MỞ ĐẦU * Tính cấp thiết của đề tài Trái cam quýt (Citrus) không hột đang được thị trường trong và ngoài nước ưa chuộng. Trên cam quýt, trái không hột hoặc ít hột thường do giống trồng có nhiễm sắc thể là tam bội, do sự bất dục đực hoặc noãn bất dục hoặc do sự bất tương hợp trong đó có sự bất tương hợp do tự thụ phấn (Jackson và Futch, 1997; Jackson và Gmitter, 1997) [72] [71]. Trên thế giới, hầu hết các giống cam quýt trồng được chọn lọc từ những đột biến tự nhiên và chỉ một tỷ lệ nhỏ được tạo ra từ các chương trình lai tạo. Trên thị trường thế giới cũng đã xuất hiện nhiều loại cam quýt không hột được chọn lọc từ đột biến tự nhiên như: cam Navel, quýt Satsuma (Vũ Công Hậu, 1996) [40] và một số loại cây không hột trong nước đã được phát hiện như: bưởi Năm Roi, cam Mật không hột (Trần Thị Oanh Yến và ctv., 2005) [35]. Cam sành và quýt Đường thích nghi tốt ở điều kiện đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), cây cho năng suất cao, phẩm chất ngon, bán được giá nên được người dân trồng nhiều, nhưng trái có nhiều hột đã hạn chế phần nào việc tiêu thụ trái tươi. Trong các nghiên cứu về trái cam Sành và quýt Đường đã ghi nhận được nhiều trường hợp có trái không 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 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. * 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. 2 (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. * Tính mới của đề tài Một nghiên cứu trên vật liệu mới, là hai cây quýt Đường không hột được phát hiện trong quần thể quýt Đường có hột ở ĐBSCL. Đặc điểm tiểu noãn phát triển muộn là nguyên nhân tạo trái hoàn toàn không hột của hai cây quýt Đường không hột, là một đặc điểm giúp tạo trái cam quýt không hột lần đầu tiên được ghi nhận ở Việt Nam. Có thể nhận diện được hai cây quýt Đường không hột bằng kỹ thuật RAPD với dấu phân tử DNA. * Những đóng góp của đề tài + Ý nghĩa khoa học Cung cấp thông tin khá hoàn chỉnh về hai cây quýt Đường không hột được phát hiện ở ĐBSCL. Đặc 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 Đường không hột. Đặc tính hoàn toàn không hột ổn định theo tuổi cây (thời gian), trong điều kiện trồng xen và có thụ phấn chéo với các giống cam quýt khác, ở các vùng canh tác khác nhau, ở ba thế hệ tháp và trên ba loại gốc tháp khác nhau (cam Mật, chanh Tàu và Hạnh). Quýt Đường không hột có khả năng cho năng suất và chất lượng tốt ở ĐBSCL. 3 + Ý nghĩa thực tiễn Trong thời gian 5 năm, kết quả nghiên cứu đã giúp xác định nhanh khả 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 là 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. - Trong 3 vùng canh tác 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 Đường không hột. * Bố cục của luận án Luận án dày 131 trang, gồm 4 chương với 35 bảng, 34 hình và 3 phụ lục. Có 152 tài liệu tham khảo được sử dụng. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ QUÝT ĐƯỜNG Nguyễn Bảo Vệ và Lê Thanh Phong (2004) [12] cho rằng quýt Đường thuộc chi Citrus, nhóm nhỏ Eucitrus, họ Rutaceae và họ phụ Aurantioideae. Ở ĐBSCL, quýt Đường là một trong những giống quýt có chất lượng ngon, nổi tiếng của vùng, với tổng diện tích khoảng 9.640 ha, chiếm 20 - 30% diện tích cam quýt, được trồng tập trung tại Lai 4 Vung - Đồng Tháp, Phụng Hiệp - Hậu Giang, Trà Ôn - Vĩnh Long, Cái Bè - Tiền Giang, Càng Long - Trà Vinh và rải rác một số tỉnh khác (Đỗ Minh Hiền, 2008) [2]. 1.2 ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI THỰC VẬT QUÝT ĐƯỜNG Khi cây quýt Đường được 5 năm tuổi có chiều cao trung bình là 4,1 m (Trần Thượng Tuấn và ctv., 1999) [38]. Theo Trần Thế Tục và ctv. (1998) [32] và Đường Hồng Dật (2003) [4], quýt Đường có tán thưa, hướng ngọn và phân cành nhiều, đường kính tán là 2,5 m. Trần Thượng Tuấn và ctv. (1999) [38] cho rằng lá quýt Đường thuộc lá đơn, không rụng theo mùa, phiến lá có màu xanh, dạng lá hình mác. Theo Phạm Hoàng Hộ (2003) [22], lá quýt Đường có cuống không cánh, phiến lá có nhiều túi tinh dầu dễ thấy. Các loài quýt thường có đuôi lá chẻ lõm xuống ở phía mút lá (Đường Hồng Dật, 2000 [3] Hoa cam quýt thuộc loại hoa đơn hay chùm, mọc từ nách lá, thường là hoa lưỡng tính (Trần Thượng Tuấn và ctv., 1994; Nguyễn Bảo Vệ và Lê Thanh Phong, 2004; Trần Văn Hâu, 2009) [37] [12] [39]. Hoa lúc trổ có chiều dài từ 1,3 - 1,5 cm, lá đài có 5 lá. Tràng hoa có 5 cánh hoa màu trắng luân phiên với các lá đài, cánh hoa dày, gắn xen kẽ với nhau. Theo Phạm Hoàng Hộ (2003) [22], quýt Đường có trái tròn, to hơi dẹp, đáy có núm, quả bì mỏng. Trái quýt Đường khi chín vỏ trái có màu vàng tươi, láng. Mỗi trái trung bình có khoảng 10,7 múi, dễ tách rời nhau, có thể lột vỏ và tách múi bằng tay dễ dàng. 1.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA HẠT PHẤN VÀ TIỂU NOÃN CAM QUÝT Hạt phấn khi cắt ngang quan sát thấy bên ngoài là vách của hạt phấn gồm hai lớp màng: màng ngoài và màng trong. Theo Hà Thị Lệ Ánh (2005) [5], trong vách là tế bào chất với hai nhân: nhân sinh dưỡng tròn, to, sẽ nẩy mầm để tạo ống phấn sau này và nhân sinh dục nhỏ hơn, hình bầu dục sẽ phân cắt cho hai tinh trùng. Spiegel-Roy và Goldschmidt (1996) [125] cho rằng tiểu noãn của cam quýt có kiểu đính dạng noãn ngược, với lỗ noãn đối diện với trục của bầu noãn. Tiểu noãn chín bao gồm cuống noãn, phôi tâm, túi phôi có tám nhân và hai lớp vỏ tiểu noãn. Theo Jackson và Gmitter 5 (1997) [71], đặc điểm trưởng thành (thành thục, chín) sớm hay muộn của tiểu noãn phụ thuộc chủ yếu vào giống. Đặc điểm này có thể bị ảnh hưởng bởi một số tác nhân bên trong và bên ngoài. 1.4 SỰ THỤ PHẤN VÀ THỤ TINH Ở CAM QUÝT Các hạt phấn được gió thổi hoặc được côn trùng mang tới nướm nhụy trên cùng một hoa hoặc trên hoa khác gọi là sự thụ phấn. Các phân tử tạo thành bề mặt hạt phấn tác động qua lại với protein và polysaccharide trên nướm nhụy và nếu chúng tương hợp hạt phấn sẽ bị kích thích để bắt đầu sinh trưởng (nẩy mầm), ống phấn nẩy mầm và đâm thủng vào túi phôi bên trong noãn. Theo Phan Kim Ngọc và Hồ Huỳnh Thùy Dương (2000) [25], thụ tinh là kết quả bởi sự hợp nhất của một nhân tinh trùng và một nhân trứng. Sự thụ tinh xảy ra sau khi thụ phấn. Khi ống phấn chui vào lỗ noãn, hai tế bào tinh tử động thoát ra qua lỗ noãn, hai tế bào tinh tử thoát ra qua một lỗ ở trên vách của ống phấn: một tinh tử động hòa lẫn với noãn, tạo thành một hợp tử có nhân lưỡng bội; tế bào tinh tử động thứ hai xuyên sâu vào tế bào trung tâm lớn chứa hai nhân cực, cả ba nhân này kết hợp lại với nhau tạo ra nhân tam bội, tế bào nội nhũ tam bội sẽ phát triển thành nội nhũ, nguồn dinh dưỡng đầu tiên cho cây phôi. Toàn bộ hiện tượng trên được gọi là hiện tượng thụ tinh kép (Spiegel-Roy và Goldschmidt, 1996) [125]. 1.5 ĐẶC TÍNH KHÔNG HỘT Ở CAM QUÝT Đặc tính không hột là một đặc điểm quý của trái cây nói chung và cam quýt (Citrus) nói riêng vì đó là đặc tính mong muốn của thị trường trái tươi và ngay cả ngành chế biến nước ép. Đặc tính không hột của cam quýt có nhiều yếu tố chi phối và còn chịu ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường. Sự tạo trái không hột có thể hoàn toàn và không hoàn toàn, tức có thể hoàn toàn không có hột hay số lượng hột giảm đi nhiều. Hiện tượng tự trinh quả sinh (autonomic parthenocarpus) là hiện tượng tạo trái không hột mà không cần có sự thụ phấn, thụ tinh xảy ra nhưng trái vẫn đậu mà không cần sự kích thích bên ngoài (Spiegel-Roy và Goldschmidt, 1996) [125]. Trên cam quýt, sự bất dục mạnh kết hợp với khả năng trinh quả sinh là điều kiện cần thiết 6 cho sản xuất trái không hột (Ollitrault và ctv. 2007) [101]. Vì tuy có khả năng bất dục nhưng nếu không có khả năng trinh quả sinh thì không thể sản xuất trái không hột. Ollitrault và ctv. (2007) [101] cho rằng tự trinh sinh tạo nên trái không hột không do bất cứ một tác nhân kích thích nào (sự thụ phấn) là loại trinh sinh chủ yếu trên cam quýt. Theo Ollitrault và ctv. (2007) [101], vài giống bất dục đực và tự bất tương hợp không thể cho trái không hột do không có khả năng trinh sinh. Vì vậy, khả năng trinh sinh là đặc điểm không thể thiếu để sản xuất trái không hột và đặc điểm này dường như hiện diện phổ biến trên cam quýt. Mooney (1997) [89] nhận thấy rằng giống cam quýt tam bội có tiềm năng thương mại lớn vì mức độ không hột cao, tuy nhiên tần số xuất hiện cây tam bội trong tự nhiên là rất thấp. Reed (2003) [113] cho rằng tự bất tương hợp là sự mất chức năng của giao tử đực và cái để tạo thành hột khi tự thụ phấn, sự không phù hợp của giao tử đực cùng loài trên nướm nhụy, hoặc sự ngăn cản quá trình vươn dài của hạt phấn cùng loài trong vòi nhụy. Sự tự bất tương hợp sẽ tạo ra trái không hột khi được trồng cách ly với những cây trồng khác. Tự bất dục đực có thể là kết quả từ sự phát triển không bình thường của nhị hoa dẫn đến sự thiếu sót trong quá trình phát triển hạt phấn. Trần Thượng Tuấn (1992) [36] cho rằng nguyên nhân của hiện tượng đực bất dục là do giao tử đực không có sức sống. Bất dục cái là một đặc điểm rất quan trọng có liên quan chặt chẽ đến đặc tính không hột và có khả năng di truyền (Yamamoto và ctv., 1995; Yamamoto và ctv., 2001) [149] [148]. CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Gồm 4 phần, với 8 khảo sát và 5 thí nghiệm: 2.1.1 Khảo sát đặc điểm hình thái thực vật và quan hệ di truyền Gồm 2 khảo sát về đặc tính hình thái thực vật và sử dụng kỹ thuật RAPD để nhận diện và xác định mối quan hệ của hai cây quýt Đường không hột vừa được phát hiện ở ĐBSCL 7 2.1.2 Khảo sát đặc điểm hạt phấn và tiểu noãn của quýt Đường không hột Về hạt phấn có 2 khảo sát và tiểu noãn có 3 khảo sát. Nhằm tìm ra đặc điểm của hạt phấn và tiểu noãn có liên quan đến đặc tính không hột. 2.1.3 Đánh giá sự ổn định của đặc tính không hột Gồm 1 khảo sát và 5 thí nghiệm để đánh giá sự ổn định đặc tính không hột theo thời gian, trên 3 vùng canh tác ở ĐBSCL, ở 3 thế hệ tháp và trên các gốc tháp khác nhau. 2.1.4 Đánh giá khả năng cho năng suất và chất lượng của quýt Đường không hột ở ĐBSCL Đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất và phẩm chất trái ở đời con trên gốc tháp cam Mật ở huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp, là một trong những địa phương trồng cam quýt tiêu biểu ở ĐBSCL. 2.2 ĐỊA ĐIỂM, VẬT LIỆU VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU Nghiên cứu được thực hiện tại Đồng Tháp, Cần Thơ và Vĩnh Long. Vật liệu chính là cây quýt Đường không hột số 1 (mã số 1), cây quýt Đường không hột số 2 (mã số 80) và cây quýt Đường có hột bình thường làm đối chứng (mã số 63) (Nguyễn Bảo Vệ và ctv., 2007) [13]. Thời gian từ năm 2007 đến 2011. CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI THỰC VẬT VÀ QUAN HỆ DI TRUYỀN CỦA QUÝT ĐƯỜNG KHÔNG HỘT Kết quả khảo sát cho thấy cây đều có dạng tán hình elip, dáng cây thẳng đứng, mật độ cành thưa, hướng ngọn và phân cành nhiều, mật độ gai thưa, dạng gai thẳng và ngắn, cây có cấu trúc thân láng và góc độ phân cành vừa phải. Nhìn chung, đặc tính bên ngoài của hai cây quýt Đường không hột không có gì khác biệt so với cây quýt Đường có hột. Đặc tính hình thái lá giữa hai cây quýt Đường không hột giống nhau và không khác với cây quýt Đường có hột. Các đặc tính về hoa 8 của hai cây quýt Đường không hột đều giống nhau và giống với cây quýt Đường có hột. Thời gian từ khi xuất hiện nụ đến khi nở của hai cây quýt Đường không hột trong khoảng 11 - 12 ngày, từ khi nở đến hoa tàn trong khoảng 2 - 3 ngày, tương đương với cây quýt Đường có hột (đối chứng). Điều đó cho thấy thời gian phát triển hoa và thời gian có khả năng nhận phấn của hoa ở hai cây quýt Đường không hột là bình thường, không khác biệt với cây quýt Đường có hột (đối chứng). Sự phát triển hoa của cây quýt Đường không hột số 1 tương đương với cây quýt Đường không hột số 2 và giống với cây quýt Đường có hột (đối chứng). Trái của hai cây quýt Đường không hột và cây quýt Đường có hột đều có hình dạng giống nhau. Trái có dạng tròn, to hơi dẹp. Đáy có núm, đỉnh trái hơi lõm. Khi chín vỏ trái có màu vàng xanh, láng. Về cơ bản các đặc điểm hình thái của trái giữa 2 cây quýt Đường không hột giống nhau và không khác với cây quýt Đường có hột (trừ đặc tính hoàn toàn không hột). Hình 3.4 Dạng trái quýt Đường không hột Không hột số 1 Không hột số 2 Có hột (đ/c) M ặt tr ê n M ặt d ư ới M ặt ngang 9 Tóm lại, ngoại trừ đặc tính hoàn toàn không hột, các đặc điểm hình thái thực vật như thân, lá, hoa và trái đều giống nhau giữa hai cây quýt Đường không hột và tương tự với cây quýt Đường có hột (đối chứng). Qua kết quả phân tích cho thấy cả bảy đoạn mồi được sử dụng đều cho sản phẩm khuếch đại tốt với kỹ thuật RAPD. Với đoạn mồi A13, cây quýt Đường có hột cho sản phẩm khuếch đại đoạn DNA ở hai vị trí 650 bp và 750 bp (ký hiệu a và b) trong khi hai cây quýt Đường không hột không cho sản phẩm khuếch đại ở những vị trí này. Qua đó, có thể sử dụng đoạn mồi này để phân biệt các cá thể quýt Đường không hột với cá thể quýt Đường có hột. Hình 3.5 Phổ điện di sản phẩm PCR với mồi A13 của quýt Đường không hột M: thang chuẩn 1 kb; 1: cây quýt Đường không hột số 1; 2: cây quýt Đường không hột số 2; 3: cây quýt Đường có hột (đ/c). Bằng kỹ thuật RAPD với bảy đoạn mồi được sử dụng, tổng cộng có 46 băng được ghi nhận. Trong đó có 9 băng xuất hiện sự đa hình ở các đoạn mồi SO15 (1 băng), SN20 (4 băng), SN06 (2 băng) và A13 (2 băng). Mồi SO15 và A13 có thể phân biệt được hai cây quýt Đường không hột với cây quýt Đường có hột. Trong khi đó, mồi SN06 và SN20 có thể phân biệt được hai cây quýt Đường không hột với nhau và với cây quýt Đường có hột (phân biệt được cả ba cây với nhau). M 1 2 3 a b 1.000 500 650 850 10 Hình 3.8 cho thấy hai cây quýt Đường không hột và cây quýt Đường có hột đối chứng hợp thành một nhánh chính. Nhánh chính bao gồm cây quýt Đường có hột với hai cây quýt Đường không hột số 1 và cây quýt Đường không hột số 2 với hệ số giống nhau khá cao (0,87). Hai cây quýt Đường không hột hợp thành một nhánh phụ và chúng có hệ số giống nhau cao (0,92). Như vậy, giữa hai cây quýt Đường không hột có quan hệ di truyền gần gũi với nhau và chúng có quan hệ di truyền gần với cây quýt Đường có hột. Hình 3.8 Giản đồ nhánh của quýt Đường không hột 1: quýt Đường không hột số 1; 2: quýt Đường không hột số 2; và 3: quýt Đường có hột (đ/c). Bằng kỹ thuật RAPD, đã ghi nhận có những sai khác về phổ băng DNA giữa hai cây quýt Đường không hột với nhau và với cây quýt Đường có hột. Đây là dấu phân tử để có thể nhận diện hai cây quýt Đường không hột được phát hiện ở ĐBSCL. Mồi SO15 và A13 có thể phân biệt được hai cây quýt Đường không hột với cây quýt Đường có hột. Trong khi đó, mồi SN06 và SN20 có thể phân biệt được hai cây quýt Đường không hột với nhau và với cây quýt Đường có hột (phân biệt được cả ba cây với nhau). Tóm lại, qua kết quả khảo sát đặc điểm hình thái thực vật của hai cây quýt Đường không hột cho thấy chúng có đặc điểm hình thái về thân cành, lá, hoa và trái về cơ bản giống nhau và không khác với cây quýt Đường có hột (trừ đặc tính hoàn toàn không hột). Có thể nhận diện hai cây quýt Đường không hột bằng kỹ thuật RAPD với dấu phân tử DNA. Đồng thời với kết quả phân tích mối quan hệ di truyền, cho thấy hai cây quýt Đường không hột có quan hệ gần gũi với nhau và gần với cây quýt Đường có hột thương phẩm trong vùng. 0,87 0,92 11 3.2 ĐẶC ĐIỂM HẠT PHẤN VÀ TIỂU NOÃN CỦA QUÝT ĐƯỜNG KHÔNG HỘT 3.2.1 Đặc điểm của hạt phấn Kết quả khảo sát cho thấy sức nẩy mầm của hạt phấn và chiều dài ống phấn của cây quýt Đường không hột số 1 và cây quýt Đường không hột số 2 khác biệt không có ý nghĩa so với cây quýt Đường có hột (đ/c). Và kết quả thụ phấn bắt buộc ngoài tự nhiên cũng cho thấy khi dùng hạt phấn cây quýt Đường không hột số 1 và cây quýt Đường không hột số 2 lên cây có hột thì số hột chắc/trái, số hột lép/trái cũng đều có khác biệt không ý nghĩa với nhau và với hạt phấn cây quýt Đường có hột (đối chứng), đã chứng tỏ hạt phấn của cây quýt Đường không hột hữu dục bình thường. Do đó, đặc tính không hột của hai cây quýt Đường không hột không có liên quan đến hạt phấn. 3.2.2 Đặc điểm của tiểu noãn 3.2.2.1 Sự phát triển của tiểu noãn * Giai đoạn trước khi hoa nở Trên cây quýt Đường có hột, tiểu noãn xuất hiện sớm và số tiểu noãn ổn định ở 5 cở hoa được khảo sát (biến động trong khoảng 10,4 - 10,8 tiểu noãn). Trong khi đó, trên cây quýt Đường không hột số 1 và cây quýt Đường không hột số 2, đến thời điểm hoa nở, hoàn toàn không có tiểu noãn. Đặc điểm tiểu noãn chưa phát triển lúc hoa nở có thể là nguyên nhân giúp tạo trái không hột ở hai cây quýt Đường không hột số 1 và số 2. Về kích thước của tiểu noãn, Bảng 3.18 và Bảng 3.19 cho thấy ở cở hoa còn nhỏ (hoa búp có đường kính 3,5 mm), kích thước tiểu noãn của quýt Đường có hột đã khá lớn (chiều dài là 203 µm và bề rộng là 130 µm) và phát triển khá nhanh đến 5 mm và từ lúc này đến khi hoa nở, kích thước tiểu noãn của quýt Đường có hột gần như không thay đổi cả về chiều dài (biến động trong khoảng 396 - 404 µm) và chiều rộng (246 - 258 µm). Đồng thời tiểu noãn có dạng hình quả lê (Hình 3.14). Sự ổn định về kích thước của tiểu noãn trong giai đoạn trước và ngay khi hoa nở trên cây quýt Đường có hột cho phép suy luận vào thời điểm này tiểu noãn đã trưởng thành (chín, thành thục) và có thể 12 đã sẵn sàng cho quá trình thụ tinh. Đặc điểm tiểu noãn trưởng thành vào thời điểm hoa nở là đặc điểm phổ biến của nhiều loại cây trồng, vì hoa nở là thời điểm tốt nhất cho quá trình thụ phấn, thụ tinh. Đặc điểm này đã giúp cho cây quýt Đường thương phẩm có hột bình thường. Như vậy, ở phẫu diện cắt ngang bầu noãn của cây quýt Đường có hột, tiểu noãn trưởng thành có hình quả lê và kích thước khoảng 404 ± 21 µm x 258 ± 23 µm. Bảng 3.18 Chiều dài tiểu noãn (µm) các cở hoa trước khi nở của quýt Đường không hột Cở hoa (đường kính, mm) 3,5 4,0 4,5 5,0 Hoa nở Cây quýt Đường X Sd X Sd X Sd X Sd X Sd Không hột số 1 0 - 0 - 0 - 0 - 0 - Không hột số 2 0 - 0 - 0 - 0 - 0 - Có hột (đ/c) 203 20 279 28 331 48 396 35 404 21 X : trung bình; Sd: độ lệch chuẩn; đ/c: đối chứng. Bảng 3.19 Chiều rộng tiểu noãn (µm) các cở hoa trước khi nở của quýt Đường không hột Cở hoa (đường kính, mm) 3,5 4,0 4,5 5,0 Hoa nở Cây quýt Đường X Sd X Sd X Sd X Sd X Sd Không hột số 1 0 - 0 - 0 - 0 - 0 - Không hột số 2 0 - 0 - 0 - 0 - 0 - Có hột (đ/c) 130 17 202 32 222 27 246 17 258 23 X : trung bình; Sd: độ lệch chuẩn; đ/c: đối chứng. 13 Hình 3.14 Phẩu diện cắt ngang bầu noãn trước khi hoa nở của quýt Đường không hột; độ phóng đại 100 lần H oa 4 mm Hoa 4,5 mm Hoa 5 mm Hoa nở Không hột số 1 Không hột số 2 Có hột (đ/c) Hoa 3,5 mm 100 µm 14 * Giai đoạn sau khi hoa nở Trên cây quýt Đường có hột, số tiểu noãn vẫn ổn định ở 3 cở hoa sau khi nở (11,0 - 11,3 tiểu noãn). Sự xuất hiện tiểu noãn của hai cây quýt Đường không hột là giống nhau và xuất hiện muộn hơn nhiều so với cây quýt Đường có hột. Đến thời điểm hoa tàn mới có tiểu noãn được ghi nhận, số tiểu noãn quan sát được cũng thấp hơn nhiều so với cây quýt Đường có hột (2,4 - 4,5 tiểu noãn). Hình 3.15 Phẫu diện cắt ngang bầu noãn sau khi hoa nở của quýt Đường không hột; độ phóng đại 100 lần Hoa tàn V ừa rụng nướm Trái non 2,5 mm 100 µm Không h ột số 1 Không h ột số 2 Có h ột (đ/c) 15 Cây quýt Đường có hột chiều rộng tiểu noãn ít thay đổi (biến động trong khoảng 266 - 270 µm), chiều dài tiểu noãn có xu thế phát triển theo cở hoa (hoa tàn: 411 µm, hoa rụng nướm: 443 µm, trái 2,5 mm: 470 µm). Sự thay đổi kích thước này có thể là do quá trình phát triển hột sau khi tế bào trứng đã được thụ tinh. Trong khi đó hai cây quýt Đường không hột, tuy có một ít tiểu noãn xuất hiện, nhưng có kích thước nhỏ, hoa tàn có chiều dài biến động trong khoảng 77 - 81µm và chiều rộng trong khoảng 63 - 66 µm, hoa rụng nướm chiều dài trong khoảng 127 - 131 µm và trái 2,5 mm chiều dài trong khoảng 191 - 199 µm. Kết quả trên cho thấy, ở hai cây quýt Đường không hột số 1 và số 2, đến thời điểm trái 2,5 mm, tiểu noãn vẫn đang phát triển, chưa đạt đến kích thước trưởng thành. Vì vậy, có lẽ vào thời điểm này tiểu noãn của hai cây quýt Đường không hột vẫn chưa trưởng thành. Tóm lại, tiểu noãn ở hai cây quýt Đường không hột có đặc điểm giống nhau là “phát triển muộn” so với tiểu noãn của cây quýt Đường có hột và có thể chính đặc điểm tiểu noãn “phát triển muộn” là nguyên nhân tạo trái không hột ở hai cây quýt Đường không hột. 3.2.2.2 Sự hiện diện của ống phấn trong bầu noãn * Trong điều kiện tự thụ phấn Trong điều kiện tự thụ phấn, ở tất cả các phần của bộ phận cái (nướm nhụy, vòi nhụy trên, vòi nhụy dưới và bầu noãn) vào thời điểm 3 ngày sau khi thụ phấn của cả 3 cây được khảo sát đều ghi nhận sự hiện diện của ống phấn (Hình 3.16). Kết quả khảo sát cũng đã minh chứng cho đặc điểm tiểu noãn trên cây quýt Đường có hột đã trưởng thành vào giai đoạn hoa nở do quan sát được “sự thụ tinh” xảy ra (ống phấn xuyên qua lổ noãn và vào túi phôi). Trong khi đó, ở hai cây quýt Đường không hột số 1 và số 2 tuy có thụ phấn, ống phấn đến được bầu noãn, nhưng lúc này tiểu noãn chưa trưởng thành nên không thể xảy ra sự thụ tinh và tạo hột, đồng thời cũng khẳng định thêm đặc điểm tiểu noãn phát triển muộn trên hai cây quýt Đường không hột (Hình 3.16). 16 Hình 3.16 Phẫu diện cắt dọc bộ phận cái của hoa ở 3 ngày sau khi tự thụ phấn của quýt Đường không hột; độ phóng đại 100 lần; mũi tên màu trắng chỉ ống phấn. * Trong điều kiện có thụ phấn chéo Trên cả hai cây quýt Đường không hột và cây quýt Đường có hột vào thời điểm 3 ngày sau khi thụ phấn, với 3 cách thụ phấn khác 100 µm Nư ớm nhụy Vòi nhụy (phần trên) Vòi nh ụy (phần dưới) Bầu noãn Không hột số 1 Không hột số 2 Có hột (đ/c) 17 nhau (tự thụ phấn, thụ phấn bổ sung quýt Đường có hột và thụ phấn bổ sung cam Sành), hầu hết các bộ phận cái của hoa (nướm nhụy, vòi nhụy trên, vòi nhụy dưới và bầu noãn) được quan sát đều có sự hiện diện của ống phấn (biến động trong khoảng 93,3 đến 100%), khác biệt không có ý nghĩa qua kiểm định χ 2 . 3.2.2.3 Khả năng thụ tinh của tiểu noãn Cây quýt Đường không hột số 1 và 2 cho trái hoàn toàn không hột ở cả 3 cách thụ phấn: thụ phấn tự do, thụ phấn bổ sung quýt Đường có hột (đối chứng) và thụ phấn bổ sung cam Sành. Trong khi đó, ở cây quýt Đường có hột cả 3 biện pháp thụ phấn đều có sự hình thành hột, số hột chắc/trái biến động trong khoảng 9,07 đến 11,53 và số hột lép/trái biến động trong khoảng 1,93 đến 2,03. 3.2.3 Thảo luận về nguyên nhân không hột Lúc hoa nở là thời điểm tốt nhất cho sự thụ phấn, thụ tinh và tạo hột. Vào lúc này, trên cây quýt Đường có hột, qua hình thái giải phẫu bầu noãn cắt ngang, hầu hết tiểu noãn đã trưởng thành, có lẽ chính do đặc điểm này đã làm cho cây quýt Đường nổi tiếng ở vùng ĐBSCL có khá nhiều hột. Trong khi đó, ở hai cây quýt Đường không hột, tiểu noãn lại chưa phát triển. Đến thời điểm hoa tàn (khoảng 2 - 3 ngày sau khi hoa nở) thì tiểu noãn trên hai cây quýt Đường không hột mới phát triển, nhưng kích thước còn nhỏ chưa đạt đến kích thước của tiểu noãn trưởng thành. Vì vậy, dù có thụ phấn vào thời điểm này (rất khó xảy ra do hoa đã tàn, nướm nhụy đã khô, chuyển màu và không còn khả năng nhận phấn), thì việc thụ tinh cũng khó thực hiện được do tiểu noãn chưa trưởng thành. Chính đặc điểm tiểu noãn “phát triển muộn”, không đồng bộ với các bộ phận khác của hoa là nguyên nhân làm cho trái không hột trên hai cây quýt Đường không hột. Đặc điểm tiểu noãn trưởng thành muộn hơn vài ngày so với thời điểm hoa nở cũng đã được ghi nhận trên giống cam Washington Navel và quýt Satsuma (Jackson và Gmitter, 1997) [71], là những giống cam quýt không hột trên thế giới. Mặc dù có thể xảy ra quá trình thụ phấn nhưng không thể thực hiện thụ tinh vì chưa có tiểu noãn trưởng thành, điều này đã dẫn đến sự không hột của trái. 18 Tóm lại, hai cây quýt Đường không hột có hạt phấn hữu dục bình thường, có khả năng nẩy mầm, thụ tinh và tạo hột như cây quýt Đường có hột, do đó không có liên quan đến đặc tính không hột của nó. Đặc tính không hột của hai cây quýt Đường không hột không có liên quan đến tính tự bất tương hợp vì ống phấn của nó vẫn hiện diện trong bầu noãn của chính nó và hoàn toàn không hột khi được thụ phấn chéo với giống cam quýt khác (quýt Đường có hột, cam Sành). Đặc điểm tiểu noãn “phát triển muộn” chính là nguyên nhân cho việc tạo trái không hột của cây quýt Đường không hột số 1 và cây quýt Đường không hột số 2. 3.3 SỰ ỔN ĐỊNH CỦA ĐẶC TÍNH KHÔNG HỘT 3.3.1 Sự ổn định của đặc tính không hột theo thời gian Kết quả khảo sát cho thấy tất cả số trái trong 5 năm theo dõi, từ lúc cây được 7 năm tuổi đến khi cây được 11 năm tuổi, đều hoàn toàn không hột, với tỷ lệ 100% trái được khảo sát hoàn toàn không hột (không có hột chắc và cũng không có hột lép) trong điều kiện trong vườn có trồng xen với các giống cam quýt khác (quýt Đường, quýt Tiều, chanh Tàu, cam Mật, cam Sành). Đặc tính hoàn toàn không hột của hai cây quýt Đường không hột là ổn định theo thời gian trong điều kiện có trồng xen với các giống cam quýt khác. 3.3.2 Sự ổn định của đặc tính không hột theo vùng canh tác Kết quả cho thấy không có hiện diện tiểu noãn trong hầu hết các mẩu quan sát vào thời điểm hoa nở ở cây quýt Đường không hột số 1 và số 2 ở cả 3 điểm thí nghiệm (Đồng Tháp, Cần Thơ, Vĩnh Long). Vào thời điểm hoa 3 ngày sau nở (hoa tàn), ở cả 3 điểm thí nghiệm, tiểu noãn ở quýt Đường không hột số 1 và số 2 có xu thế phát triển hơn thời điểm hoa nở, nhưng đều có số lượng ít và có kích thước nhỏ. Tất cả trái thu được đều hoàn toàn không hột. Trong khi đó, ở quýt Đường có hột, số hột/trái ở 3 điểm Lai Vung - Đồng Tháp, thành phố Cần Thơ và Trà Ôn - Vĩnh Long tuần tự có số hột chắc/trái là 8,56, 10,26 và 12,22; và số hột lép/trái là 2,33, 2,08 và 2,36. 19 Tóm lại, đặc tính hoàn toàn không hột của hai cây quýt Đường không hột có khả năng di truyền và duy trì ổn định cho thế hệ nhân giống vô tính (tháp trên gốc cam Mật) tiếp theo ở 3 vùng canh tác (Đồng Tháp, Cần Thơ và Vĩnh Long) ở ĐBSCL. 3.3.3 Sự ổn định của đặc tính không hột theo thế hệ Kết quả quan sát phẫu diện bầu noãn của các nghiệm thức tại thời điểm hoa nở cho thấy hầu hết các mẫu đều không có sự hiện diện của tiểu noãn. Tại thời điểm hoa ba ngày sau nở cho thấy tất cả mẫu đều không có sự hiện diện của tiểu noãn có hình thái và kích thước của tiểu noãn trưởng thành (thành thục, chín). Kết quả khảo sát số hột/trái của hai dòng quýt Đường không hột qua ba thế hệ tháp trên gốc cam Mật cho thấy hoàn toàn không có sự hiện diện hột trong trái ở tất cả các nghiệm thức. Tóm lại, đặc tính hoàn toàn không hột của quýt Đường không hột số 1 và 2 có khả năng di truyền và duy trì ổn định ở 3 thế hệ tháp trên gốc tháp cam Mật. 3.3.4 Sự ổn định của đặc tính không hột theo gốc tháp Ở thời điểm hoa nở và 3 ngày sau nở, kết quả đều cho thấy không có tiểu noãn có hình thái và kích thước của tiểu noãn trưởng thành ở tất cả các nghiệm thức. Số hột chắc ở tất cả các nghiệm thức là 0,00. Số hột lép cũng có kết quả tương tự (0,00 hột). Điều này phù hợp với ghi nhận tiểu noãn ở giai đoạn hoa nở và hoa 3 ngày sau khi nở, đặc điểm tiểu noãn phát triển muộn vẫn được duy trì ổn định ở quýt Đường không hột được tháp trên các gốc tháp khác nhau. Như vậy, đặc tính không hột của quýt Đường không hột vẫn được duy trì ổn định ở thế hệ tiếp theo qua nhân giống vô tính trên các gốc tháp khác nhau (cam Mật, chanh Tàu, Hạnh) (Hình 3.26). 3.3.5 Thảo luận về sự ổn định của đặc tính không hột Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy, đặc điểm tiểu noãn phát triển muộn của quýt Đường không hột số 1 và quýt Đường không hột số 2 vẫn được duy trì khi được trồng tại 3 vùng canh tác khác nhau ở ĐBSCL, qua 3 thế hệ tháp và khi được tháp trên các loại gốc tháp khác nhau (cam Mật, chanh Tàu và Hạnh). Qua đó cho thấy, đặc 20 điểm tiểu noãn phát triển muộn phụ thuộc chủ yếu vào giống. Theo Jackson và Gmitter (1997) [71] đặc điểm trưởng thành sớm hay muộn của tiểu noãn phụ thuộc chủ yếu vào giống, bưởi chùm Foster có tiểu noãn trưởng thành trước khi hoa nở vài ngày, cam Pineapple có tiểu noãn trưởng thành ngay lúc hoa nở và cam Washington Navel cùng quýt Satsuma có tiểu noãn trưởng thành sau khi hoa nở vài ngày (đây là 2 giống cam quýt không hột nổi tiếng trên thế giới). Chính nhờ đặc điểm tiểu noãn phát triển muộn có khả năng di truyền này đã giúp cho sự ổn định cao của đặc tính hoàn toàn không hột trên hai dòng quýt Đường không hột vừa được phát hiện ở ĐBSCL. Đặc tính hoàn toàn không hột của quýt Đường không hột số 1 và 2 được duy trì ổn định theo thời gian, trong điều kiện có thụ phấn chéo các giống cam quýt khác; ở 3 vùng canh tác khác nhau thuộc ĐBCSL; qua 3 thế hệ tháp; và trên 3 loại gốc tháp khác nhau (cam Mật, chanh Tàu và Hạnh). Từ kết quả này cho phép nhân nhanh giống quýt Đường không hột số 1 và 2 bằng cách tháp trên 3 loại gốc tháp (cam Mật, chanh Tàu và Hạnh), trồng ở các vùng có điều kiện phát triển cây cam quýt ở ĐBSCL và đặc biệt là có thể trồng xen với các giống cam quýt khác mà đặc tính hoàn toàn không hột vẫn không thay đổi. Tuy nhiên, cũng theo Jackson và Gmitter (1997) [71] đặc điểm trưởng thành sớm hay muộn của tiểu noãn có thể bị ảnh hưởng bởi một số tác nhân bên trong và bên ngoài. Vì vậy, có thể có một số tác nhân nào đó làm sự phát triển của tiểu noãn quýt Đường không hột số 1 và 2 sớm hơn bình thường và đồng thời thời gian nhận phấn của nướm nhụy được kéo dài hơn (kết quả khảo sát cho thấy thời gian từ khi hoa nở đến hoa tàn của quýt Đường không hột chỉ trong khoảng 2 – 3 ngày), thì lúc này có thể sẽ xảy ra thụ tinh và hình thành hột trong trái quýt Đường không hột. Vấn đề này cần được nghiên cứu thêm. 3.4 KHẢ NĂNG CHO NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA QUÝT ĐƯỜNG KHÔNG HỘT Ở ĐBSCL 3.4.1 Sự sinh trưởng Đường kính gốc tháp, đường kính thân tháp, tỷ số thân tháp/gốc tháp, chiều cao cây, chiều rộng tán theo thời gian đều cho thấy không [...]... có hột Tóm lại, sinh trưởng của quýt Đường không hột số 1 và quýt Đường không hột số 2 là bình thường, tương đương nhau và giống như quýt Đường có hột Cả quýt Đường không hột số 1 và quýt Đường không hột số 2 đều có chất lượng trái ngon, tương đương nhau và không khác với quýt Đường có hột nổi tiếng thơm, ngon và ngọt ở vùng ĐBSCL, lại nổi bật hơn là có trái không hột Tuy năng suất của quýt Đường không. .. trưởng của quýt Đường không hột số 1 và quýt Đường không hột số 2 là tương đương nhau và không khác biệt với quýt Đường có hột được trồng phổ biến ở vùng ĐBSCL hột số 2 (11,3 kg/cây) thấp hơn quýt Đường có hột (20,5 kg/cây), lại tương đương với quýt Đường không hột số 1 (15 kg/cây) Trong khi đó, năng suất quýt Đường không hột số 1 khác biệt không ý nghĩa với quýt Đường có hột Nhìn chung, năng suất của. .. hột có khuynh thấp hơn quýt Đường có hột, nhưng với khả năng cho năng suất và chất lượng tốt, vì vậy quýt Đường không hột có tiềm năng phát triển ở những vùng có điều kiện thích hợp trồng cam quýt ở ĐBSCL 4.1 KẾT LUẬN - 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 cây quýt. .. Đường không hột số 1 và 2 có khả năng cho năng suất tốt ở những vùng có điều kiện thích hợp trồng cam quýt ở ĐBSCL 3.4.3 Chất lượng Màu sắc thịt trái quýt Đường không hột số 1, 2 và quýt Đường có hột đều có màu cam, màu thịt trái có độ đồng đều nhau (Hình 3.32) Tim trái hơi bọng, nước trái rất ngọt và thơm CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Quýt Đường không hột số 1 Quýt Đường không hột số 2 Quýt Đường có hột. .. 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 - Đặc điểm tiểu noãn phát triển muộn là nguyên nhân tạo trái hoàn toàn không hột của hai cây quýt Đường không hột - 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. .. Tổng số trái/cây khác biệt không có ý nghĩa thống kê giữa quýt Đường không hột số 1 với quýt Đường không hột số 2 và với quýt Đường có hột (đối chứng) Trọng lượng trái của quýt Đường không hột số 1 (98,9 g) và quýt Đường không hột số 2 (88,0 g) có xu thế thấp hơn quýt Đường có hột (117,2 g), nhưng qua phân tích thống kê thì sự khác biệt này không có ý nghĩa Năng suất trái biến thiên từ 11,3 - 20,5... Đường có hột Nhìn chung, năng suất của quýt Đường không hột có khuynh hướng thấp hơn quýt Đường có hột (đối chứng) Bảng 3.33 Tổng số trái/cây, trọng lượng trái và năng suất của quýt Đường không hột 3.4.2 Năng suất Tỷ lệ đậu trái có thể được dùng để đánh giá khả năng cho trái của quýt Đường không hột số 1 và quýt Đường không hột số 2 Bảng 3.32 cho thấy tỷ lệ đậu trái ở cả 3 nghiệm thức có xu thế chung là... khi hoa nở, nhưng tỷ lệ đậu trái khác biệt không có ý nghĩa giữa 3 nghiệm thức trong từng giai đoạn qua phân tích thống kê Như vậy, khả năng đậu trái của quýt Đường không hột số 1 và 2 là tương đương với nhau và khác biệt không ý nghĩa với quýt Đường có hột Bảng 3.32 Tỷ lệ đậu trái (%) từ khi hoa nở đến 90 ngày sau khi hoa nở của quýt Đường không hột Nghiệm thức (Quýt Đường) Ngày sau khi hoa nở (ngày)... (đ/c) Hình 3.32 Mặt cắt ngang trái của quýt Đường không hột Độ Brix trong khoảng 9,24% đến 9,47%, pH dịch trái trung bình từ 4,70 - 4,88 và hàm lượng vitamin C dao động từ 35,2 - 36,5 mg/100g, đều có khác biệt không có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức Từ các kết quả trên cho thấy, chất lượng trái của quýt Đường không hột số 1 tương đương với quýt Đường không hột số 2 và không khác với quýt Đường. .. 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) - Quýt Đường không hột có khả năng cho năng suất và chất lượng tốt ở ĐBSCL 4.2 ĐỀ NGHỊ - Tiếp tục theo dõi năng suất và chất lượng trái của quýt Đường không hột ở ba vùng canh tác, trên các gốc tháp khác nhau, … Xây dựng vườn cây đầu dòng và tiến hành khảo nghiệm trên diện rộng quýt . 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. truyền gần với cây quýt Đường có hột. Hình 3.8 Giản đồ nhánh của quýt Đường không hột 1: quýt Đường không hột số 1; 2: quýt Đường không hột số 2; và 3: quýt Đường có hột (đ/c). Bằng kỹ thuật. quýt Đường không hột số 1 tương đương với quýt Đường không hột số 2 và không khác với quýt Đường có hột. Tóm lại, sinh trưởng của quýt Đường không hột số 1 và quýt Đường không hột số 2 là bình