Khoá luận tốt nghiệp Lời cảm ơn Để hoàn thành đợc đề tài này ngoài sự nỗ lực cố gắng của bản thân, tôi còn nhận đợc sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo Th.S. Nguyễn Đình Châu, ngời đã trực tiếp hớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm việc. Đồng thời tôi muốn tỏ lòng biết ơn của mình đến các thầy cô giáo trong tổ Di truyền Phơng pháp Vi sinh trong khoa sinh học. Các thầy cô giáo phụ trách phòng thí nghiệm và gia đình bác Minh cán bộ xã Xuân Giang Nghi Xuân Hà Tĩnh, gia đình và bạn bè tôi đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Do thời gian nghiên cứu không nhiều và hạn chế của bản thân nên đề tài không tránh khỏi khiếm khuyết. Tôi rất mong nhận đợc sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn để đề tài hoàn thiện hơn. Tôi xin trân thành cảm ơn! Vinh, tháng 12 năm 2005 Tác giả Đỗ Vũ Thu Thảo Đỗ Vũ thu Thảo Di truyền - Vi sinh 1 Khoá luận tốt nghiệp Mở đầu Lý do chọn đề tài Cây lạc (Arachis hypogeae L.) thuộc bộ đậu (Fabaceae) là một trong những cây đậu đỗ quan trọng không chỉ ở Việt Nam mà còn ở nhiều n ớc trên thế giới, nó đợc trồng ở khắp 40 nớc trên thế giới, phân bố từ 40 vĩ độ nam đến 40 vĩ độ bắc. Cây lạc là cây lấy dầu, cây có giá trị kinh tế cao và là nguồn cung cấp chất dinh dỡng cho ngời và gia súc, nó chiếm vị trí quan trọng trong nền nông nghiệp nớc ta nói chung và các tỉnh miền trung nói riêng. Cây lạc đợc Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôn xác định là một trong những cây trọng điểm trong chơng trình phát triển nông nghiệp và nông thôn ở nớc ta. Trong những năm gần đây cây lạc đang đợc quan tâm do giá trị dinh dỡng, giá trị kinh tế của nó, tiềm năng phát triển của cây lạc ở Việt Nam còn rất lớn, diện tích lạc của nớc ta có thể lên đến 40-50 vạn ha. Cây lạc là nguồn cung cấp chất dinh dỡng cho ngời, hạt lạc chiếm 44-56% lipit, 20-25% protein, ngoài ra còn có rất nhiều vitamin và một số khoáng chất khác. Lạc là nguồn thức ăn tốt cho chăn nuôi, thân và lá lạc tơi chứa 0,3% protein vừa là nguồn thức ăn tốt cho gia súc, vừa là nguồn phân xanh có giá trị về số lợng và chất lợng, khô dầu lạc là nguồn thức ăn tốt cho lợn và bò sữa. Ngoài ra lạc còn có tác dụng cải tạo đất, sau khi thu hoạch lạc còn để lại cho đất một lợng đạm khá lớn do nốt sần của bộ rễ có chứa vi khuẩn cố định đạm Rhibobium có khả năng cố định đạm khí trời, góp phần cải tạo đất và tạo sự cân bằng sinh thái công nghiệp. Đỗ Vũ thu Thảo Di truyền - Vi sinh 2 Khoá luận tốt nghiệp Lạc là cây công nghiệp ngắn ngày, dễ chăm bón, dễ canh tác, nó thích hợp với nhiều loại đất kể cả vùng đồi, trồng lạc có tác dụng chống xói mòn, cải tạo đất tốt. Vì thời gian sinh trởng tơng đối ngắn nên có khả năng tăng vụ, trồng luân canh, xen canh với các cây trồng khác. Nghi Xuân Hà Tĩnh là một vùng đất thích hợp cho sự sinh trởng và phát triển của cây lạc. Ngời dân Việt Nam nói chung và nhân dân Hà Tĩnh nói riêng đã trồng lạc từ rất lâu. Mặc dù năng suất lạc bình quân nớc ta hiện nay khoảng 1500kg/ha đã đạt mức xấp xỉ năng suất bình quân của thế giới. Tuy nhiên vẫn còn thấp so với nhiều nớc trên thế giới và các nớc trong vùng. Miền trung thờng có khí hậu khắc nghiệt. Điều kiện đó đã khiến cây cối và động vật khó phát triển tốt. Vả lại ngời nông dân trình độ kỹ thuật còn hạn chế, việc tiếp cận tiến bộ khoa học còn chậm, nên việc sử dụng giống cao sản, chọn giống mới, phục tráng giống cũ còn gặp nhiều khó khăn. Để đáp ứng nhu cầu cung cấp nguồn dinh dỡng giàu giá trị này, để đa những tiến bộ khoa học về với nhân dân tạo điều kiện để tăng thu nhập về cây lạc nên chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu một số đặc điểm di truyền của 3 giống lạc L 08 , L 20 , V 79 trồng tại xã Xuân Giang huyện Nghi Xuân Hà Tĩnh . Mục đích của đề tài 1- Theo dõi một số đặc điểm về hình thái, sinh lý, sinh trởng, phát triển năng suất của 3 giống lạc L 08 , L 20 , V 79 . 2- Xác định một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hoá của 3 giống lạc nghiên cứu. 3- Rèn luyện cho bản thân một số kỹ năng thí nghiệm, đọc tổng kết tài liệu về lĩnh vực nghiên cứu, đồng thời làm quen với phơng pháp nghiên cứu. Đỗ Vũ thu Thảo Di truyền - Vi sinh 3 Khoá luận tốt nghiệp Phần I Tổng quan tài liệu nghiên cứu cây lạc 1. Nguồn gốc cây lạc (Arachis hy pogeae L). ở thế kỷ 19 nhiều tác giả cho rằng cây lạc có nguồn gốc từ Châu Phi. Căn cứ vào sự mô tả của Theophraste và Pline gọi cây Arachidua để gọi một cây thuộc họ đậu có phần dới đất ăn đợc, chúng đợc trồng ở Ai Cập và một số vung Địa Trung Hải [6] Đầu thế kỷ XX các nhà khoa học mới khẳng định Arachidua không phải cây lạc mà là cây Latirus tuberosa. Cho đến ngày nay có nhiều quan điểm khác nhau về nguồn gốc cây lạc. Ngày nay căn cứ trên các cây lạc, về ngôn ngữ học về sự phân bố các kiểu giống lạc, mặc dù trên thế giới hiện nay không tìm thấy loại Arachishy pogeae (lạc trồng). ở trạng thái hoang dại ngời ta đã khẳng định Arachishy pogeae có nguồn gốc từ Nam Mỹ [6] [8] Năm 1753 C.Line nhà phân loại thực vật học đã mô tả cụ thể và phân loại nó, đồng thời đặt tên khoa học là Arachishy pogeae [6] Theo Lê Song Dự, 1979 lạc du nhập và nớc ta từ Trung Quốc khoảng thế kỷ XVII, XVIII. Từ thế kỳ XVI về sau, các nhà truyền giáo Bồ Đào Nha, Hà Lan, Tây Ban Nha đến giảng đạo ở vùng Trung Bộ, có thể đây là cơ hội để lạc từ Châu Âu vào các tỉnh Nghệ An Hà Tĩnh [6] [8]. 2. Giá trị cây lạc. 2.1. Giá trị dinh dỡng. Quả lạc gồm có vỏ quả, vỏ lụa, mầm và lá mầm. Tỷ lệ phần trăm cấu tạo qủa thay đổi theo giống và điều kiện ngoại cảnh. Đỗ Vũ thu Thảo Di truyền - Vi sinh 4 Khoá luận tốt nghiệp Bảng 1: Theo Nguyễn Danh Đông Thành phần dinh d ỡng của lạc Thành phần % Vỏ quả Vỏ lụa Mầm lạc Lá mầm Gluxít 80-90 Protein 4-7 13 27 30 Li pít 2-3 1 42 50 Xenlulo 18 Khoáng 2 Tinh bột Sắc tố và tamin 7 Thành phần hoá học trung bình của lạc khoảng 22%-26% Protein, 45%-50% dầu (Lipít), là nguồn bổ sung đạm, chất béo, vitamin, chất khoáng quan trọng cho ngời [6] Lạc trên thế giới có đến 80% dùng để chế biến dầu ăn, trên 12% dùng để chế biến bánh, mứt, bơ, kẹo, khoảng 6% dùng cho chăn nuôi. Trong đó Việt Nam dùng lạc cho xuất khẩu khoảng 70%, lạc là giống cây trồng thu ngoại tệ quan trọng. Rễ lạc có chứa rất nhiều nốt sần làm giàu đạm cho đất nên lá cây cải tại đất lý tởng trong chế độ canh tac, luân canh, trồng xen canh với cây trồng khác [6],[8]. 2.2. Vai trò của lạc trong hệ sinh thái. Cây lạc có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái và cây có khả năng tổng hợp đợc đạm từ nitơ khí trời, nhờ đó mà có khả năng cải tạo đất làm tăng hàm lợng đạm trong đất, do rễ lạc có nhiều nốt sần chứa loại vi khuẩn cố định đạm Rhirobium, nó làm tăng lợng đạm dự trữ trong đất, làm giàu thêm nguồn dinh dỡng cho đất trồng. Đỗ Vũ thu Thảo Di truyền - Vi sinh 5 Khoá luận tốt nghiệp 3. Tình hình sản xuất lạc trên thế giới, Việt Nam và Hà Tĩnh. 3.1. Tình hình sản xuất lạc trên thế giới. Do lạc có giá trị dinh dỡng lớn nên sản lợng lạc trên thế giới không ngừng gia tăng, chỉ tính riêng năm 1948-1949 sản lợng lạc của thế giới là 9 triệu tấn. Năm 1863-1964 là 1,5 triệu tấn, năm 1969-1970 là 17,392 triệu tấn còn năm 1997 là 19,153 triệu tấn. Nếu chỉ tính riêng 1990-1991 và năm 2000-2001 ở một số nớc đạt kết quả cho thấy ở bảng sau: Bảng 2: Tình hình sản xuất lạc ở thế giới 1990-1991 và 2000-2001 Năm Nớc 1990-1991 2000-2001 Diện tích (triệu/ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lơng (triệu tấn) Diện tích (triệu/ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lơng (triệu tấn) Thế giới 20,135 1,156 23,280 21,350 1,430 30,530 Trung Quốc 2,941 2,187 6,432 4,050 2,870 12,500 ấn Độ 8,297 0,920 7,622 7,500 0,960 7,200 Mỹ 0,732 2,232 1,634 0,590 2,870 1,093 Idonexi 0,635 1,659 1,054 0,650 1,540 1,000 Xinegal 0,914 0,770 0,703 0,620 1,110 0,688 Việt Nam 0,201 1,060 0,214 0,270 1,440 0,389 Qua bảng ta thấy tình hình sản xuất lạc của thế giới năm 2000 2001 tăng hơn năm 1990 1991 một cách đáng kể. - Về diện tích: Năm 19901991 có 20,135 triệu ha, năm 2000 2001 tăng lên 21,350 triệu ha. - Về năng xuất: Năm 19901991 đạt 1,156 tấn/ha, năm 2000 2001 tăng lên 1,430 tấn/ha. - Về sản lợng: Năm 19901991 đạt đợc 23,280 triệu tấn, năm 20002001tăng lên 30,530 triệu tấn. Đỗ Vũ thu Thảo Di truyền - Vi sinh 6 Khoá luận tốt nghiệp - Vậy nhìn chung, nớc ấn Độ có diện tích cao, năm 1990 1991 diện tích trồng lạc của ấn Độ 8,287 triệu ha và sản lợng là 7,622 triệu tấn. Đến năm 20002001 diện tích giảm xuống còn 7,500 triệu ha nhng sản l- ợng vẫn giữ ở mức 7,200 triệu tấn. - Trung Quốc, diện tích đất trồng lạc năm 19901991 chỉ có 2,941 triệu ha sản lợng đạt tới 6,432 triệu tấn. Năm 20002001 diện tích đất trồng lạc 4,050 triệu ha và sản lợng lên tới 12,500 triệu tấn chiếm tỉ lệ cao nhất so với thế giới. Nhìn chung: Sản lợng lạc năm 19901991 ấn Độ cao nhất là 7,622 triệu tấn sau đó đến Trung Quốc 6,432 triệu tấn, Mỹ 1,634 triệu tấn. Đến năm 20002001 sản lợng lạc Trung Quốc đứng thứ nhất với 12,500 triệu tấn, sau đó là ấn Độ 7,200 triệu tấn tiếp theo là Mỹ 1,093 tấn. 3.2. Tình hình sản xuất lạc ở Việt Nam. Trong hơn 25 nớc trồng lạc ở châu á, Việt Nam là nớc đứng thứ năm về sản xuất lạc ấn Độ, Trung Quốc, Inđonexia, Mianma.[6] [8] Vào những năm 1985 đến năm 1990 sản lợng lạc cả nớc là 218 ngàn tấn, tăng lên 322,6 ngàn tấn năm 1995. Sản xuất lạc ở Việt Nam có thể chia thành 5 vùng chính: Vùng Bắc Bộ (50 nghìn ha), Khu IV cũ và Duyên hải Trung Bộ (65 nghìn ha), Tây Nguyên (20 nghìn ha).[6],[8]. Đỗ Vũ thu Thảo Di truyền - Vi sinh 7 Khoá luận tốt nghiệp Bảng 3: Theo niên giám thống kê Việt Nam thì tình hình sản xuất và xuất khẩu lạc ở Việt Nam nh sau. Năm Chỉ tiêu 1991 1992 1993 1995 1995 Diện tích (nghìn ha) 210,9 217,3 240,0 259,0 269,14 Diện tích (nghìn ha) 11,9 10,4 10,7 12,8 14,3 Nang xuất (tạ/ha) 234,8 226,7 239,7 322,6 385,2 Xuất khẩu (nghìn ha) 78,9 62,8 85,1 Giá trị xuất khuẩu USD/tấn 618,0 520,0 582,0 Năm 1998 diện tích trồng lạc của nợc ta cao nhất và đạt 269,4 nghìn ha, năng suất bình quân14,3 tạ/ha. Theo kế hoạch nhà nớc ta dự kiến đa sản lợng lạc cả nớc ta lên 900 nghìn tấn năm 2010 đáp ứng nhu cầu trong nớc và xuất khẩu. Muốn nh vậy, chúng ta phải mở rộng diện tích của cả nớc tới 400 nghìn ha vào những năm tới và năm 2010 với năng xuất đạt bình quân 1520 tạ/ha. ở vùng có điều kiện thâm canh phải đạt từ 2530 tạ/ha. 3.3. Tình hình sản xuất lạc ở Hà Tĩnh. Hà Tĩnh là tỉnh vừa tách ra khỏi tỉnh Nghệ Tĩnh, sau khi tái lập tỉnh (1991) Hà Tĩnh gặp rất nhiều khó khăn do cơ sở vật chất nghèo nàn, thiên tai bão lũ thờng xuyên xảy ra, đất đai cha đợc khai thác, sử dụng còn nhiều, cha thật mạnh dạn đa các tiến bộ khoa học và sản xuất. Do vậy, diện tích cũng nh năng suất lạc ở Hà Tĩnh cũng nh nông sản khác còn rất thấp. Tuy nhiên trong những năm gần đây tình hình sản xuất lạc đã đợc nâng cao, hoà nhịp với sự tăng trởng của cả nớc. Trong khi Nghệ An, Thanh Hoá và rất nhiều tỉnh khác đã áp dụng phơng pháp phủ nilon trong gieo trồng vụ đông và đạt năng suất cao thì đến vụ đông năm 2003-2004 Hà Tĩnh mới đa vào trong sản xuất và thử nghiệm lần đầu tiên trên đất canh tác thuộc xã Xuân Giang Nghi xuân Đỗ Vũ thu Thảo Di truyền - Vi sinh 8 Khoá luận tốt nghiệp Hà Tĩnh với một số xã khác ở huyện Nghi Xuân nh xã Xuân An năm 2005 đã áp dụng kỹ thuật phủ nilon với 3 giống lạc L 08 , L 20 , V 79 . Năm 1997 ngành nông nghiệp đã đa giống VĐ 2 , V 79 vào sản xuất đại trà với khả năng sinh trởng nhanh, đạt năng suất 5 tấn/ha. Trong những năm gần đây diện tích trồng lạc đã đạt đợc mở rộng, đồng thời năng suất lạc cũng đợc nâng lên, do có sự đầu t về giống và kỹ thuật sản xuất, gieo trồng. Tuy nhiên năng suất lạc giữa các năm ch a có những bớc tiến đáng kể. Vì vậy, hy vọng trong những năm tới đây với sự đầu t, quan tâm đúng mức của tỉnh trong vấn đề cấp vốn, áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật đa giống mới vào sản xuất đại trà, luân canh tăng vụ đã tạo nên bớc nhảy vọt trong sản xuất lạc ở Nghi Xuân nói riêng và ở tỉnh Hà Tĩnh nói chung nhằm góp phần vào việc tăng trởng kinh tế, đa đời sống của ngời nông dân lên cao. 4. Sự sinh trởng và phát triển của cây lạc. 4.1. Sự nẩy mầm và ngủ nghỉ của hạt lạc. Là giai đoạn đầu tiên của đời sống cây lạc nó gồm 3 giai đoạn - Sự hút nớc của hạt. - Hoạt động của men phân giải. - Sự nẩy mầm của hạt. + Sự hút nớc của hat: Hạt lạc hút 1 lợng nớc lớn để nẩy mầm, hoạt hoá các men, hạt lạc có thể hút lợng nớc bằng 60-65% trọng lợng hạt điều kiện tốt cho hạt nẩy mầm là độ ẩm 100%, nhiệt độ khoảng 30 0 C[6]. Giai đoạn ngủ nghỉ của hạt lạc là giai đoạn lạc sống dới dạng tiềm sinh. Nguyên nhân gây ra hiện tợng ngủ nghỉ là do vỏ lạc không thấm nớc, sự bền vững cơ học của vỏ lạc, khó thấm O 2 , phôi phát triển cha hoàn chỉnh, phôi cha đủ phát triển hoặc ngủ nghỉ. Sự ngủ nghỉ của hạt lạc là đặc điểm di truyền có ảnh hởng đến tỷ lệ nảy mầm và sức sống của hạt. + Hoạt hoá các men phân giải. Đỗ Vũ thu Thảo Di truyền - Vi sinh 9 Khoá luận tốt nghiệp Sau khi hút đủ nớc để tạo điều kiện cho các enzin bắt đầu hoạt động. Trong hệ thống men hoạt động trong hạt, quan trọng nhất là các men lipaza và proteaza. Lipaza thuỷ phân lipit sau đó chuyển hoá đờng thành glucoza, sự phân giải xảy ra chủ yếu ở nội nhũ của hạt để tổng hợp protein cấu tạo nên cây con và giải phóng năng lợng để sử dụng trong hoạt động sống. Quá trình tạo thành glucoza từ lipít đòi hỏi lợng lớn oxi, nguồn oxi ngoài lấy từ glucoza và lipít thì nó còn lấy từ môi tr ờng nhờ quá trình hô hấp của hạt [6],[8]. + Sự nẩy mầm của hạt. Nhờ có các phản ứng hoá sinh trên, hạt mới có thể nảy mầm đợc. Biểu hiện là trục phôi dài ra, đâm thủng vỏ hạt lộ ra ngoài. Trong điều kiện thuận lợi, chỉ khoảng 3040 giờ sau khi gieo đã có thể quan sát đợc trục phôi này. Trục phôi dài ra sau 4 ngày có thể đạt 23 cm và thấy rõ phần cổ rễ. Phần dới cổ rễ là rễ, trên cổ rễ là thân dới lá mầm. ở lạc sự nảy mầm diễn ra theo kiểu nâng hạt, lá mầm dần dần đợc nâng lên khỏi mặt đất. [5] Sức nảy mầm và tỉ lệ nảy mầm có quan hệ nhiều đến năng suất của lạc. [7] 4.2. Sự phát triển thân, cành. 4.2.1. Sự phát triển của thân. Chiều cao của thân phụ thuộc vào đặc điểm di truyền của từng giống lạc và điều kiện ngoại cảnh. Thân lạc có thể đạt tới chiều cao 2cm dạng đứng đạt 25 40cm, dạng bụi có chiều cao đạt 70 150cm, dạng bò có chiều cao đạt 100 150cm [6],[8]. Tốc độ sinh trởng của chiều cao thân tăng dần từ khi mọc cho đến khi đâm tia rộ hình thành quả, giảm cho tới khi thu hoạch. Chiều cao thân lạc là chỉ tiêu đánh giá tốc độ sinh trởng và khả năng cho năng suất. Cây lạc sinh trởng tốt thờng có chiều cao thích hợp, cân đối với các bộ phận sinh dỡng khác. Đỗ Vũ thu Thảo Di truyền - Vi sinh 10 . cây lạc nên chúng tôi chọn đề tài: Nghi n cứu một số đặc điểm di truyền của 3 giống lạc L 08 , L 20 , V 79 trồng tại xã Xuân Giang huyện Nghi Xuân Hà Tĩnh. lạc L08 , L20 , V79. 1.2 Địa điểm gieo trồng. - Xóm An Tiên-Xã Xuân Giang- Huyện Nghi Xuân -Hà Tĩnh. 1.3 Địa điểm nghi n cứu. -Tại phòng thí nghi m Di truyền