Mg; 14 mg P và 0,2 mg Fe. Giá trị năng lượng tương đương
150 kJ/100g (Phạm Hồng Cúc, 2007). Trong 100 g trái ăn được có 91.51 g
nước, 32 Kcal; 5,26 g protein; 0,43 g lipid; 7,18 g glucid; 8 g Ca; 116 mg K; 9
mg P; chứa 14 loại vitamin; 18 loại acid amin và nhiều loại acid béo. Ngoài ra,
trái dưa hấu còn chứa β- carotene 4200 UI (Viện dinh dưỡng Việt Nam, 2003).
Dưa hấu ngoài việc được dùng như trái cây tươi thì một số nước còn
dùng làm bia hay xirô. Bên cạnh đó, chúng còn là nguồn trái cây tự nhiên có
chứa chất chống oxy hóa đặc biệt (do có chứa axit ascorbic, citruline và giàu
hàm lượng lycopene hơn so với cà chua). Lycopene là một loại carotenoid mới
được các nhà khoa học quan tâm nhiều trong những năm gần đây vì chúng có
khả năng chống oxy hóa và có nhiều lợi ích cho sức khỏe. Lycopene được đặc
trưng bởi màu đỏ trong thịt trái và rau quả. Các thành phần này có chức năng
3

hoạt động bảo vệ và chống lại các bệnh mãn tính như ung thư tái phát hay rối
loạn tim mạch (Edwards et al., 2003; Omoni and Aluko, 2005; Trần Khắc Thi
et al., 2008).
2.2 Vai trò của giống dƣa hấu trong trồng trọt
Đối với dưa hấu việc chọn giống để trồng là yêu cầu rất quan trọng trong
trồng trọt. Bởi mỗi giống có tiềm năng năng suất nhất định và khi các yếu tố
đầu vào sản xuất được đảm bảo như nhau thì chỉ có sự đột phá về giống mới
có thể mang lại năng suất cao. Sử dụng giống tốt góp phần tăng năng suất,
chất lượng và sản lượng từ 10-15% so với giống thường (Hoàng Trọng Phấn
và Trương Thị Bích Phượng, 2008; Trần Thị Ba et al., 1999). Bên cạnh đó, các
yếu tố như kích thước, hình dạng, năng suất, độ dày vỏ quả… cũng cần được
xem xét sao cho phù hợp với mục đích của người sản xuất cũng như phù hợp
với thị hiếu của người tiêu dùng. Ví dụ, để vận chuyển đi xa thì dưa phải có vỏ
cứng và tương đối dày nhằm giảm hiện tượng vỡ, nứt trái dẫn đến chất lượng
giảm, tiêu thụ khó và bán giá thấp (Thomson et al., 1957).
2.3 Đa bội thể cùng nguồn trong công tác chọn tạo giống
2.3.1 Khái niệm
Đa bội cùng nguồn là sự tăng một số nguyên lần bộ nhiễm sắc thể đơn
bội của cùng một loài và lớn hơn 2n, trong đó 3n, 5n, 7n... gọi là đa bội lẻ; còn
4n, 6n,... gọi là đa bội chẳn (Vũ Văn Vụ et al., 2007).
Đa bội thể có thể xảy ra là do sự phân chia bất thường của tế bào như
trong quá trình nguyên phân hay trong kỳ giữa của giảm phân, hay do sự kết
hợp với giao tử không giảm nhiễm (2n) (Wood et al., 2009).
2.3.2 Đặc điểm và vai trò của đa bội thể cùng nguồn trong công tác
chọn tạo giống
Đa bội phổ biến ở thực vật và động vật, chúng có vai trò quan trọng
trong cơ chế hình thành loài. Nhiều thông tin mới cho thấy đa bội còn làm
phong phú thêm đa dạng loài, làm nền móng cho sự lai giống đa bội. Những
nghiên cứu đa bội không những có ý nghĩa về mặt lý thuyết mà còn có giá trị
về mặt ứng dụng thực tiễn. Việc sản xuất và ứng dụng đa bội trong lai tạo

giống mang lại những lợi ích đáng kể cho nền kinh tế và xã hội (Can, 2012).
Đa bội đóng vai trò quan trọng trong tiến hóa và nhân giống cây trồng vì
chúng cho sức sống cao, phạm vi thích ứng rộng, chống chịu tốt với điều kiện
bất lợi. Cây đa bội có thể duy trì được ưu thế lai ở các đời sau nếu lai giữa cây
đa bội với cây lưỡng bội. Cây giao phấn đa bội lúc tự thụ phấn ít thoái hóa hơn
so với cây lưỡng bội. Cây đa bội có thể tạo dạng bất dục để ứng dụng trong
4


sản xuất quả không hạt như dưa hấu (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2007;
Comai, 2005).
Nếu so với thế hệ lưỡng bội thì đa bội thể cùng nguồn có những đặc
điểm khác biệt đáng kể. Cụ thể, tế bào lớn hơn nên làm cho các cơ quan như
quả, hạt, hoa, lá và thân lớn hơn. Lá của những cây đa bội dày, có màu xanh
đậm, giòn và tỷ lệ dài trên rộng nhỏ hơn. Tế bào biểu bì và khí khẩu lớn hơn,
số lượng lục lạp trong tế bào khí khẩu cũng nhiều hơn, nên đây sẽ là một chỉ
tiêu có ích để phát hiện đa bội. Hạt phấn của cây tứ bội cũng thường lớn hơn
với nhiều lỗ mầm hơn và ống phấn thường sinh trưởng chậm hơn. Do đó, khả
năng sinh trưởng chậm hơn nên quá trình chín cũng sẽ muộn hơn và đôi khi
hoa ngắn, ít hơn. Độ hữu dục ở thể đa bội này thường thấp nên khả năng sản
xuất hạt khó khăn đối với cây trồng phải gieo bằng hạt và mức độ hữu dục lại
tùy thuộc vào mức đa bội – đa bội càng cao độ hữu dục càng thấp (Vũ Đình
Hòa et al., 2005).
Theo Sinchai (1982) cũng nhận định các dòng dưa hấu TPS tam bội và tứ
bội cho trái, hạt và tử diệp tròn hơn, hoa, lá lớn hơn với độ dày lá cao hơn các
giống nhị bội. Số hạt lục lạp/tế bào khí khẩu tăng tỷ lệ với số nhiễm sắc thể.
Hạt phấn của hoa tứ bội lớn hơn nhị bội. Độ ngọt của dưa hấu cũng giảm theo
thứ tự đa bội như sau 3x > 4x > 2x. Tương tự trong nghiên cứu 11 dòng dưa
hấu không hạt cũng nhận thấy cao hơn so với dòng nhị bội (Maynard et al.,
2002).

2.4 Tác nhân hóa học gây ra đa bội thể
Thể đa bội được tạo ra bằng nhiều phương pháp khác nhau nhưng các
nhà khoa học thường áp dụng phương pháp hóa học trong nghiên cứu.
Vào cuối những năm 1930, Blakeslee and Avery (1937) đã khám phá ra
colchicine - một chất ức chế sự hình thành sợi nhiễm sắc và làm gián đoạn quá
trình phân chia nhiễm sắc thể trong nguyên phân để tạo được thể tứ bội. Tiếp
theo đó hàng loạt các chất ức chế phân bào khác được khám phá bao gồm
oryzalin, trifluralin, amiprophos-methyl, và khí N2O cũng làm tăng gấp đôi số
lượng nhiễm sắc thể (Van Tuyl et al., 1992; Kitamura et al., 2009; Eeckhaut et
al., 2004). Nhưng theo Makioka et al. (2000) cho rằng oryzalin có công dụng
hữu ích hơn so với colchicine và trifluralin. Madon et al. (2005) đã đề nghị sử
dụng oryzalin trong điều kiện nuôi cấy mô để tạo ra cây tứ bội hiệu quả hơn so
với xử lý hạt giống nảy mầm.

5


2.4.1 Cơ sở khoa học tạo thể đa bội bằng colchicine và oryzalin
2.4.1.1 Đặc điểm của colchicine
Colchicine có công thức hóa học là C22H25O6N được chiết xuất từ cây
Colchicum autumnale L. mọc nhiều ở bờ biển Địa Trung Hải. Bột colchicine
tinh khiết có màu trắng ngà, dễ hòa tan trong nước, cồn, cloroform. Colchicine
có tính bền vững cao, dung dịch bảo quản được lâu và có thể khử trùng trong
nồi hấp, tuy nhiên nó dễ phân giải ngoài ánh sáng nên cần bảo quản trong tối.
Colchicine là chất độc có tác dụng làm tê liệt nên cần hết sức thận trọng khi
làm việc với nó (Trần Thượng Tuấn, 1992).
2.4.1.2 Đặc điểm của oryzalin
Oryzalin có công thức hóa học C12H18N4O6S là một loại thuốc cỏ
Dinitroaniline, là một tinh thể rắn màu vàng cam với điểm nóng chảy 141142˚C, trọng lượng phân tử là 346,35; hòa tan trong nước ở mức 2,5 ppm
trong điều kiện nhiệt độ 25˚C. Dễ dàng hòa tan trong các dung môi hữu cơ

như acetone, ethanol, methanol và acetonitrile, ít tan trong benzen và xylene,
không hòa tan trong hexane.
Oryzalin được dùng để kích thích sự đa bội hóa ở nhiều loại cây trồng
(Morejohn et al., 1987). Theo EPA (Environmental Protection Agency) (1994)
oryzalin có hoạt động ức chế sự phân bào ở các loài cây trồng và được đăng
ký đầu tiên ở Mỹ năm 1974. Oryzalin còn được sử dụng để tiêu diệt các loại
cỏ hàng năm, cỏ lá rộng, cây bụi…
2.4.1.3 Tác động của colchicine và oryzalin lên tế bào
Tác động của oryzalin đến sự phân bào cũng giống như colchicine tức
chúng tác động lên liên kết disulphite của prôtêin và phân tử ribôse của acid
ribônucleic. Trong quá trình phân bào, hóa chất này làm thoi vô sắc ngừng
hoạt động do chúng hình thành phức hợp vi ống - hóa chất, ngăn cản sự phân
chia tế bào và tâm động phân chia muộn hơn, trong khi sự tái bản của nhiễm
sắc thể và hình thành cromatit vẫn diễn ra bình thường. Ở kỳ giữa của nguyên
phân, các nhiễm sắc thể không phân bố trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô
sắc, nhiễm sắc thể rút ngắn lại và dày lên. Sự phân ly các nhiễm sắc thể về hai
cực đối diện ở giai đoạn hậu kỳ không xảy ra, tế bào không phân chia, mặc dù
số lượng nhiễm sắc thể đã tăng gấp đôi. Kích thước của các tế bào này lớn hơn
các tế bào thường. Khi ngưng sự tác động của hóa chất thì tế bào lại có khả
năng phân chia bình thường và tạo nên các tế bào tứ bội (Trần Thượng Tuấn,
1992, Morejohn et al., 1987; Dolezel et al., 2004).

6