BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN BÁ PHÚ KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH KHÔNG HỘT VÀ ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI TH ỰC VẬT CỦA QUÝT ĐƯỜNG KHÔNG HỘT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Cần Thơ - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN BÁ PHÚ KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH KHÔNG HỘT VÀ ĐẶC ĐIỂM H ÌNH THÁI TH ỰC VẬT CỦA QUÝT ĐƯỜNG KHÔNG HỘT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành: Khoa học Cây trồng Mã số: 62.62.01.10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS. TS. NGUYỄN BẢO VỆ Cần Thơ - 2013 iii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc _________________ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Nguyễn Bá Phú iv TRANG CẢM TẠ Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS. Nguyễn Bảo Vệ, người đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi và cho những lời khuyên hết sức quý báu để tôi hoàn thành luận án này. Xin chân thành cảm ơn - Ban Giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ. - Ban Chủ nhiệm khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng. - Khoa Sau Đại học, phòng Đào tạo, phòng Quản lý Khoa học và các phòng ban chức năng khác của trường Đại học Cần Thơ. - Quý Thầy Cô, anh chị bộ môn Khoa Học Cây trồng và các đơn vị khác trong khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng. - Quý Thầy Cô, anh chị bộ môn Sinh, khoa Sư Phạm; Viện nghiên cứu và phát triển Công nghệ Sinh học. - Ban Giám đốc và Cán bộ Viên chức sở Khoa học và Công nghệ, sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Vĩnh Long. - Trạm Khuyến nông huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp. - Anh Tư Thiện, Anh Ba Suối và đặc biệt là Anh Huỳnh Thái Bình. - ThS. Trần Thị Bích Vân, ThS. Bùi Thị Cẩm Hường, KS. Hồ Phương Linh, KS. Triệu Văn Quý, KS. Bùi Thị Yến Nhi, KS. Nguyễn Kim Như Vân, KS. Đặng Hải Đăng, KS. Nguyễn Minh Sang, KS. Đoàn Huy Lượng, KS. La Hoàng Châu, KS. Nguyễn Trí Thanh, KS. Trịnh Thị Hương, KS. Huỳnh Văn Hải, KS. Trần Duy, KS. Phạm Ngọc Nhã - Bạn bè và những người mà tôi không thể liệt kê hết trong trang cảm tạ này. Đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận án. Luôn nhớ về Cha mẹ, các em, nhất là vợ và con đã luôn động viên, hỗ trợ và là động lực cho tôi hoàn thành luận án này. Nguyễn Bá Phú v TÓM LƯỢC Đề tài “Khảo sát đặc tính không hột và đặc điểm hình thái thực vật của quýt Đường không hột ở đồng bằng sông Cửu Long” được thực hiện nhằm mục tiêu: (i) Tìm hiểu đặc điểm nhận diện và mối quan hệ của hai cây quýt Đường không hột với nhau và với cây quýt Đường có hột; (ii) Xác định nguyên nhân không hột của hai cây quýt Đường không hột; (iii) Đánh giá sự ổn định của đặc tính không hột theo thời gian, ở ba vùng canh tác thuộc ĐBSCL, trên ba thế hệ tháp và trên các gốc tháp khác nhau; (iv) Tìm hiểu khả năng cho năng suất và chất lượng của quýt Đường không hột ở ĐBSCL. Tổng cộng có 8 khảo sát và 5 thí nghiệm được thực hiện tại Lai Vung - Đồng Tháp, trường Đại Học Cần Thơ - Thành phố Cần Thơ, Trà Ôn - Vĩnh Long từ năm 2007 - 2011. Vật liệu chính là hai cây quýt Đường không hột được phát hiện trong quần thể quýt Đường có hột ở ĐBSCL. Kết quả nghiên cứu cho thấy: (i) Đặc điểm hình thái thực vật về cây, thân cành, lá, hoa và trái của hai cây quýt Đường không hột là giống nhau và không khác với cây quýt Đường có hột. Có thể nhận diện được hai cá thể quýt Đường không hột bằng kỹ thuật RAPD với dấu phân tử DNA. Hai cây quýt Đường không hột có mối quan hệ gần gũi với nhau và gần với quýt Đường có hột; (ii) Đặc điểm tiểu noãn phát triển muộn là nguyên nhân tạo trái hoàn toàn không hột của hai cây quýt Đường không hột; (iii) Đặc tính hoàn toàn không hột được duy trì ổn định theo thời gian, trong điều kiện trồng xen và có thụ phấn chéo với các giống cam quýt khác, ở ba vùng canh tác khác nhau của ĐBSCL, ở ba thế hệ tháp và trên ba loại gốc tháp khác nhau (cam Mật, chanh Tàu và Hạnh); (iv) Quýt Đường không hột có khả năng cho năng suất và chất lượng tốt ở ĐBSCL. Từ khóa: quýt Đường, không hột, tiểu noãn, phát triển, ổn định, hình thái, RAPD, dấu phân tử, gốc tháp, thế hệ, cam Mật, đồng bằng sông Cửu Long … vi SUMMARY Thesis “Study of the seedless characteristic and morphological characteristics of the seedless Duong mandarin in the Mekong Delta” was carried out to: (i) study identification characteristics and relationship of the two seedless Duong mandarin plants to each other and with the normal seedy Duong mandarin plant; (ii) define cause for seedless character of seedless Duong mandarin plants; (iii) evaluate the stability of the seedless characteristic through the croping time, in three cultural regions of Mekong Delta, in three grafting generations and on different rootstocks and (iv) study fruit yield potential and quality of the seedless Duong mandarin in Mekong Delta. The whole study included eight investigations and five experiments laid out at Lai Vung - Dong Thap, Can Tho university - Can Tho city, Tra On - Vinh Long from the year 2007 to 2011. The main materials were the two seedless Duong mandarin discovered among seedy Duong mandarin population in Mekong Delta. The results showed that: (i) The morphology characteristics of tree such as branches, leaves, flowers and fruits of the two seedless Duong mandarin plants were homogeneous and not different to the seedy Duong mandarin plant. It was able to identify the two seedless Duong mandarin plants by RAPD technique with the aid of DNA markers. There was the proximity close relationship between the two seedless Duong mandarin plants and they were closed to the normal seedy Duong mandarin plant; (ii) The cause of producing completely seedless fruits on these two seedless Duong mandarin plants was the “late development” of ovule; (iii) The seedlessness characteristic of the two seedless Duong mandarin plants was stable through croping time in intercrop condition and due to cross pollination with other species of citrus, at three different cultural regions in Mekong Delta, in three grafting generations and on three kinds of rootstocks (Mat orange, Tau lime and Hanh); (iv) These seedless Duong mandarin varieties gave good fruit yield and quality in Mekong Delta. Key words: Duong mandarin, seedless, ovule, development, stable, morphological, RAPD, molecular markers, rootstock, generation, Mat orange, Mekong Delta … vii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa ii Lời cam đoan iii Trang cảm tạ iv Tóm lược v Summary vi Mục lục vii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt ix Danh mục bảng x Danh mục hình xii MỞ ĐẦU 1 Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1 TỔNG QUAN VỀ QUÝT ĐƯỜNG 4 1.1.1 Nguồn gốc 4 1.1.2 Phân loại 4 1.1.3 Sơ lược về quýt Đường 5 1.2 ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI THỰC VẬT QUÝT ĐƯỜNG 6 1.2.1 Đặc điểm rễ 6 1.2.2 Đặc điểm thân 6 1.2.3 Đặc điểm lá 8 1.2.4 Đặc điểm hoa 8 1.2.5 Đặc điểm trái 9 1.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA HẠT PHẤN VÀ TIỂU NOÃN CAM QUÝT 11 1.3.1 Đặc điểm của hạt phấn 11 1.3.2 Đặc điểm của tiểu noãn 12 1.4 SỰ THỤ PHẤN VÀ THỤ TINH Ở CAM QUÝT 14 1.4.1 Sự thụ phấn 14 1.4.2 Sự thụ tinh 18 1.5 ĐẶC TÍNH KHÔNG HỘT Ở CAM QUÝT 20 1.5.1 Trinh quả sinh 23 1.5.2 Nguyên nhân không hột ở cam quýt 26 1.5.2.1 Tam bội 26 1.5.2.2 Tự bất tương hợp 27 1.5.2.3 Bất dục đực 30 1.5.2.4 Bất dục cái 33 1.6 THÁP VÀ ẢNH HƯỞNG GỐC THÁP TRÊN CAM QUÝT 34 1.7 KỸ THUẬT RAPD (RANDOM AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA) 37 Chương 2 - NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 40 2.1.1 Khảo sát đặc điểm hình thái thực vật và quan hệ di truyền 40 2.1.2 Khảo sát đặc điểm hạt phấn và tiểu noãn của quýt Đường không hột.40 viii 2.1.3 Đánh giá sự ổn định của đặc tính không hột ……40 2.1.4 Đánh giá khả năng cho năng suất và chất lượng 41 2.2 ĐỊA ĐIỂM, VẬT LIỆU VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 41 2.2.1 Địa điểm 41 2.2.2 Vật liệu chính 41 2.2.3 Thời gian nghiên cứu 41 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.3.1 Khảo sát đặc điểm hình thái thực vật và quan hệ di truyền của quýt Đường không hột 42 2.3.2 Khảo sát đặc điểm hạt phấn và tiểu noãn của quýt Đường không hột.43 2.3.3 Đánh giá sự ổn định của đặc tính không hột 49 2.3.4 Đánh giá khả năng cho năng suất và chất lượng 52 2.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ THỐNG KÊ 53 Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54 3.1 ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI THỰC VẬT VÀ QUAN HỆ DI TRUYỀN CỦA QUÝT ĐƯỜNG KHÔNG HỘT 54 3.1.1 Đặc điểm cây và thân cành 54 3.1.2 Đặc điểm lá 55 3.1.3 Đặc điểm hoa 57 3.1.4 Đặc điểm trái 63 3.1.5 Xác định mối quan hệ di truyền bằng dấu phân tử DNA 66 3.2 ĐẶC ĐIỂM HẠT PHẤN VÀ TIỂU NOÃN CỦA QUÝT ĐƯỜNG KHÔNG HỘT 72 3.2.1 Đặc điểm của hạt phấn 72 3.2.2 Đặc điểm của tiểu noãn 76 3.2.3 Thảo luận về nguyên nhân không hột 88 3.3 SỰ ỔN ĐỊNH CỦA ĐẶC TÍNH KHÔNG HỘT 91 3.3.1 Sự ổn định đặc tính không hột theo thời gian 91 3.3.2 Sự ổn định đặc tính không hột theo vùng canh tác 92 3.3.3 Sự ổn định của đặc tính không hột theo thế hệ 96 3.3.4 Sự ổn định đặc tính không hột theo gốc tháp 100 3.3.5 Thảo luận về sự ổn định của đặc tính không hột 104 3.4 KHẢ NĂNG CHO NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA QUÝT ĐƯỜNG KHÔNG HỘT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 106 3.4.1 Sự sinh trưởng 106 3.4.2 Năng suất 110 3.4.3 Chất lượng 113 Chương 4 - KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 115 4.1 Kết luận 115 4.2 Đề nghị 115 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ……117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 PHỤ LỤC ix CHỮ VIẾT TẮT DNA Deoxyribo Nucleic Acid ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long RAPD Random Amplified Polymorphic DNA SCAR Sequense Characterized Amplifield Region SSR Simple Sequence Repeat TSKT Tháng sau khi trồng x DANH MỤC BẢNG TT Tên Bảng Trang 3.1 Đặc tính cây và thân cành quýt Đường không hột 54 3.2 Chiều cao, đường kính tán và đường kính gốc của quýt Đường không hột 55 3.3 Hình dạng lá, màu sắc lá và gân lá của quýt Đường không hột 56 3.4 Kích thước lá và số túi dầu/cm 2 lá của quýt Đường không hột 57 3.5 Loại hoa, bao phấn và màu sắc hoa quýt Đường không hột 58 3.6 Kích thước một số bộ phận của hoa quýt Đường không hột 59 3.7 Kích thước và số nhị hoa của quýt Đường không hột 59 3.8 Thời gian từ có nụ đến khi hoa nở và từ hoa nở đến hoa tàn của quýt Đường không hột 60 3.9 Chiều dài (mm) hoa quýt Đường không hột theo thời gian 61 3.10 Đường kính (mm) hoa quýt Đường không hột theo thời gian 62 3.11 Tỷ số chiều dài/ đường kính hoa quýt Đường không hột theo thời gian 63 3.12 Đặc tính bên ngoài trái quýt Đường không hột 63 3.13 Kích thước và trọng lượng của trái quýt Đường không hột 65 3.14 Chiều dày vỏ, số múi và số túi dầu/cm 2 của trái quýt Đường không hột 66 3.15 Bảy đoạn mồi và kết quả khuếch đại 66 3.16 Vị trí băng DNA của sản phẩm PCR-RAPD với các mồi OPH13, SO15, SN20, A02, OPH18, SN06 và A13 của quýt Đường không hột 70 3.17 Số lượng tiểu noãn ở các cở hoa trước khi nở của quýt Đường không hột 76 3.18 Chiều dài tiểu noãn (µm) ở các cở hoa trước khi nở của quýt Đường không hột 77 3.19 Chiều rộng tiểu noãn (µm) ở các cở hoa trước khi nở của quýt Đường không hột 77 3.20 Số lượng tiểu noãn ở các cở hoa sau khi nở của quýt Đường không hột 79 3.21 Chiều dài tiểu noãn (µm) ở các cở hoa sau khi nở của quýt Đường không hột 80 3.22 Chiều rộng tiểu noãn (µm) ở các cở hoa sau khi nở của quýt Đường không hột 81 3.23 Tỷ lệ (%) nướm nhụy hiện diện ống phấn ở thời điểm 3 ngày sau khi thụ phấn bởi những cách thụ phấn khác nhau 84 3.24 Tỷ lệ (%) vòi nhụy (phần trên) hiện diện ống phấn ở thời điểm 3 ngày [...]... đặc điểm hình thái thực vật của quýt Đường không hột ở đồng bằng sông Cửu Long đã được thực hiện, để có cơ sở phát triển một giống quýt Đường không hột mới ở ĐBSCL 2 * Mục tiêu nghiên cứu (i) Tìm hiểu đặc điểm nhận diện và mối quan hệ của hai cây quýt Đường không hột với nhau và với cây quýt Đường có hột (ii) Xác định nguyên nhân không hột của hai cây quýt Đường không hột (iii) Đánh giá sự ổn định của. .. phấn nẩy mầm (%) của quýt Đường không hột 72 Chiều dài ống phấn của quýt Đường không hột 73 Số hột chắc/trái quýt Đường có hột khi được thụ phấn của quýt Đường không hột 74 Số hột lép/trái quýt Đường có hột khi được thụ phấn của quýt Đường không hột 75 Hạt phấn của quýt Đường không hột có thể thụ tinh tạo hột 75 Phẫu diện cắt ngang bầu noãn trước khi hoa nở của quýt Đường không hột; độ phóng đại 100... hột chắc/trái của quýt Đường không hột theo thời gian Số hột lép/trái của quýt Đường không hột theo thời gian Số hột/ trái của quýt Đường không hột được trồng ở 3 vùng canh tác Tỷ lệ đậu trái (%) từ khi hoa nở đến 90 ngày sau khi hoa nở của quýt Đường không hột 3.33 Tổng số trái/cây, trọng lượng trái và năng suất của quýt Đường không hột 3.34 Màu thịt trái, tim trái và mùi vị trái quýt Đường không hột. .. Lá của quýt Đường không hột 56 Hoa của quýt Đường không hột 58 Dạng trái quýt Đường không hột 64 Phổ điện di sản phẩm PCR với mồi A13 của quýt Đường không hột 67 Phổ điện di sản phẩm PCR với các mồi OPH13, SO15 và SN20 của quýt Đường không hột 67 Phổ điện di sản phẩm PCR với các mồi A02, OPH18 và SN06 của quýt Đường không hột 69 Giản đồ nhánh của quýt Đường không hột 71 Tỷ lệ hạt phấn nẩy mầm (%) của. .. khoảng 4 tháng tuổi của quýt Đường không hột số 1 được tháp trên 3 loại gốc tháp 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 3.32 Đường kính gốc tháp của quýt Đường không hột theo thời gian Đường kính thân tháp của quýt Đường không hột theo thời gian Tỷ số thân tháp/gốc tháp của quýt Đường không hột theo thời gian Chiều cao cây của quýt Đường không hột theo thời gian Chiều rộng tán của quýt Đường không hột theo thời gian... hột hay ít hột (nhỏ hơn 5 hột) Do đó, trường Đại Học Cần Thơ đã hợp tác với Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Vĩnh Long khảo sát truy tìm cây cam Sành và quýt Đường không hột ở ĐBSCL Kết quả đề tài đã phát hiện được hai cây quýt Đường không hột trong quần thể quýt Đường có hột ở xã Tân Phước, huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp (Nguyễn Bảo Vệ và ctv., 2007) [13] Vì vậy, đề tài Khảo sát đặc tính không hột và đặc. .. cam quýt (Đồng Tháp, Cần Thơ, Vĩnh Long) ở ĐBSCL - Trong thời gian từ 2007 đến 2011 - Khảo sát đặc điểm hình thái thực vật, mối quan hệ di truyền bằng kỹ thuật RAPD, đặc điểm của hạt phấn và tiểu noãn, sự ổn định đặc tính không hột (theo thời gian, ở ba vùng canh tác, ở ba thế hệ tháp và trên ba gốc tháp khác nhau (cam Mật, chanh Tàu và Hạnh), khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng trái của quýt. .. năng ổn định của đặc tính không hột của hai cây quýt Đường không hột, các đặc điểm khác về cơ bản không khác biệt với cây quýt Đường có hột Là cơ sở khoa học cho việc sớm phát triển giống cây trồng quý trong sản xuất * Đối tượng và phạm vi nghiên cứu + Đối tượng nghiên cứu Hai cá thể quýt Đường không hột được phát hiện ở ĐBSCL + Phạm vi nghiên cứu - Khảo sát trên cây mẹ và đời con được tháp bằng mắt tháp... ngang bầu noãn hoa nở của quýt Đường không hột ở 3 thế hệ tháp, độ phóng đại 100 lần 3.23 Phẫu diện cắt ngang bầu noãn hoa 3 ngày sau nở (hoa tàn) của quýt Đường không hột ở 3 thế hệ tháp, độ phóng đại 100 lần 3.24 Phẫu diện cắt ngang trái khoảng 4 tháng tuổi qua 3 thế hệ tháp của quýt Đường không hột 3.25 Phẫu diện cắt ngang bầu noãn hoa nở và 3 ngày sau nở của quýt Đường không hột số 1 trên 3 loại... điểm hình thái thực vật về cây, thân cành, lá, hoa và trái giống nhau và không khác biệt với cây quýt Đường có hột Có mối quan hệ di truyền gần gũi với nhau và gần với quýt Đường có hột Có thể nhận diện bằng kỹ thuật RAPD với dấu phân tử DNA Hạt phấn hữu dục bình thường Đặc tính không hột không phải là tự bất tương hợp Đặc điểm tiểu noãn phát triển muộn là nguyên nhân tạo trái không hột của hai cây quýt . Khảo sát đặc tính không hột và đặc điểm hình thái thực vật của quýt Đường không hột ở đồng bằng sông Cửu Long được thực hiện nhằm mục tiêu: (i) Tìm hiểu đặc điểm nhận diện và mối quan hệ của. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN BÁ PHÚ KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH KHÔNG HỘT VÀ ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI TH ỰC VẬT CỦA QUÝT ĐƯỜNG KHÔNG HỘT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ. có hột ở xã Tân Phước, huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp (Nguyễn Bảo Vệ và ctv., 2007) [13]. Vì vậy, đề tài Khảo sát đặc tính không hột và đặc điểm hình thái thực vật của quýt Đường không hột ở đồng