BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM VIỆN NGHIÊN CỨU RAU QUẢ CHƯƠNG TRÌNH TRỌNG ĐIỂM PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CNSH TRONG LĨNH VỰC NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT ĐẾN NĂM 2020 *** BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TẠO DÒNG ĐƠN BỘI KÉP (DƯA CHUỘT, ỚT) PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG ƯU THẾ LAI Cơ quan chủ trì đề tài : Viện Nghiên cứu Rau quả Chủ nhiệm đề tài : GS.TS. Trần Khắc Thi 8827 HÀ NỘI, 6/2011 i MỤC LỤC PHẦN I. MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu của đề tài 2 1.2.1. Mục tiêu chung 2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể 3 1.3. Cách tiếp cận 3 PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. Vai trò của cây đơn bội trong chọn tạo giống cây trồng 4 2.2. Kỹ thuật nuôi cấy bao phấ n in vitro để tạo cây đơn bội 5 2.2.1 Giới thiệu chung 5 2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả nuôi cấy bao phấn 6 2.2.3. Nghiên cứu về kỹ thuật nuôi cấy bao phấn tạo cây đơn bội in vitro trên thế giới và trong nước 11 2.3. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống dưa chuột, ớt cay ở nước ta. 17 2.3.1. Chọn giống dưa chuột 17 2.3.2. Chọ n giống ớt cay 20 PHẦN III. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 3.1. Vật liệu nghiên cứu 22 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 22 3.1.2. Địa điểm nghiên cứu 24 3.2. Nội dung nghiên cứu 24 3.2.1. Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ tạo dòng đơn bội kép (dưa chuột, ớt) 24 3.2.1.1. Trên cây dưa chuột 24 3.2.1.2. Trên cây ớt 30 ii 3.2.2. Ứng dụng quy trình tạo dòng đơn bội kép của một số giống lai F1 dưa chuột, ớt 34 3.2.3. Đánh giá chọn lọc cây 2n, phát triển thành dòng thuần 34 3.3. Phương pháp nghiên cứu 35 3.3.1. Bố trí thí nghiệm 35 3.3.2. Chỉ tiêu theo dõi 38 3.3.3. Thời gian thực hiện 40 PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41 4.1. Kết quả nghiên cứu trên cây d ưa chuột 41 4.1.1. Nghiên cứu xây dựng quy trình tạo cây dưa chuột đơn bội kép 41 4.1.2. Kết quả ứng dụng quy trình tạo cây dưa chuột đơn bội kép trên một số giống dưa chuột lai F1 65 4.1.3. Kết quả đánh giá, chọn lọc cây dưa chuột đơn bội kép trong điều 68 4.2. Kết quả nghiên cứu trên cây ớt 75 4.2.1. Nghiên cứu xây dựng quy trình tạo cây ớt đơn bộ i kép 75 4.2.2. Ứng dụng quy trình tạo dòng ớt đơn bội kép trên các giống ớt lai F1 (Hottchili, Green F1, GK99) 96 4.2.3. Kết quả đánh giá, chọn lọc cây ớt đơn bội kép trong điều kiện nhà lưới 99 3.3 Một số đặc điểm về quả của các tổ hợp lai ớt cay trong vụ xuân hè 2010 106 3.4 Khả năng chống chịu sâu bệnh các tổ hợp lai ớt cay vụ đ ông xuân 2011 107 3.5 Khả năng kết hợp chung của các dòng ớt đơn bội kép 108 PHẦN V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 111 5.1. Kết luận 111 5.2. Đề nghị 112 MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG ĐỀ TÀI 119 iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT α-NAA α -Naphthaleneacetic acid BAP 6 - Benzylamino purine 2,4D 2,4 - dichlorophenoxi aceticacid IAA Indole -3- aceticacid KI Kinetin TDZ Thidiazuron CNM Cao nấm men CSI Casein MS Murashige & Skoog, 1962 CW Nước dừa B5 Gamborg (1968) N6 Chu và Cs (1975) CT Công thức CTTD Chỉ tiêu theo dõi CTTN Công thức thí nghiệm Đ/C Đối chứng NXB Nhà xuất bản TB Trung bình S Đường Saccarose iv DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Đặc điểm của một số giống dưa chuột lai F1 được chọn làm guồn vật liệu cung cấp hoa để lấy bao phấn nuôi cấy 22 Bảng 3.2. Đặc điểm của một số giống ớt lai F1 được chọn làm nguồn vật liệu cung cấp hoa để lấy bao phấn nuôi cấy 23 Bảng 4.1. Ảnh hưởng của nề n môi trường dinh dưỡng cơ bản đến sự khả năng tạo callus từ nuôi cấy in vitro bao phấn dưa chuột (sau 4 tuần) 41 Bảng 4.2: Ảnh hưởng của hàm lượng đường trong môi trường nuôi cấy bao phấn cây dưa chuột (sau 4 tuần) 42 Bảng 4.3. Ảnh hưởng của kích thước nụ hoa đến khả năng tạo callus từ nuôi cấy bao phấn cây dưa chuột (sau 4 tuầ n) 43 Bảng 4.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian xử lý lạnh đến khả năng tạo callus từ nuôi cấy in vitro bao phấn cây dưa chuột (sau 6 tuần) 44 Bảng 4.5: Ảnh hưởng của 2,4D đến khả năng tạo callus từ nuôi cấy in vitrro bao phấn cây dưa chuột sau (8 tuần nuôi cấy) 46 Bảng 4.6: Ảnh hưởng của tổ hợp 2,4D + BAP đến sự tạo callus từ nuôi cấy in vitrro bao phấn cây dưa chuột (sau 8 tuần) 47 Bảng 4.7 : Ảnh hưởng của tổ hợp 2,4D + Kinetin đến sự tạo callus từ nuôi cấy in vitrro bao phấn cây dưa chuột (sau 8 tuần) 48 Bảng 4.8: Ảnh hưởng của TDZ đến khả năng tái sinh của cây dưa chuột (sau 8 tuần) 50 Bảng 4.9: Ảnh hưởng của nồng độ BAP đến sự tái sinh từ callus bao phấn cây dưa chuột (sau 8 tuần) 51 Bảng 4.10: Ảnh hưởng của BAP + TDZ đến khả năng tái sinh của cây dưa chuột (sau 8 tuần) 52 v Bảng 4.11: Kết quả phân tích độ bội của các chồi dưa chuột 54 Bảng 4.12: Ảnh hưởng của BAP đến khả năng nhân nhanh của chồi dưa chuột in vitro (sau 4 tuần) 55 Bảng 4.13: Ảnh hưởng của Kinetine đến khả năng nhân nhanh của chồi dưa chuột in vitro (sau 4 tuần) 56 Bảng 4.14: Ảnh hưởng của tổ hợp BA và IAA đến khả năng nhân nhanh cây dưa chu ột đơn bội (sau 4 tuần) 57 Bảng 4.15: Ảnh hưởng của tổ hợp BA và αNAA đến khả năng nhân nhanh cây dưa chuột đơn bội (sau 4 tuần) 59 Bảng 4.16. Ảnh hưởng của hàm lượng cao nấm men đến khả năng nhân nhanh chồi dưa chuột đơn bội (sau 4 tuần) 60 Bảng 4.17. Ảnh hưởng của hàm lượng casein đến khả năng nhân nhanh chồi dưa chu ột đơn bội (sau 4 tuần) 61 Bảng 4.18: Ảnh hưởng của xử lý colchicine đến khả năng nhị bội hóa dòng dưa chuột đơn bội 62 Bảng 4.19: Ảnh hưởng của αNAA đến khả năng ra rễ của chồi dưa chuột 63 Bảng 4.20: Ảnh hưởng của IAA đến khả năng ra rễ của chồi dư a chuột. 64 Bảng 4.21: Ảnh hưởng của IBA đến khả năng ra rễ của chồi dưa chuột. 64 Bảng 4.22: Kết quả tạo dòng dưa chuột đơn bội kép trên 3 giống Mijabel, Ajax, Marinda 66 Bảng 4.23: Tỷ lệ sống của cây dưa chuột đơn bội kép 68 Bảng 4.24. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng phát triển của các dòng dưa chuột trong vụ xuân năm 2010 tại Viện Nghiên c ứu Rau quả. 68 Bảng 4.25. Đặc điểm sinh trưởng phát triển của các dòng dưa chuột tạo ra từ dòng đơn bội (vụ xuân năm 2010 tại viện Nghiên cứu Rau quả) 69 vi Bảng 4.26. Năng suất, yếu tố cấu thành năng suất và đặc điểm quả của các dòng dưa chuột đơn bội kép (vụ xuân năm 2010 tại viện Nghiên cứu Rau quả) 70 Bảng 4.27. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của các THL dưa chuột trong vụ đông 2010 tại Viện Nghiên cứu Rau quả 71 Bảng 4.28. Đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai dưa chu ột trong vụ đông 2010 tại Viện Nghiên cứu Rau quả 72 Bảng 4.29. Một số đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai dưa chuột vụ đông 2010 tại Viện Nghiên cứu Rau quả 72 Bảng 4.30. Đặc điểm quả của các tổ hợp lai dưa chuột trong vụ đông 2010 tại Viện Nghiên cứu Rau quả 73 Bảng 4.31. Tình hình nhiễm bệnh đồng ruộng c ủa các THL trong vụ đông 2010 tại Viện Nghiên cứu Rau quả 73 Bảng 4.32: Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai dưa chuột vụ đông 2010 tại Viện Nghiên cứu Rau quả 74 Bảng 4.33. Khả năng kết hợp chung của các dòng dưa chuột với 2 vật liệu thử 74 Bảng 4.34: Tỷ lệ sống của bao phấn in vitro trên 3 loạ i môi trường dinh dưỡng cơ bản (Sau 6 tuần ) 76 Bảng 4.35. Ảnh hưởng của kích thước nụ hoa đến khả năng tạo callus từ nuôi cấy bao phấn cây ớt (sau 6 tuần) 77 Bảng 4.36: Ảnh hưởng của xử lý lạnh và thời gian xử lý đến tỷ lệ sống của bao phấn (sau 6 tuần ) 78 Bảng 4.37: Ảnh hưởng của αNAA đến kh ả năng tạo callus từ bao phấn của cây ớt (sau 6 tuần) 80 Bảng 4.38: Ảnh hưởng của tổ hợp αNAA + BAP đến khả năng tạo callus từ bao phấn ớt (sau 6 tuần) 81 vii Bảng 4.39: Ảnh hưởng của tổ hợp αNAA + Kinetine đến khả năng tạo callus từ bao phấn của cây ớt (sau 6 tuần) 82 Bảng 4.40: Ảnh hưởng của TDZ đến khả năng tái sinh của callus ớt (sau 4 tuần ) 84 Bảng 4.41: Ảnh hưởng của Zeatin đến khả năng tái sinh của cây ớt 84 Bảng 4.42: Ảnh hưởng của tổ hợp TDZ + GA3 đến khả nă ng tái sinh cây ớt (sau 4 tuần ) 85 Bảng 4.43: Ảnh hưởng của tổ hợp GA3 + Zeatin đến sự tái sinh cây ớt. (sau 4 tuần) 86 Bảng 4.44: Kết quả phân tích độ bội của các chồi ớt 87 Bảng 4.45: Ảnh hưởng của BAP đến khả năng nhân nhanh của cây ớt (sau 4 tuần) 88 Bảng 4.46: Ảnh hưởng của kinetine đến khả năng nhân nhanh của cây ớ t tái sinh (sau 4 tuần) 90 Bảng 4.47: Ảnh hưởng của BAP phối hợp với αNAA đến khả năng nhân nhanh của cây ớt (sau 4 tuần) 91 Bảng 4.48: Ảnh hưởng của BAP phối hợp với IBA đến khả năng nhân nhanh của cây ớt (sau 4 tuần) 91 Bảng 4.49: Ảnh hưởng của cao nấm men và dịch chiết hữu cơ đến chất lượng chồi ớt (sau 4 tuần) 92 Bảng 4.50: Ảnh hưởng của xử lý Colchicines đến khả năng nhị bội hóa dòng đơn bội 93 Bảng 4.51: Ảnh hưởng của αNAA và IBA đến khả năng ra rễ của chồi ớt 95 Bảng 4.52 : Kết quả ứng dụng quy trình tạo cây đơn bội kép trên 3 giống 96 Bảng 4.53: Tỷ lệ sống của cây đơn bội kép 99 Bảng 4.54. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng phát triển của các dòng ớt đơn bội kép chọn lọc 100 viii Bảng 4.55. Chiều cao cây qua các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các dòng ớt đơn bội chọn lọc 101 Bảng 4.56. Đặc điểm hình thái thân, lá, quả của các của các dòng ớt đơn bội kép chọn lọc 102 Bảng 4.57. Đặc điểm hình thái hoa của các dòng ớt đơn bội kép chọn lọc 103 Bảng 4.58: Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất các dòng ớt đơn bội kép chọn lọc 103 Bảng 4.59. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp lai trong vụ đông xuân 2010. 104 Bảng 4.60. Năng suất và các yếu tố tạo thành năng suất của các tổ hợp lai ớt cay vụ đông xuân 2010 105 Bảng 4.61 . Đặc điểm quả của các tổ hợp lai ớt cay vụ Đông xuân 2011 106 Bảng 4. 62. Khả năng chống chịu sâu bệnh các tổ hợp lai ớt cay vụ đông xuân 2011 107 Bảng 4.63: Khả năng kết hợp chung về năng suất của các dòng và cây thử 108 1 PHẦN I. MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Sản xuất rau là ngành có vai trò ngày càng quan trọng và có mức tăng trưởng khá cao trong sản xuất nông nghiệp của nước ta. Rau xanh vừa là nguồn thực phẩm không thể thiếu cho mỗi bữa ăn hàng ngày với yêu cầu mức tăng khối lượng bình quân hàng năm gấp đôi tỷ lệ tăng dân số ( FAO, 2006), vừa là nguồn nguyên liệu cho công nghiệp chế biến và là mặt hàng nông s ản xuất khẩu có tiềm năng. Mức tăng sản lượng rau của nước ta khá cao: theo số liệu thống kê, năm 2010 tổng diện tích trồng rau các loại đạt 780 ngàn ha, sản lượng 13 triệu tấn; so với 2005 diện tích tăng 145 ngàn ha( tốc độ tăng bình quân 4,2%/năm), sản lượng tăng 3,3 triệu tấn( tốc độ tăng bình quân 6,1%/năm). Đây cũng là ngành sản xuất mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nông dân . Theo số liệu của dự án Superchain ( 2009) thu nhập bình quân trên 1 ha rau ở Đồng bằng sông Hồng tại vùng luân canh với cây lương thực đạt trung bình 46,3 triệu đồng/vụ, tại vùng chuyên canh từ 86- 120 triệu đồng/ năm. Một trong những nguyên nhân của sự tăng trưởng trên là tỷ lệ sử dụng các tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất, nhất là giống lai khá cao. Tuy nhiên phần lớn các giống lai F1 được nhập hoặc do các công ty nước ngoài cung cấ p. Việc tạo giống trong nước, đặc biệt là nhóm rau chủ lực, có khả năng ra hoa trong điều kiện Việt Nam thuộc các họ thực vật Cucurbitaceae và Sonalaceae là cần thiết trong giai đoạn hiện tại và trong tương lai. Dưa chuột và ớt cay thuộc nhóm cây rau ăn quả chủ lực ở nước ta hiện nay. Ngoài việc đáp ứng nhu cầu trong nước ngày càng tăng , sản phẩm của các cây này còn là ngu ồn nguyên liệu cho chế biến xuất khẩu với thị trường rộng lớn và ổn định. Hầu hết các giống dưa chuột và ớt cay hiện đang trồng trên đất nông nghiệp tại vùng sản xuất hàng hóa tập trung ở nước ta là giống lai F1 có nguồn gốc nước ngoài. Các giống này ngoài năng suất và độ đồng [...]... Viện Nghiên cứu Rau quả chủ trì thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu tạo dòng đơn bội kép (dưa chuột, ớt) phục vụ chọn tạo giống ưu thế lai Giai đoạn 2007 – 2010 1.2 Mục tiêu của đề tài 1.2.1 Mục tiêu chung Tạo được một số dòng ớt, dưa chuột mới làm nguồn vật liệu cho công tác chọn tạo giống ưu thế lai phục vụ sản xuất bằng công nghệ đơn bội kép 2 1.2.2 Mục tiêu cụ thể + Quy trình tạo dòng dưa chuột, ớt đơn. .. đơn bội kép + Tạo được 1-2 dòng dưa chuột, ớt thuần làm vật liệu phục vụ cho chọn tạo giống ưu thế lai 1.3 Cách tiếp cận - Tiếp cận hệ thống Đề tài đã thực hiện tuần tự các kỹ thuật từ nuôi ấy bao phấn các đối tượng nghiên cứu, tái sinh callus, nhị bội hóa cây đơn bội , đánh giá đặc tính nông sinh học cây đơn bội kép ngoài đồng ruộng và xác định khả năng kết hợp các dòng thu nhận để phục vụ cho tạo giống. .. Các dòng dưa chuột thu được từ 6 cây đơn bội kép trong vụ đông 2009 - Đối chứng: giống dưa chuột Ajax – giống gốc - Các dòng ớt đơn bội kép được tạo ra từ kỹ thuật nuôi cấy bao phấn Ký hiệu: ĐB1- ĐB55 - 20 tổ hợp lai được tạo ra từ 10 dòng ớt đơn bội kép chọn lọc lai với 2 testers (PVR 11 và P137) Ký hiệu các tổ hợp lai: LĐB 1 đến LĐB 20 - Giống đối chứng Hotchilli (Giống gốc) 23 3.1.2 Địa điểm nghiên. .. hình nghiên cứu chọn tạo giống dưa chuột, ớt cay ở nước ta 2.3.1 Chọn giống dưa chuột Nghiên cứu chọn tạo giống dưa chuột trong nước được bắt đầu từ những năm 70 của thế kỷ trước Ở thời gian đầu, công tác nghiên cứu mới chỉ tập trung nhập nội, đánh giá tính thích ứng của các giống được nhập nội từ 17 nước ngoài và phục tráng cải thiện các giống địa phương Trong những năm gần đây, công tác chọn tạo giống. .. phối cường lực mạnh vì hiện tượng suy giảm do cận giao Những dòng tự phối đồng hợp tử này sẽ được lai với nhau để tạo con lai F1 ưu thế lai Việc nghiên cứu cây đơn bội làm vật liệu nguồn để lưỡng bội hóa chúng thành những vật liệu đồng hợp tử đã trở nên hữu dụng cho nhà chọn giống Thời gian cần thiết để tạo ra dòng vật liệu nguồn- dòng đơn bội kép ( double haploit – DH) như vậy được rút ngắn rất nhiều,... phân ly trong các thế hệ sau và có thể tạo ra được trong một thời gian ngắn (1 thế hệ), tiết kiệm được rất nhiều kinh phí và đặc biệt rút ngắn thời gian cho công tác chọn tạo giống dưa chuột Tuy nhiên, việc ứng dụng kỹ thuật đơn bội phục vụ công tác tạo dòng thuần trong chọn tạo giống cây trồng vẫn còn nhiều hạn chế Hiện nay, kỹ thuật này mới chỉ ứng dụng được một phần rất nhỏ trong chọn tạo lúa, ngô còn... đơn bội vào công tác chọn giống cây trồng Thông qua phương pháp này ta có thể rút ngắn thời gian chọn giống, làm tăng hiệu quả chọn lọc, tăng tính biến dị cho chọn lọc và giúp giải quyết những khó khăn trong lai xa Các dòng thuần có thể nhanh chóng được tạo ra từ nuôi cấy bao phấn của con lai F1 hoặc F2 trong thời gian ngắn nhất Sơ đồ tạo cây đơn bội từ nuôi cấy bao phấn như sau [8],[30]: Cây đơn bội. .. cứu chọn tạo giống, xây dựng quy trình kỹ thuật sản xuất tiên tiến cho một số loại rau chủ lực (Cà chua, Dưa chuột, Dưa hấu,Mướp đắng, ớt) phục vụ nội tiêu và xuất khẩu”, giai đoạn 2006 - 2010, tác giả Trần Khắc Thi và cộng sự đã chọn tạo thành công một số dòng dưa chuột đơn tính cái Từ các dòng đơn tính cái này, nhóm tác giả đã chọn tạo thành công hai giống dưa chuột lai F1 CV29 và CV209 Các giống dưa... chế biến muối mặn, dưa chuột đơn tính cái, dưa chuột ưu thế hoa cái đây là nguồn vật liệu quý phục vụ công tác lai tạo giống sau này 2.3.2 Chọn giống ớt cay Nghiên cứu về ớt ở Việt Nam còn hạn chế, chủ yếu là Viện nghiên cứu Rau quả, Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp và một số trường Đại học: như Đại học Nông nghiệp I, Đại học Nông lâm Huế… Tập trung ở lĩnh vực chọn tạo giống, đặc biệt là công tác... Trong chọn tạo giống dưa chuột bằng phương pháp truyền thống, để tạo được dòng thuần cho việc thử khả năng kết hợp chung và kết hợp riêng phải mất từ 7- 8 thế hệ (3- 4 năm), mất rất nhiều thời gian và kinh phí, đồng thời kéo dài thời gian cho công tác chọn tạo giống Bằng phương pháp nuôi cấy hạt phấn dưa chuột sẽ khắc phục nhược điểm của phương pháp chọn tạo giống truyền thống Cây đơn bội kép tạo ra . CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TẠO DÒNG ĐƠN BỘI KÉP (DƯA CHUỘT, ỚT) PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG ƯU THẾ LAI Cơ quan chủ trì đề tài : Viện Nghiên cứu Rau quả Chủ nhiệm đề tài :. công tác chọn tạo giống ưu thế lai phục vụ sản xuất bằng công nghệ đơn bội kép 3 1.2.2. Mục tiêu cụ thể + Quy trình tạo dòng dưa chuột, ớt đơn bội kép + Tạo được 1-2 dòng dưa chuột, ớt. tài: “ Nghiên c ứu tạo dòng đơn bội kép (dưa chuột, ớt) phục vụ chọn tạo giống ưu thế lai . Giai đoạn 2007 – 2010. 1.2. Mục tiêu của đề tài 1.2.1. Mục tiêu chung Tạo được một số dòng ớt,