NGUỒN GEN ĐẬU TƯƠNG KHÁNG BỆNH GỈ SẮT (Phakopsora pachyrhizi Sydow) Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM Nguyễn Thị Bình, Trần Thị Trường, Nguyễn Thị Thanh Tuyết, Vũ Văn Ba Summary Rust - resistant soybean genotypes in Vietnam Soybean rust, caused by the fungus Phakopsora Pachyrhizi Sydow, is a serious disease on soybean. Under favorable conditions, it would cause yield losses from 30 to 90%. Evaluation of local soybean lines and lines imported from Australia, Taiwan (AVRDC) and the United States were conducted at the Vietnam Academy of Agricultural Sciences (VAAS) in 2005 -2006. The result showed that 5 local Plant Introductions (Nhat Tien Huu Lung Lang Son, §au tuong hat xanh, Bien Hoa 2, Vang Phu Nhung, Vang Muong Khuong) and 15 imported lines were identified as having resistance to Phakopsora Pachyrhizi isolate maintained at Thanhtri - Hanoi - Vietnam, in addition to 2 resistant lines which were confirmed in previous study. In another study conducted at the USDA-ARS Foreign Disease-Weed Science Research Unit (FDWSRU) containment greenhouses at Ft. Detrick, Maryland, ten soybean lines identified as resistant in field trial in Vietnam were included in a differential set of 20 soybean lines and challenged with ten geographically different isolates (Brazil:1, Paraguay:1, Taiwan: 2, India:1, Thailand:1, Zimbabwe:1 and the US.:3). The results of resistance identified in those lines were promising:PI459025B resistant to ten isolates, DT 95, GC84058- 18 - 4: seven isolates, DT 2000 Cao Bang U8352: six isolates, Nhat Tien Huu Lung Lang Son: five isolates, DT96: one isolate. These lines will serve as a valuable source for breeding programs in Vietnam. Keywords: Soybean rust, resistant genotype, geographically different isolate. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh gỉ sắt là bệnh hại quan trọng trên cây đậu tương do nấm Phakopsora pachyrhizi Sydow gây ra. Đây là loài ký sinh chuyên tính (Green, 1984). Nấm gỉ sắt đậu tương đầu tiên được phát hiện ở Nhật Bản năm 1902. Bệnh lan rộng, phổ biến ở hầu hết các vùng trồng đậu trên thế giới. Ở Đông bán cầu bệnh có thể làm giảm năng suất trung bình từ 10 - 30%, có năm giảm năng suất đến trên 50% (Bromfield, 1980; Green, 1984). Ở Việt Nam có những vụ bị hại nặng đến 81% (Trung tâm Đậu đỗ Định Trường, 1985). Ở châu Phi, tại Zimbawea thiệt hại có thể lên đến 80% năng suất. Ở những vùng độc canh là 100% (Caldwell & Laing, 2002). Vì vậy công tác chọn tạo giống kháng bệnh gỉ sắt là việc làm hết sức cần thiết. Việc tuyển chọn nguồn gen kháng bệnh cần được tiến hành thường xuyên, chính xác để phục vụ cho chọn giống kháng bệnh. Dưới đây là kết quả đánh giá tính kháng bệnh gỉ sắt của một số giống địa phương và nhập nội của Viện Bảo vệ thực vật trong năm 2006. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Vật liệu nghiên cứu - 45 mẫu giống đậu tương địa phương và 9 giống mới chọn tạo từ các cơ quan: Bộ môn Miễn dịch thực vật (Viện Bảo vệ thực vật), Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển đậu đỗ (Viện Cây lương thực và cây thực phNm), Trung tâm Tài nguyên thc vt. - 44 mu ging nhp ni t Trung tâm N ghiên cu và Phát trin rau châu Á (AVRDC) - 14 dòng u tương nhp ni t T chc Khoa hc và Công ngh Liên bang Úc (CSIRO). - Ging i chng: i chng kháng bnh: T2000, Cao Bng U8352. - i chng nhim bnh: T12. - Thí nghim ánh giá tính kháng bnh g st  Ft.Detrick, Maryland tháng 8/2006 s dng 20 mu ging u tương ã ưc xác nh kháng g st  Vit N am và Paragoay. Các ging có ngun gc t Vit N am: 7 ging, Trung Quc: 5, N ht Bn: 3, AVRDC: 2, M: 1, N ga: 1, n : 1. Thí nghim s dng 10 nòi nm g st: TW72 - 1, TW80 - 2 (ài Loan), IN 73 - 1 (n ), TH 01 - 1 (Thái Lan), BZ 01 - 1 (Brazil), PG 01 - 2 (Paragoay) ZM 01 - 1 (Zimbabwe), AL 04 - 1, AL 04 - 3 (Alabana, USA) LA 04 - 1 (Louisiana, USA). guồn bệnh: N gun bnh ưc ly t các lá nhim bnh ca ging u tương T12 và V74 trng trong nhà lưi ti Vin Khoa hc N ông nghip Vit N am, Thanh Trì - Hà N i. 2. Phương pháp thí nghiệm ánh giá tính kháng bnh g st u tương  giai on cây non trong nhà lưi. Lên lung rng 1 m, lung cách lung 0,4 m. u tương ưc trng theo mt  cây cách cây 5m, hàng cách hàng 20 cm, trên 1 hàng trng 4 dòng (5 cây/dòng). Mi ging nhc li 3 ln. Bón phân: 7 kgN +20 kgP 2 O 5 + 10 kgK 2 0 (bng 1/3 lưng phân bón theo quy phm kho nghim ging u tương quc gia. Chăm sóc theo Quy phm kho nghim ging u tương quc gia 2001. Phương pháp nhim bnh nhân to theo N guyn Th Bình, 1990. Xác nh tính kháng bnh g st ca các dòng, ging u tương: ánh giá tính kháng bnh ca các dòng, ging ưc tin hành sau khi nhim bnh 14 ngày, ánh giá t 3 - 4 ln, mi ln cách nhau t 7 - 10 ngày cho n khi ging i chng t cp bnh cao nht vi 3 ch tiêu: (1) Mức độ nhiễm bệnh ánh giá theo thang im sau: im 1: không có vt bnh, im 2: 1 - 100 vt bnh, im 3: 100 - 500 vt bnh, im 4: > 500 vt bnh. Mi ging ánh giá 5 cây. S dng ch s nhim bnh tích lũy theo thi gian (AUDPC)  tính mc  nhim bnh trung bình ca ging theo chương trình GLM ca SAS 9.1 (SAS instituto, carry NY): Công thức tính chỉ số AUDPC: AUDPC trung bình = j n k i i 1 i i i k 1 j 1 i 1 (0,5.T . R R ) R .T n + = = =       − +           ∑ ∑ ∑ Trong đó: T i : Khoảng thời gian giữa lần đánh giá thứ i và i +1. R i: Chỉ số bệnh của cây của lần đánh giá thứ i. R i+1 : Chỉ số bệnh của cây ở lần đánh giá thứ i+1. j: Tổng số lần đánh giá. k: Tổng số tầng của cây được đánh giá. n: Tổng số cây thực tế trong một giống. (2) Mầu sắc vết bệnh - Vết bệnh có mầu nâu vàng đặc trưng cho giống nhiễm bệnh ký hiệu là TAN. - Vết bệnh có mầu nâu đỏ hoặc nâu đen đặc trưng cho giống kháng bệnh ký hiệu là RB. - Trên lá có cả hai loại vết bệnh TAN và RB gọi là giống có phản ứng trung gian ký hiệu là MIX. (3) Mức độ hình thành bào tử - Bào tử hình thành ít, thường có trên vết bệnh RB. - Bào tử hình thành trung bình. - Bào tử hình thành nhiều, thường có trên vết bệnh. Các giống đậu tương kháng bệnh phải đạt được các tiêu chuNn sau: - Có vt bnh kiu: RB. - Ch s AUDPC bng vi ging chuNn kháng. III. KT QU N GHIÊN CU VÀ THO LUN 1. Đánh giá khả năng kháng bệnh gỉ sắt của các giống đậu tương nhập nội với nguồn bệnh gỉ sắt ở Thanh Trì, Hà ội ánh giá tính kháng bnh g st u tương ca 44 mu ging nhp ni t AVRDC, 14 mu ging nhp ni t CSIRO trong v xuân 2006, ã xác nh ưc 10 ging kháng bnh (5 ging t AVRDC, 5 ging t CSIRO). Các ging này có phn ng kháng RB rt in hình và có mc  hình thành bào t ít. c bit là ging G10428 (PI459025B) là mt trong nhng ging ch th v kháng bnh g st ca AVRDC, trong năm 2001 tin hành nhim bnh vi các ngun bnh thu thp t mt s a phương  min Bc Vit N am (Hà Tây, Vĩnh Phúc, Bc Giang, Hoà Bình) u th hin kháng bnh. Bảng 1. Các giống đậu tương nhập nội kháng với nguồn bệnh gỉ sắt TT Ký hiệu giống Nguồn gốc chọn lọc Nguồn gốc AUDPC TGST (Ngày) NS g/m 2 KL 100 hạt 1 GC00138-29 (CH#1 x Anoka) x (Clark 63 x 64-4) AVRDC 52.6 105 - 110 188.6 15.5 2 GC86004 - 9 {{[(Shih Shih x SRF 400) x PI 459025] x (Shih Shih x SRF 400) x (Shih Shih x SRF 400)}} AVRDC 49.0 105 - 110 182.6 14.9 3 GC84051 - 9 - 1 TN4 x (Shih Shih x SRF 400) AVRDC 54.8 105 - 110 189.6 15.1 4 GC84058 - 21 - 4 PI 79712613 x (PI 79712613 x SJ) AVRDC 51.0 105 - 110 199.6 15.6 5 G 10428 PI459025B AVRDC 60.2 102 - 105 229.6 26.6 6 Fikeby 5 Không rõ CRSIO 55.8 105 - 110 155,7 11.2 7 99084B - 28 Không rõ CRSIO 58.7 100 - 103 182.5 14.1 8 99084A - 30 Không rõ CRSIO 56.0 100 - 103 209.5 14.6 9 99084A - 26 Không rõ CRSIO 55.6 100 - 103 185.8 14.1 10 H173 - 2 Không rõ CRSIO 56.3 105 - 110 150.5 10.7 11 ĐT12 (đối chứng nhiễm) Không rõ Trung Quốc 74.6 76 - 80 149.5 17.93 12 ĐT12000 (đối chứng kháng) Chọn lọc từ GC 00138 - 29 Việt Nam 55.4 105 - 110 223.8 18.0 LSD0,05 2.4 2. Đánh giá khả năng kháng bệnh của các giống đậu tương địa phương với nguồn bệnh gỉ sắt ở Thanh Trì - Hà ội Trong v xuân năm 2006 ánh giá tính kháng bnh g st u tương ca 45 mu ging a phương và 9 ging mi chn to: Có 5 ging a phương và 3 ging mi chn to th hin kháng bnh g st (Bảng 2). Bảng 2. Các giống đậu tương Việt am kháng với nguồn bệnh gỉ sắt ở Thanh Trì - Hà ội (Vụ xuân 2006) TT Giống Nơi lưu giữ Ngu ồn gốc chọn lọc AUDPC TGST (ngày) NS g/m 2 KL 100 hạt 1 Nh ất Tiến - H ữu Lũng - Lạng Sơn Trung t âm Tài nguyên th ực vật Thu th ập 69.1 90 - 95 147.3 9.55 2 Đ ậu t ương h ạt xanh Trung tâm Tài nguyên th ực vật Thu th ập 69.7 88 - 95 144.6 9.07 3 Vàng Mư ờng Kh ương Trung tâm Tài nguyên th ực vật Thu th ập 64.4 88 - 95 145.5 9.75 4 Vàng Phú Nhung Trung tâm Đ ậ u đ ỗ Thu th ập 65.0 86 - 92 146.4 9.60 5 Biên Hoà 2 Trung tâm Đ ậu đỗ Thu th ập 64.8 82 - 86 150.3 9.97 6 ĐT26 Trung tâm Đ ậu đỗ ĐT12 x ĐT2000 55.7 92 - 95 222.6 17.80 7 DT95 Vi ện Di truyền Nông nghiệp Đ ột biến từ AK04 59.7 100 - 105 223.5 17.2 8 DT96 Vi ện Di truy ền Nông nghiệp DT84 x DT90 71.6 95 - 100 223.2 18.80 9 ĐT12 (đ ối chứng nhiễm) Trung Qu ốc 74.6 76 - 80 145.5 17.93 10 ĐT2000 (đ ối chứng kháng) Vi ệt Nam 55.4 105 - 110 223.8 18.0 LSD0,05 0.8 Các giống Nhất Tiến Hữu Lũng Lạng Sơn, Đậu tương hạt xanh, Biên Hoà 2, Vàng Phú Nhung, Vàng Mường Khương là nguồn gen địa phương kháng với bệnh gỉ sắt, tuy nhiên năng suất hạt của các giống này đều thấp.Các giống ĐT26, DT95 là những giống có mức độ nhiễm bệnh thấp nhất. Những giống này cần được giới thiệu, phát triển rộng rãi ngoài sản xuất trong vụ đông và vụ xuân ở miền Bắc nước ta. 3. Mức độ kháng với các nòi gỉ sắt khác nhau trên thế giới của một số giống đậu tương kháng với nguồn bệnh gỉ sắt ở Việt am Tháng 8/2006, tin hành thí nghim ánh giá tính kháng bnh g st ca 20 mu giống kháng bệnh ở Việt Nam và Paragoay với 10 isolate nấm gỉ sắt của 7 nước. Kết quả được trình bày ở Bảng 3. Báng 3. Kết quả đánh giá tính kháng bệnh gỉ sắt của 20 giống đậu tương với 10 nòi gỉ sắt (Ft. Detrick, Maryland, USA tháng 8 - 2006) Tên nòi Ký hiệu giống TW 72-1 IN 73-1 TW 80-2 BZ 01-1 TH 01-1 ZM 01-1 PG 01-2 AL 04-1 LA 04-1 AL 04-1 Xuất xứ PI 200492(Rpp1) T TM T T T T T T RB T Nhật Bản PI 230970(Rpp2) RB RB T RB RB RB RB RB RB RB Nhật Bản PI462312(Rpp3) T T T M T T M T RB T Ấn Độ PI459025B(Rpp4 RB RB RB RB RB RB RB RB RB RB Trung Quốc PI581886 RB RB RB RB RB RB RB RB T RB Trung Quốc PI587905 RB RB RB RB RB RB RB RB T RB Trung Quốc PI594754 RB IM RB RB RB RB RB RB T RB Trung Quốc PI605833 RB RB RB RB RB RB RB RB T RB Việt Nam PI423972 T T RB M RB RB M T RB T Nhật Bản PI437323 T T T T T T M T RB T Nga Cao Bằng U8352 T RB RB RB RB RB M RB T T Việt Nam ĐT2000 T RB RB M RB RB T RB RB T Việt Nam DT95 T RB RB RB RB RB M RB RB T Việt Nam DT96 T RB T T T T T T T T Việt Nam GC84058-18-4 T RB RB RB T RB RB RB RB T Đài Loan M103 T T T T T T T T T T Việt Nam NhấtTiến HLLS T T RB RB RB RB M RB T T Việt Nam VX93 T T T T T T T T RB T Việt Nam ĐT12 T T T T T T T T T T Trung Quốc Williams 82-USA T T T T T T T T T T Trong 20 ging tham gia thí nghim có 10 ging ã ưc xác nh kháng vi ngun bnh  Thanh Trì, Hà Nội: PI230970 (Rpp2), PI459025B (Rpp4), PI423972, PI437323, GC84058-18-4 (kết quả đánh giá tính kháng bệnh gỉ sắt của các giống nhập nội từ Mỹ), ĐT2000, Cao Bằng U8352 (giống chuNn kháng), N ht Tin HLLS, DT95, DT96. Kt qu ánh giá tính kháng vi 10 isolate nm g st có ngun gc t 7 nưc trên th gii cho thy 10 ging này th hin tính kháng bnh vi mc  rt khác nhau: Mc kháng cao nht th hin  ging PI459025B kháng vi c 10 isolate, DT96 PI437323 ch kháng vi 1 isolate. Kt qu này khng nh các ging kháng bnh  Vit N am mà chúng tôi xác nh u mang gen kháng. Trong các gen kháng bnh ã ưc xác nh gen kháng Rpp2, gen Rpp4 là nhng gen kháng vi nhiu isolate nht. Các ging PI581886, PI587905, PI594754, PI605833 cũng là nhng ging kháng ưc vi hu ht các isolate trong thí nghim, ging PI605833 có ngun gc t Hà Giang Vit N am cũng trùng vi kt qu ánh giá ca chúng tôi. N hư vy trong ngun gen a phương ca Vit N am thc s có ngun gen kháng bnh g st, vì vy công tác thu thp ánh giá ngun gen cn ưc tin hành thưng xuyên liên tc. Các ging kháng bnh ã xác nh, trong ó có 2 ging là Cao Bng U8352 và GC84058-18-4 ưc ánh giá là nhng ging có mc  nhim bnh thp (3 im/5 im) thc s là ngun gen quý phc v cho chn to ging kháng bnh g st u tương ca Vit N am. 4. Giống đậu tương chịu được bệnh gỉ sắt Trong quá trình ánh giá tính kháng bnh g st ca các ging nhp ni t năm 2005 - 2006 chúng tôi xác nh ưc mt ging u tương chu ưc bnh g st: Ging PI 549017 (USA). Ging có vt bnh TAN rất điển hình, bào tử hình thành nhiều, mức độ nhiễm bệnh (AUDPC) ở vụ thứ nhất cao hơn giống đối chứng, nhưng ở hai vụ sau đều bằng hoặc thấp hơn đối chứng kháng ĐT2000. Đây là một đặc điểm của giống được các nhà chọn giống kháng bệnh rất quan tâm. Nếu giống có tiềm năng năng suất cao thì hoàn toàn có thể phát triển ra sản xuất. Tuy nhiên ở Việt Nam giống PI549017 cho năng suất thấp. Bảng 4. Mức độ nhiễm bệnh của giống chịu được bệnh gỉ sắt PI549017 tại Thanh Trì - Hà ội (2005 - 2006) TT Giống AUDPC Xuân 2005 Đông 2005 Xuân 2006 1 PI 549017 USA 160,6 64,2 54,8 2 Williams 82 (đối chứng nhiễm) USA 247,7 225,9 125,3 3 ĐT2000 (đối chứng kháng) Việt Nam 85,3 87,0 55,0 LSD0,5 = 25,5 LSD0,5 = 29,2 LSD0,5 = 27,8 IV. KẾT LUẬN VÀ Đ N GHN 1. Kết luận - ã xác nh ưc 5 ging u tương a phương kháng vi ngun nm g st u tương  Thanh Trì - Hà Nội (Nhất Tiến Hữu Lũng Lạng Sơn, Đậu tương hạt xanh, Biên Hoà 2, Vàng Mường Khương và Vàng Phú Nhung), 10 giống nhập nội kháng bệnh, 01 giống chịu được bệnh (PI459017), trong đó 5 mẫu giống nhập nội từ AVRDC là GC00138-29, GC86004-9, GC84051-9, GC84058-21-4, G10428, 5 mẫu giống nhập nội từ CSIRO là Fikeby 5, 99084B-28, 99084B-30, 99084B-26, H 173-2. - Đánh giá tính kháng bệnh gỉ sắt đậu tương của 10 mẫu giống kháng bệnh ở Việt Nam với 10 nòi nấm gỉ sắt thuộc 7 nước trên thế giới khẳng định các giống này đều mang gen kháng và phần lớn kháng được với nhiều nòi. 2. Đề nghị - Cần tiếp tục công tác thu thập đánh giá nguồn gen kháng bệnh. - Cần xác định bản chất di truyền của các giống mang gen kháng để phục vụ tốt cho công tác chọn tạo giống kháng bệnh Tài liệu tham khảo 1 guyễn Thị Bình, 1990. Nghiên cứu đánh giá khả năng chống chịu bệnh gỉ sắt (Phakopsora pachyrhizi) của tập toàn đậu tương ở miền Bắc Việt Nam. Luận văn Tiến sỹ Nông nghiệp. Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Hà Nội. 2 T.D.Vuong, B.T.guyen, L.D.Tran, A.T.Pham, H.T.guyen, Toai V.T, M.R.Miles, and G.L.Hartman, 2006. Evaluation of quantitative resistance to Phakopsora pachyrhizi in Vietnam. National Soybean Rust Symposium November 29 - December 1 St. Louis, Missouri. 3 T.A.Pham, B.T. guyen, L.D.Tran, T.D.Vuong, H.T.guyen, Toai T.V, M.R.Miles, and G.L.Hartman, R. D.Frederick, 2006. Characterizing resistance of soybean accessions to soybean rust (Phakopsora pachyrhizi Syd.) National Soybean Rust Symposium November 29 - December 1 St. Louis, Missouri. 4 Binh.T.guyen Long.D.Tran Truong.T.Tran, Chinh.T.guyen, Tuyet.T.T guyen, Cham.T.Luu, Ba.V.Vu, Hieu.T.guyen, 2006. Evaluation of local and imported soybean accessions for soybean rust in Vietnam. National Soybean Rust Symposium November 29 - December 1 St. Louis, Missouri. gười phản biện: guyễn Văn Viết T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 7 . NGUỒN GEN ĐẬU TƯƠNG KHÁNG BỆNH GỈ SẮT (Phakopsora pachyrhizi Sydow) Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM Nguyễn Thị Bình, Trần Thị Trường, Nguyễn Thị Thanh. giá tính kháng bệnh gỉ sắt đậu tương của 10 mẫu giống kháng bệnh ở Việt Nam với 10 nòi nấm gỉ sắt thuộc 7 nước trên thế giới khẳng định các giống này đều mang gen kháng và phần lớn kháng được. trong vụ đông và vụ xuân ở miền Bắc nước ta. 3. Mức độ kháng với các nòi gỉ sắt khác nhau trên thế giới của một số giống đậu tương kháng với nguồn bệnh gỉ sắt ở Việt am Tháng 8/2006, tin