Nghiên cứu khảo sát đặc tính nông sinh học và đặc tính kháng bệnh mốc sương, bệnh virus (PVX, PVY) của một số dòng khoai tây nhị bội phục vụ cho công tác tạo giống

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
---------
---------

NGUYỄN THỊ THUẬN

NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT ðẶC TÍNH NƠNG SINH
HỌC VÀ ðẶC TÍNH KHÁNG BỆNH MỐC SƯƠNG,
BỆNH VIRUS (PVX, PVY) CỦA MỘT SỐ DÒNG
KHOAI TÂY NHỊ BỘI PHỤC VỤ CHO CÔNG TÁC
TẠO GIỐNG BẰNG DUNG HỢP TẾ BÀO TRẦN

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Trồng trọt
Mã số

: 60.62.01

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. NGUYỄN QUANG THẠCH

HÀ NỘI – 2010


LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan rằng, những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận
văn này là trung thực và chưa ñược sư dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tơi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này
ñã ñược cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ
nguồn gốc.

Hà Nội ngày 20 tháng 08 năm 2010
Tác giả

Nguyễn Thị Thuận

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. i


LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành luận văn này, ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tơi đã
nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của các thày cơ, những lời
động viên giúp đỡ của bạn bè và người thân.
Nhân dịp này, tôi xin trân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong khoa
nông học ñã trực tiếp giảng dạy, trang bị cho tôi những kiến thức bổ ích trong
suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường. ðặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết
ơn sâu sắc tới thầy giáo GS.TS. Nguyễn Quang Thạch người đã tận tình hướng
dẫn, giúp đỡ và động viên tơi trong q trình thực hiện đề tài và hồn thiện luận
văn. Tơi xin cảm ơn cơ giáo TS.Lê Thị Xuyên, bộ môn bệnh cây khoa sau nông
học, T.S Trần Ngọc Hùng bộ môn công nghệ sinh học- viện rau quả và tồn thể
anh chị em trong nhóm khoai tây- viện Sinh Học nơng nghiệp đã giúp đỡ và tạo
điều kiện cho tơi trong suốt thời gian thực hiện ñề tài.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn ñến người thân trong gia đình đã động
viên giúp đỡ và tạo điều kiện cho tơi trong suốt thời gian học tập và hoàn thành
tốt luận văn này.
Hà Nội ngày 20 tháng 08 năm 2010
Tác giả

Nguyễn Thị Thuận

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................ii
MỤC LỤC ........................................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG .........................................................................................vi
DANH MỤC ðỒ THỊ ......................................................................................vii
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................viii
1. MỞ ðẦU ....................................................................................................... 1
1.1 ðặt vấn đề .................................................................................................... 1
1.2. Mục đích và u cầu của đề tài .................................................................... 3
1.2.1 Mục đích.................................................................................................... 3
1.2.2. Yêu cầu .................................................................................................... 3
1.3 Ý nghĩa của ñề tài ......................................................................................... 3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học...................................................................................... 3
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn ....................................................................................... 3
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................................. 4
2.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây................................................................ 4
2.2. ðặc ñiểm thực vật học và yêu cầu về ñiều kiện ngoại cảnh của khoai tây.... 6
2.2.1. ðặc ñiểm thực vật học .............................................................................. 6
2.2.2. Yêu cầu ngoại cảnh................................................................................... 9
2.4. Tình hình sản xuất sản xuất khoai tây trên thế giới và ở Việt Nam ............ 10
2.4.1. Tình hình sản xuất sản xuất khoai tây trên thế giới ................................. 10
2.4.2. Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam................................................ 12
2.5. Bệnh hại chính trên cây khoai tây. ............................................................. 14
2.5.1. Bệnh mốc sương..................................................................................... 14
2.5.2. Bệnh virus hại khoai tây ......................................................................... 21
2.6. Các nghiên cứu tạo giống khoai tây kháng bệnh mốc sương, bệnh virus

trong và ngoài nước.......................................................................................... 27
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. iii


2.6.1. Các nghiên cứu tạo giống khoai tây kháng bệnh mốc sương................... 27
2.6.2.Các nghiên cứu tạo giống khoai tây kháng bệnh virus. ............................ 28
2.7. Hướng nghiên cứu tạo giống có sử dụng kỹ thuật dung hợp tế bào trần các
thể nhị bội. ....................................................................................................... 31
3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................. 38
3.1. ðối tượng, vật liệu, ñịa ñiểm, thời gian nghiên cứu ................................... 38
3.2. Nội dung.................................................................................................... 39
3.2.1. ðánh giá sự sinh trưởng phát triển, hệ số nhân và tạo củ in vitro của các
dòng khoai tây nhị bội. ..................................................................................... 39
3.2.2. ðánh giá đặc điểm hình thái, sự sinh trưởng phát triển và hình thành năng
suất của các dịng khoai tây nhị bội ngồi đồng ruộng..................................... 39
3.2.3. ðánh giá khả năng kháng bệnh mốc sương khoai tây Phytophthora
infestans của các dòng khoai tây nhị bội........................................................... 39
3.2.4. ðánh giá khả năng kháng virus của các dòng khoai tây nhị bội qua chỉ thị
phân tử ............................................................................................................. 39
3.3. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 40
3.3.1. ðánh giá sự sinh trưởng phát triển, hệ số nhân và tạo củ của các dòng
khoai tây nhị bội trong ñiều kiện in vitro. ......................................................... 40
3.3.2 ðánh giá ñặc ñiểm hình thái, sự sinh trưởng phát triển và hình thành năng
suất của các dịng khoai tây nhị bội ngồi ñồng ruộng..................................... 40
3.3.3. ðánh giá khả năng kháng bệnh mốc sương khoai tây Phytophthora
infestans của các dòng khoai tây nhị bội........................................................... 41
3.3.4. ðánh giá khả năng kháng virus của các dòng khoai tây nhị bội qua chỉ thị
phân tử ............................................................................................................. 46
3.4. Phương pháp sử lý số liệu.......................................................................... 46
4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.......................................... 47

4.1. ðánh giá sự sinh trưởng phát triển, hệ số nhân và tạo củ in vitro của các
dòng khoai tây nhị bội. ..................................................................................... 47
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. iv


4.1.1. ðộng thái sinh trưởng chiều cao và số lá. ............................................... 47
4.1.2. Hệ số nhân giống vơ tính in vitro của các dòng khoai tây nhị bội ........... 49
4.1.3. Khả năng tạo củ in vitro của các dòng khoai tây nhị bội ......................... 51
4.2. ðánh giá đặc điểm hình thái, sự sinh trưởng phát triển và hình thành ........ 52
năng suất của các dịng khoai tây nhị bội ngồi đồng ruộng ............................. 52
4.2.1. ðộng thái sinh trưởng chiều cao và số lá ................................................ 52
4.2.2. ðặc điểm hình thái thân, lá, củ của các dòng khoai tây nghiên cứu....... 55
4.2.3. Chỉ số diện tích lá (LAI) của các dịng khoai tây nhị bội........................ 62
4.2.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất........................................... 63
4.3 ðánh giá tính kháng nhiễm của các dịng khoai tây nhị bội đối với nấm P.
infestans. .......................................................................................................... 65
4.3.1 Tình hình bệnh mốc sương P. infestans hại khoai tây, cà chua các tỉnh phía
bắc vụ đơng xn 2009-2010............................................................................ 65
4.3.2 ðánh giá tính kháng nhiễm trên cây in vitro của các dịng khoai tây nhị bội
đối với nấm P. infestans. .................................................................................. 67
4.2.3 ðánh giá tính kháng nhiễm trên củ của các dịng khoai tây nhị bội đối với
nấm P. infestans. .............................................................................................. 71
4.3. ðánh giá khả năng kháng virus của các dịng khoai tây nhị bội thơng qua chỉ
thị phân tử ........................................................................................................ 74
4.3.1. ðánh giá ñộ tinh sạch của ADN.............................................................. 75
4.3.2. Kết quả phản ứng PCR ........................................................................... 76
5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ......................................................................... 80
5.1. Kết luận ..................................................................................................... 80
5.2 ðề nghị...........................................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................. 82

PHỤ LỤC........................................................................................................ 91

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Các mồi sử dụng ñể xác ñịnh gen kháng virus.................................. 39
Bảng 4.1: ðộng thái sinh trưởng chiều cao của các dòng khoai tây nhị bội ...... 47
Bảng 4.2: ðộng thái tăng trưởng số lá của các dòng khoai tây nhị bội.............. 48
Bảng 4.3: Hệ số nhân của các dòng nhị bội ...................................................... 50
Bảng 4. 4: Khả năng tạo củ in vitro của các dòng khoai tây nhị bội.................. 51
Bảng 4.5. ðộng thái sinh trưởng chiều cao của 6 dòng khoai tây nghiên cứu .. 53
Bảng 4.6. ðộng thái tăng trưởng số lá của 6 dòng khoai tây nghiên cứu.......... 55
Bảng 4.7: ðặc điểm hình thái thân, lá, củ của các dòng khoai tây..................... 56
Bảng 4.8: Chỉ số diện tích lá (LAI) của các dịng khoai tây nghiên cứu............ 62
Bảng 4.9: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất .................................... 64
Bảng 4.10. Tình hình bệnh mốc sương hại cà chua, khoai tây tại một số tỉnh phía
bắc Việt Nam vụ đơng xn năm 2009-2010.................................................... 66
Bảng 4.11: Tính kháng nhiễm trên cây in vitro của các dịng khoai tây nhị bội
đối với nấm P. infestans. .................................................................................. 68
Bảng 4.12: Tính kháng nhiễm tồn củ của các dịng khoai tây ñối với.............. 71
nâm P. infestans ............................................................................................... 71
Bảng 4.13: Tính kháng nhiễm trên khoanh củ của các dịng khoai tây ñối với
nâm P. infestans ............................................................................................... 73
Bảng 14: Số lượng các băng ADN nhân ñược của các mồi với mỗi dòng khoai
tây nhị bội ........................................................................................................ 77
Bảng 15: Các dòng chứa gen kháng virus PVX và PVY................................... 77
Bảng 16: Các tổ hợp lai soma có triển vọng ..................................................... 78

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. vi

DANH MỤC ðỒ THỊ
ðồ thị 4.1: ðộng thái sinh trưởng chiều cao của các dòng khoai tây nhị bội..... 48
ðồ thị 4.2: ðộng thái tăng trưởng số lá của các dịng khoai tây nhị bội ............ 49
Biểu đồ 4.3: Biểu diễn sự sinh trưởng chiều cao cây của các dòng khoai tây nhị
bội .................................................................................................................... 53
Biểu đồ 4.4: Tính kháng nhiễm trên cây in vitro của các dòng khoai tây nhị bội
đối với nấm P. infestans. .................................................................................. 68
Biểu đồ 4.5: Tính kháng nhiễm tồn củ của các dịng khoai tây đối với nấm P.
infestans ........................................................................................................... 72
Biểu đồ 4.6: Tính kháng nhiễm trên khoanh củ của các dịng khoai tây đối với
nâm P. infestans ............................................................................................... 73

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Cây khoai tây...................................................................................... 8
Hình 2.2: Quả khoai tây...................................................................................... 8
Hình 2.3: Triệu chứng bệnh mốc sương: a) Triệu chứng trên lá, b) triệu chứng
trên củ, c) triệu chứng trên thân,. [87]............................................................... 17
Hình 2.4: a) Bào tử phân sinh của nấm p.infesant............................................. 18
Hình 2.5: Hình dạng PVX và PVY [85............................................................ 25
Hình 2.6: Một số lồi dệp truyền bệnh virus [86] ............................................. 26
Hình 4.1: Ảnh cây in vitro giống khoai tây tứ bội atlantic ................................ 50
Hình 4.2: Ảnh cây in vitro các dòng khoai tây nhị bội nghiên cứu.................... 51
Hình 4.2: Ảnh tạo củ in vitro của một số dịng khoai tây nhị bội ...................... 52
Hình. 4.3a. ðặc điểm thân, lá, củ của giống tứ bội Atlantic ............................. 58
Hình. 4.3b. ðặc điểm thân, lá, củ của dịng Pt771 ........................................... 59

Hình. 4.3c. ðặc điểm thân, lá, củ của dịng Pt772............................................ 59
Hình. 4.3d. ðặc điểm thân, lá, củ của dịng Pt773 ........................................... 60
Hình. 4.3e. ðặc điểm thân, lá, củ của dịng Ratte D,Avignom ......................... 60
Hình. 4.3f. ðặc điểm thân, lá, củ của dịng Pnt2G ........................................... 61
Hình. 4.3g. ðặc điểm thân, lá của dịng Trn3G................................................ 61
Hình 4.4: Ruộng khoai bị bệnh mốc sương....................................................... 67
Hình 4.5 : Triệu chứng bệnh mốc sương khi lây nhiễm trên lát củ.................... 74
Hình 4.6: Ảnh điện di ADN tống số ................................................................. 75
Hình 4.7: Ảnh điện di sản phẩm PCR ............................................................... 76

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. viii


1. MỞ ðẦU
1.1 ðặt vấn ñề
Khoai tây (Solanum Tuberosum L.) là một loại thực phẩm có giá trị dinh
dưỡng cao trong củ khoai tây chứa nhiều tinh bột, vì vậy khoai tây còn là cây
lương thực chủ yếu của nhiều nước trên thế giới. Trong những cây lương thực
chính thì khoai tây ñược xếp thứ tư sau lúa mỳ, lúa gạo và ngơ. Hiện nay cây
khoai tây đã được trồng phổ biến ở 130 nước trên thế giới. Khoai tây là cây
trồng có giá trị kinh tế cao, được sử dụng làm lương thực và thực phẩm cho con
người, làm thức ăn cho gia súc trong chăn ni. Ngồi ra khoai tây cịn làm
ngun liệu cho ngành cơng nghệ chế biến như bánh kẹo, mì tơm…
Ở nước ta cho đến nay khoai tây vẫn là một loại cây trồng rất lý tưởng trong hệ
thống cây trồng vụ đơng ở vùng ñồng bằng Bắc bộ trong công thức luân canh:
Lúa xuân – Lúa mùa sớm – Khoai tây đơng. Khoai tây có thời gian sinh trưởng
ngắn, cho năng suất cao, đặc biệt khi “lúa xuân” ra ñời thay thế cho lúa chiêm
thì diện tích trồng khoai ở nước ta có thời kỳ tăng vọt, tới 102.00 ha [5]. Khoai
tây là cây góp phần cải tạo đất: đất trồng khoai tơi xốp, thân lá khoai tây là
nguồn phân xanh làm tăng dinh dưỡng ñất.

Hiện nay sản xuất khoai tây ở nước ta chủ yếu phục vụ nhu cầu trong
nước, số lượng xuất khẩu không nhiều, thị trường xuất khẩu của khoai tây là khá
rộng lớn. ðặc biệt một số nước lân cận như Lào, Campuchia, Malaysia,
Singapore... lại khơng có khả năng sản xuất khoai tây.
Trong những năm gần ñây các vùng chuyên canh rau ngày càng mở rộng
thêm về diện tích và ñược chú ý ñầu tư công nghệ cao tuy vậy năng suất khoai
tây chỉ ñạt 10-11 tấn/ha thấp hơn so với năng suất trung bình trên thế giới (16.8
tấn/ha) và khu vực (15.7 tấn/ha). Có điều này là do sản xuất khoai tây ở nước ta
cịn có nhiều yếu tố bất lợi kìm hãm năng suất như: bệnh hại, sâu hại, trình độ
canh tác của người nơng dân... Trong các yếu tố hạn chế năng suất của sản xuất

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 1


khoai tây bệnh hại là một trong những yếu tố quan trọng và nguy hiểm bậc nhất.
Bệnh hại trên khoai tây rất ña dạng về thành phần và nguyên nhân gây
bệnh. Trong đó bệnh mốc sương do nấm Phytophthora infestans và bệnh do
virus gây ra là bệnh gây hại nghiêm trọng bậc nhất, ñặc biệt bệnh nếu bùng phát
thành dịch sẽ rất nguy hiểm ở các vùng chuyên canh.
ðể nâng cao năng suất, chất lượng khoai tây và góp phần giảm chi phí
đầu tư khi sản xuất khoai tây thì công tác chọn giống kháng bệnh mốc sương
khoai tây và bệnh virus cần ñược chú trọng. Những phương pháp truyền thống
chọn tạo như: lai tạo, gây ñột biến và chọn lọc những cá thể gặp phải nhiều khó
khăn về mặt di truyền do khoai tây mang bộ genom 4X ñã tạo ra rất nhiều tổ hợp
lai và phân ly sau khi lai tạo, mặt khác quá trình chọn lọc sau đó tốn rất nhiều
cơng sức với những quần thể lớn và tốn rất nhiều thời gian. ðiều đó làm cho
khoai tây rất dễ bị thối hố và có các đặc tính di truyền q sẽ dần dần bị thất
thốt trong q trình giảm phân ở các thế hệ sau.
Cơng nghệ sinh học, đặc biệt là cơng nghệ ni cấy mơ tế bào thực vật ñã
chứng minh tiềm năng to lớn của nó trong nơng nghiệp, cũng như trong việc giải

quyết những khó khăn trong cơng tác chọn tạo giống khoai tây. Theo tác giả
Wenzel et al(1974): sự áp dụng tổ hợp các kỹ thuật ñể giảm ñộ bội từ tetraploid
xuống monoploid, sau đó chọn lọc thể lưỡng bội diploid, dung hợp tế bào trần hai
thể diploid ñã chọn lọc và cuối cùng tái sinh thành cây hồn chỉnh để tạo giống
khoai tây tứ bội mang đặc tính mong muốn đã mở ra triển vọng lớn. Vì vậy, việc
khảo sát đánh giá khả năng kháng nấm P. infestans, kháng virus của các dòng nhị
bội rất quan trọng trong việc tạo ra những giống khoai tây kháng bệnh bằng kỹ
thuật dung hợp tế bào trần. Xuất phát từ những lý do trên, dưới sự hướng dẫn của
GS.TS Nguyễn Quang Thạch chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài:
“Nghiên cứư khảo sát ñặc tính nơng sinh học và đánh giá tính kháng bệnh
mốc sương, bệnh virus (PVX, PVY) của một số dòng khoai tây nhị bội phục
vụ cho công tác tạo giống bằng dung hợp tế bào trần ”

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 2


1.2. Mục đích và u cầu của đề tài
1.2.1 Mục đích
Chọn được các dịng nhị bội có đặc tính kháng bệnh mốc sương khoai tây
P. infestans, kháng virus và có các đặc tính nơng sinh học có giá trị làm vật liệu
cho công tác chọn tạo giống bằng dung hợp tế bào trần.
1.2.2. Yêu cầu
1. ðánh giá tình hình sinh trưởng, khả năng tạo củ in vitro
2. Khảo sát ñặc tính nơng sinh học, và đặc điểm hình thái của các dịng khoai tây
nhị bội được trồng ngồi đồng ruộng.
3. ðánh giá ñược khả năng kháng P. infestans của các dòng khoai tây nhị bội
bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo.
4. ðánh giá khả năng kháng virus của các dòng khoai tây nhị bội qua chỉ thị
phân tử.
1.3 Ý nghĩa của ñề tài

1.3.1. Ý nghĩa khoa học
ðây là ñề tài ñầu tiên khảo sát ñặc ñiểm nông sinh học, ñậc tính kháng
bệnh mốc sương, bệnh virus của các dịng khoai tây nhị bội mới ñược nhập vào
Việt Nam. Kết quả của đề tài cung cấp thơng tin về những dịng nhị bội làm vật
liệu cho công tác tạo giống bằng dung hợp tế bào trần.
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả ñạt ñược của ñề tài là cơ sở cho việc bố trí các tổ hợp lai soma,
góp phần quan trọng trong thành công của công tác tạo giống kháng bệnh bằng
dung hợp tế bào trần.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 3


2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây
Cây khoai tây thuộc chi Solanum section potato, gồm khoảng 180 lồi có
khả năng cho củ (Hawker, 1978), khoảng 20 lồi thương phẩm . Trong đó, khoai
tây thương phẩm là cây thân thảo thuộc họ cà (Solanaceae), loài Solanum
tuberosum L, được trồng ở thể tứ bội (2n=4x=48NST), có nguồn gốc ở Chi Lê.
ðến nay có nhiều tài liệu cho thấy cây khoai tây có nguồn gốc hoang dại,
từ núi cao Andes thuộc Lake Tinica, Nam Mỹ. Trải qua thời gian thuần hố cây
khoai tây được lan rộng khắp vùng núi Andes. Theo những tài liệu về thần học
và sử học những người dân quanh dãy Andes ở Nam Pêru và Bắc Bolivia ñã sử
dụng khoai tây hoang dại từ 3.000 - 4.000 năm trước công nguyên (Nguyễn
Quang thạch, 1993). Do ở vùng cao nguyên thuộc dãy Andes, ñộ dài ngày
thường q 12 giờ nên khoai tây có đặc tính hình thành củ ở quang chu kỳ ngắn
và nhiệt độ thấp (Pirou, 1988). Vào thế kỷ thứ XVI, chúng ñược đem tới Tây
Ban Nha, Châu Âu và nhanh chóng thích nghi, trở thành loại cây lương thực,
thực phẩm chính. Từ ñây khoai tây ñược trồng phổ biến ở khắp nơi trên thế giới,
từ cao nguyên Vân Nam - Trung Quốc, vùng trũng cận nhiệt ñới của Ấn ðộ, cao

nguyên gần xích đạo của Java cho tới tận Ukraina.
Khoai tây là cây ưa khí hậu mát mẻ, hiện nay nó được trồng phổ biến ở
khắp các nước trên thế giới. Ở Việt Nam, nhiều tài liệu cho rằng cây khoai tây
ñược trồng từ năm 1890 do người Pháp mang ñến. Năm 1901, khoai tây được
trồng ở Tú Sơn - Hải Phịng, năm 1907 ñược trồng ở Trà Lĩnh - Cao Bằng, năm
1917 được trồng ở Thường Tín -Hà Tây. Hiện nay khoai tây ñược trồng khắp cả
nước, ñặc biệt là các tỉnh vùng châu thổ Sông Hồng, ðà Lạt Lâm ðồng.
Trong những năm gần đây diện tích trồng khoai tây có xu hướng ổn ñịnh
trong phạm vi 25.000 ha, năng suất có tăng nhưng chậm, dao động trong phạm
vi 10 - 12 tấn/ha, mặc dù cũng đã có nhiều giống mới nhập vào nước ta.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 4


Về phân loại khoai tây (Solanum tuberosum L.) thuộc loài S. tuberosum, chi
Solanum, họ cà Solanaceae, bộ Solanales, phân lớp Asteridae,
lớp Magnoliopsida, ngành Magnoliophyta.
Theo J.G.Hawkerkks (1991), khoai tây ñược phân thành 18 nhóm, trong
đó có 68 lồi hoang dại, chỉ có 8 lồi trồng trọt, chia thành 4 nhóm chủ yếu dựa
vào số lượng NST [5]:
-Nhóm 1: Diploids: 2n = 24 gồm:
1.S.x ajanhuiri Juz.et Buk
2.S.gomiocalyx Juz.et Buk
3.S.stenotomum Juz.et.Buk
4.S.phureja Juz.et Buk
Trong 4 lồi, lồi S.Phureja Juz.et Buk có ý nghĩa lớn nhất với trồng trọt.
-Nhóm 2: Triploids:2n = 36 gồm 2 loài:
1. S.x.Chaucha Juz.et Buk: S.x.Chaucha Juz.et Buk là dạng tự nhiên giữa
S.tuberosum subp. Andigena và S.stenotomum.
2. S.x Juzepczukii Buk: S.x Juzepczukii Buk là dạng tự nhiên giữa S.
aucaule x S.stenotosum, phân bố ở trung Peru ñến nam Bolivia, ở rất cao so với

mực nước biển, kháng bệnh sương mai.
-Nhóm 3: Tetraploid: 2n = 48 gồm:
Có một lồi là S.tuberosum L.
Có hai lồi phụ:
1. Subspecies tuberosum.
2. Subspecies andigen (Juz.et Buk) Hawkes.
-Nhóm 4: Pentaploids: 2n = 60:
Có một lồi là S. x curtilobum Juz.et Buk
ðặc ñiểm: lá thẳng, cứng, cuống nhỏ, ñốt dài, tràng hoa to màu tím,
đường kính 3 - 3,5cm.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 5


Giá trị sử dụng: khoai tây vừa là cây lương thực, vừa là cây thực phẩm có
giá trị dinh dưỡng cao. Thành phần dinh dưỡng chủ yếu trong củ khoai tây là
tinh bột (16%) và đường (1.5%), ngồi ra cịn có chất xơ (0.5-1.5%), protein
(1.5-2.1%), vitamin (20mg%), carotene (0.09%)... Hàm lượng protein của khoai
tây cao nhất (khoảng 2.1% trong tổng số hàm lượng tươi) trong các loại cây lấy
rễ và củ. Protein trong khoai tây thường có chất lượng cao, hợp chất amino acid
của loại thực phẩm này phù hợp với nhu cầu của con người. Chúng cũng giàu
vitamin C - một củ khoai tây cỡ vừa có khoảng hơn một nửa lượng vitamin mà
con người cần trong một ngày.
Theo Beukema, Varder Zaag (1979) thì cứ 1kg khoai tây cho 480 kalo.
Nếu sử dụng 100g khoai tây thì có thể ñảm bảo ít nhất 8% nhu cầu về protein,
10% nhu cầu về vitamin C mỗi ngày. Ở một số nước phát triển, người ta còn
dùng khoai tây làm thức ăn gia súc, nguyên liệu chế biến giấy gỗ, ñặc biệt là
trong công nghệ chế tạo acid hữu cơ (lactic, citric),các dung môi hữu cơ
(Ethanol, Butanol, Axetol) (1986, dẫn theo Nguyễn Quang Thạch, 1993). Gần
đây người ta cịn phát hiện ra chất PPO (Poly phenol oxydase) trong vỏ khoai

tây có tác dụng chống bám dính làm cho vi khuẩn khơng xâm nhập vào trong tế
bào gây bệnh. PPO ñược coi là thứ vũ khí chống lại vi khuẩn trong đó có cả HIV
(theo Thừa Thiên Huế năm 2000).
Khoai tây còn là cây cải tạo đất rất tốt. Ngồi tiêu thụ trong nước, khoai
tây cịn là mặt hàng có giá trị xuất khẩu.
2.2. ðặc ñiểm thực vật học và yêu cầu về ñiều kiện ngoại cảnh của khoai tây
2.2.1. ðặc ñiểm thực vật học
* Rễ
Khoai tây thuộc loại rễ chùm (Nếu trồng từ củ ), có rễ cọc (Nếu trồng từ
hạt), từ rễ cọc sẽ phát triển thành nhiều rễ phụ khác. Phần lớn rễ tập trung ở ñộ
sâu 30 - 40 cm, rễ còn phát triển cả trên củ nhưng ngắn và ít phân nhánh.

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 6


Rễ khoai tây phát triển mạnh ở thời kì ra hoa (ở dưới mặt dất lúc này đã
hình thành củ và củ bắt ñầu lớn).
* Thân
Thân khoai tây mọc thẳng, đơi khi có cấu tạo zichzăc, có 3 - 4 cạnh, cao
trung bình từ 40 - 70 cm đến 1 - 1,2m, tuỳ thuộc vào giống, thời vụ, ñiều kiện
chăm sóc mà chiều cao cây có thể khác nhau.
Thân khoai tây thường có màu xanh hoặc xanh nhạt hay xanh đậm, đơi
khi có màu phớt hồng hoặc tím tuỳ thuộc vào từng giống. Trên thân có lớp lơng
tơ mềm (khi cây còn non), cứng dần và rụng theo thời gian sinh trưởng.
* Lá
Lá khoai tây tương tự như lá cà chua, nhưng khác một số ñiểm là: thuộc lá
phức tạp, bản lá to, mọc cách xẻ lơng chim, có 3 - 7 đơi mọc đối xứng qua trục
và một lá lẻ trên cùng (lá chét ñỉnh).
Lá khoai tây dài khoảng 10 - 15 cm, mặt lá phẳng hoặc gợn sóng, bản lá
thuờng to hơn lá cà chua. Màu sắc lá phụ thuộc vào giống, thời vụ, điều kiên

chăm sóc mà có thể có màu xanh, xanh đậm hoặc xanh nhạt.
* Hoa
Hoa khoai tây thường mọc tập trung trên một chùm hoa. Nó thuộc loại
hoa lưỡng tính, có cấu tạo 5:5:5, cuống ngắn.
Màu sắc hoa thường trắng bạc hoặc phớt hồng phụ thuộc vào giống, mùi
vị dễ chịu.
* Quả
Khoai tây thuộc loại quả mọng. Hình dạng quả trịn hoặc trái xoan. Khi
quả chín có màu trắng bạc phớt hồng, mùi vị rất dễ chịu .Quả có từ 2 - 3 ngăn,
bên trong có chứa nhiều hạt (30-300 hạt ).
* Hạt
Hạt khoai tây có dạng hình dẹt, màu cafe sáng hoặc màu ñen. Khối lượng
hạt là: 1000 hạt = 0.5g, thời gian ngủ nghỉ của hạt lâu.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 7


Hình 2.1: Cây khoai tây

Hình 2.2: Quả khoai tây

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 8


* Củ khoai tây
Củ khoai tây là bộ phận thực phẩm cho con người. Củ khoai tây cịn có
tên gọi là thân củ hay thân ngầm bởi củ được hình thành là do thân phát triển
dưới ñất, trong ñiều kiện bóng tối.
Hình dạng củ khoai tây có thể là trịn, elip, trịn dài, đơi khi hình vng.
Màu sắc củ tuỳ thuộc vào từng giống, có thể là màu trắng, trắng nhạt, vàng, vàng
nhạt. Trên củ có nhiều mắt ngủ nhưng phân bố khơng đều, số lượng mắt ngủ

nhiều hay ít tuỳ thuộc vào từng giống. Trên mắt ngủ có mi mắt và mắt: mi mắt dài
hay ngắn, mắt nông hay sâu là do đặc tính di truyền của giống, trên mỗi mắt
thường có 2 - 3 mầm ngủ và thường tập trung nhiều trên ñỉnh củ tuỳ thuộc từng
giống, thời vụ, đất trồng và điều kiên chăm sóc mà có trọng lượng củ khác nhau.
2.2.2. Yêu cầu ngoại cảnh
* Nhiệt ñộ
Nhiệt ñộ trong vụ trồng khoai tây là yếu tố quan trọng ảnh hưởng ñến sự
phát triển của cây và năng suất củ. Nhiệt độ trong vụ trồng bình qn là 16oC –
18oC là thích hợp và cho năng suất cao nhất. Các thời kỳ sinh trưởng khác nhau
sẽ yêu cầu ñiều kiện nhiệt ñộ khác nhau.
Hạt nảy mầm ở nhiệt ñộ tối thiểu 12oC – 15oC và nhiệt ñộ thích hợp nhất là
18oC – 22oC. Nhiệt độ lớn hơn 25oC làm mầm phát triển chậm và dễ thối.
Thời kỳ sinh trưởng thân lá nhiệt độ thích hợp là 20oC- 22oC
Thời kỳ hình thành và phát triển củ: Quá trình tích lũy tinh bột vào củ
hình thành khó khăn hơn, tia củ vươn dài và thời gian hình thành củ kéo dài hơn
dẫn ñến giảm năng suất, củ khoa tây bị dị hình. Trong điều kiện nhiệt độ lớn hơn
25oC và khơ hạn sẽ có hiện tượng sinh trưởng lần thứ 2.
* Ánh sáng
Khoai tây là cây ưa sáng, cường ñộ ánh sáng thích hợp cho khoai tây sinh
trưởng và cho năng suất cao là từ 40.000 - 60.000 lux. Thời kì từ cây non đến
giai đoạn hình thành củ khoai tây địi hỏi ánh sáng ngày dài (trên 14h ánh
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 9


sáng/ngày đêm ) để quang hợp và tích luỹ chất dinh dưỡng, đồng thời ra hoa,
đậu quả. Thời kì sinh trưởng sinh thực và khi củ bắt đầu hình thành, cây khoai
tây cần có thời gian chiếu sáng ngắn.
* Nước
Khoai tây cần được cung cấp một lượng nước thích hợp ñể sinh trưởng, phát
triển. Do bộ rễ ăn nông, tiềm năng năng suất cao, khoai tây cần phải ñược cung

cấp nước thường xuyên. Kết quả nghiên cứu cho thấy trong suốt thời gian sinh
trưởng (3-4,5tháng) khoai tây cần lượng nước mưa trong khoảng 500-700mm.
Theo giáo sư G.Stailov (1998), giai ñoạn mọc mầm và chuyển qua giai
đoạn xn hố, khoai tây u cầu độ ẩm khơng khí là 80%. Từ khi mọc mầm
khỏi mặt đất đến lúc hình thành củ chúng u cầu ẩm độ thích hợp là 70% và
sau đó không dưới 80% (Delibaltov, 1963). Theo Ngô ðức Triệu (1969-1974),
giai ñoạn từ khi trồng ñến khi bắt ñầu ra nụ chúng yêu cầu ñộ ẩm ñất là 60%, ở
các giai ñoạn sau là 80%. Thiếu hoặc thừa nước ñều gây ảnh hưởng xấu tới sinh
trưởng của cây: lá nhỏ, thân thấp, gầy yếu, bộ rễ kém phát triển, củ nhỏ...
* ðất trồng và pH đất:
ðất trồng khoai tây thích hợp nhất là ñất phù sa nhẹ, ñất cát pha, ñất nhẹ
tơi xốp có lượng mùn cao, lớp đất canh tác dày, giữ ẩm tốt, tưới tiêu tốt.
Khoai tây có thể phát triển trên đất có pH từ 4,8 - 7,1, pH lý tưởng ñối với cây
khoai tây là 5,2 - 6,4. Nếu pH trên 7 thì cây khoai tây dễ bị nhiễm bệnh ghẻ củ.
ðất có hàm lượng Chloride cao sẽ làm giảm hàm lượng chất khô của củ (Trương
Văn Hộ, 1990)
2.4. Tình hình sản xuất sản xuất khoai tây trên thế giới và ở Việt Nam
2.4.1. Tình hình sản xuất sản xuất khoai tây trên thế giới
Khoai tây có vai trò rất quan trọng trong nền sản xuất lương thực cũng
như trong ñời sống của người dân nhiều nước trên thế giới. Theo CIP (Trung
tâm nghiên cứu kinh tế thế giới ), tính đến năm 1998 đã có trên 130 nước trên
thế giới trồng khoai tây với diện tích là 18,3 triệu ha, tổng sản lượng là 295,1

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 10


triệu tấn. Tính đến năm 2005, sản lượng khoai tây thế giới khoảng 323 triệu tấn
/năm, trồng với diện tích ước đạt 180.000km2[60]. Chỉ tính riêng 10 nước trồng
khoai tây lớn nhất thế giới ñã chiếm tới 2/3 sản lượng khoai tây, tổng giá trị của
khoai tây ước ñạt 40 tỷ đơ la Mỹ.

Sau khi Liên Xơ tan rã thì Trung Quốc trở thành nước liên tục ñứng ñầu
về sản lượng khoai tây trên thế giới, tiếp ñến là Nga và đứng thứ 3 là Ấn ðộ.
Hiện nay, diện tích trồng khoai tây của Trung Quốc khoảng 4,72 triệu ha.
Hiện nay, ở các nước phát triển, với trình độ khoa học kỹ thuật hiện đại,
đầu tư cho nơng nghiệp lớn, năng suất trung bình và sản lượng khoai tây khơng
ngừng tăng do áp dụng các kỹ thuật sản xuất tiên tiến, cơ giới hố, đặc biệt là do
sử dụng các củ giống sạch bệnh, chất lượng cao. Trong khi đó ở các nước ñang
phát triển và kém phát triển (thuộc Châu Á, Châu Phi và Châu Mỹ La Tinh), do
các điều kiện kinh tế, văn hố, xã hội cịn hạn chế, cây khoai tây chưa ñược ñầu
tư ñúng mức. Tại các nước này, do sản xuất còn lạc hậu, sử dụng củ giống kém
chất lượng hoặc những củ giống từ vụ trước dẫn đến nhanh chóng bị thối hố
giống năng suất và sản lượng khoai tây giảm ñáng kể. Bởi vậy, củ giống chất
lượng cao là vấn ñề hàng ñầu ảnh hưởng đến năng suất.
Khắc phục tình trạng thiếu củ giống chất lượng là vấn ñề cấp thiết cần
ñược ñặt ra đối với nền sản xuất nơng nghiệp của các nước này (Nguyễn Thị
Kim Thanh, 1998). Sự tiếp cận củ giống tốt có vai trị quan trọng trong việc
nâng cao năng suất và sản lượng khoai tây ở Agentina, Brazil, Colombia (FAO,
1994). Nghiên cứu, xây dựng hệ thống sản xuất giống khoai tây sạch bệnh, chất
lượng cao ñang là biện pháp được ưu tiên, có tác động trực tiếp đến việc cải
thiện tình hình sản xuất khoai tây.
Hoạt động xuất, nhập khẩu khoai tây trên thế giới vẫn luôn rất sơi động.
Nhật Bản hiện là nước nhập khẩu khoai tây lớn nhất thế giới. Mặc dù năm 2005,
sản lượng khoai tây tươi của Nhật ñạt 2,7 triệu tấn, sản lượng khoai tây đơng
lạnh đạt 8,678 tấn. Theo số liệu thống kê của Phịng nơng nghiệp Nhật Bản, năm
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............. 11