BỘ GIÁO DỤC VÀ ðẠO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP
ðINH XUÂN SINH
ẢNH HƯỞNG CỦA XỬ LÝ TIA GAMMA ðẾN
SINH TRƯỞNG VÀ MỘT SỐ BIẾN ðỔI HÌNH THÁI
Ở QUẦN THỂ KHOAI LANG VM2, VM3
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng
Mã số: 60.62.05
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Vũ ðình Hòa
Hà Nội, 2011
LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu
và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng
trong bất kỳ một công trình nào.
Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận án này
ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án ñều ñã ñược chỉ rõ
nguồn gốc.
Ngày 05 tháng 09 năm 2011
Tác giả luận văn
ðinh Xuân Sinh
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
i
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn ñến PGS. TS. Vũ ðình Hòa ñã tận tình hướng
dẫn ñể tôi hoàn thành ñược luận văn này.
Xin cảm ơn Viện ñào tạo Sau ðại học, Trường ðại học Nông nghiệp,
Khoa Công nghệ sinh học ñã tạo mọi ñiều kiện về ñịa ñiểm, phương tiện vật
chất và kỹ thuật ñể tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin cảm ơn sự giúp ñỡ nhiệt tình và quí báu của tập thể các thầy cô
Bộ môn Di truyền chọn giống Trường ñại học Nông nghiệp và các em sinh viên
ñể tôi hoàn thành luận án này.
Hà Nội, ngày 05 tháng 09 năm 11
Tác giả luận văn
ðinh Xuân Sinh
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
MỤC LỤC............................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................... vi
I. MỞ ðẦU............................................................................................................ 1
1.1.
ðặt vấn ñề ................................................................................................. 1
1.2.
Mục tiêu và ý nghĩa của ñề tài .................................................................. 2
1.2.1. Mục tiêu .................................................................................................... 2
1.2.2. Ý nghĩa của ñề tài...................................................................................... 2
II. TỔNG QUAN................................................................................................... 3
2.1.
Phân loại, nguồn gốc và phân bố cây khoai lang...................................... 3
2.2.
Tình hình sản xuất khoai lang trên thế giới và ở Việt Nam Châu Phi...... 7
2.3.
ðột biến và phương pháp gây ñột biến phóng xạ trong công tác
chọn tạo giống cây trồng......................................................................... 10
2.3.1. Khái niệm và phân loại ñột biến ............................................................. 10
2.3.2. Vai trò của ñột biến trong công tác chọn tạo giống cây trồng................ 11
2.3.2. ðột biến phóng xạ ................................................................................... 12
2.3.3. Một số nghiên cứu, thành tựu và triển vọng của ngành chọn tạo
giống bằng ñột biến phóng xạ................................................................. 14
2.4.
ðặc ñiểm sinh trưởng phát triển của cây khoai lang .............................. 20
2.5.
Những yêu cầu ñiều kiện ngoại cảnh ñối với khoai lang........................ 22
III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 25
3.1.
Vật liệu, ñịa ñiểm và thời gian nghiên cứu ............................................. 25
3.2.
Nội dung nghiên cứu............................................................................... 25
3.3.
Phương pháp bố trí thí nghiệm và kỹ thuật trồng ................................... 25
3.4.
Chỉ tiêu theo dõi...................................................................................... 26
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
iii
IV. KẾT QUẢ ..................................................................................................... 29
4.1.
Tỷ lệ nảy mầm và liều lượng tối ưu của mỗi giống sau khi xử lý
(VM1)...................................................................................................... 29
4.2.
Khả năng sinh trưởng, phát triển của các quần thể khoai lang thế hệ
VM2, VM3.............................................................................................. 30
4.2.1. Khả năng sinh trưởng phát triển của các cá thể khoai lang ở thế hệ
VM2 ........................................................................................................ 30
4.2.2. Khả năng sinh trưởng phát triển của các dòng khoai lang thế hệ
VM3 ........................................................................................................ 44
4.2.3. Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các dòng khoai lang ở
quần thể VM3.......................................................................................... 53
4.2.4. Hệ số tương quan giữa các tính trạng của một số dòng khoai lang........ 60
4.2.5. Kết quả chọn lọc các dòng khoai lang .................................................... 63
V. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ ............................................................................ 68
5.1.
Kết luận ................................................................................................... 68
5.2.
ðề nghị .................................................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 70
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 75
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ð/C
ðối chứng
HSKT
Hệ số kinh tế
HLCKC
Hàm lượng chất khô củ
HLCKTL
Hàm lượng chất khô thân lá
NSC
Năng suất củ
NSTL
Năng suất thân lá
NSCKC
Năng suất chất khô củ
NSCKTL
Năng suất chất khô thân lá
NST
Ngày sau trồng
NSSK
Năng suất sinh khối
KLTBC
Khối lượng trung bình củ
KLC/C
Khối lượng củ/cây
KLTL
Khối lượng thân lá
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1.
Trang
Phân bố khoai lang trên thế giới trong những năm gần ñây........... 7
Bảng 2.2.
Diện tích và sản lượng khoai lang ở Việt Nam .............................. 8
Bảng 2.3.
Các tỉnh có diện tích, năng suất khoai lang cao nhất và thấp
nhất ở Việt Nam.............................................................................. 9
Bảng 4.1:
Tỷ lệ nảy mầm của thế hệ VM1.................................................... 29
Bảng 4.2.
ðộng thái tăng chiều dài thân chính của các cá thể khoai lang
liều lượng 30& 50Gy giống HN1 ở quần thể VM2...................... 32
Bảng 4.3.
ðộng thái tăng chiều dài thân chính của 47 cá thể khoai lang
liều lượng 30& 50Gy giống Ayamurasaki ở quần thể VM2 ........ 34
Bảng 4.4.
ðộng thái phân cành của 54 cá thể khoai lang liều lượng 30&
50Gy thuộc giống HN1 ở VM2 .................................................... 36
Bảng 4.5.
ðộng thái phân cành của 47 cá thể khoai lang liều lượng 30&
50Gy giống Ayamurasaki ở quần thể VM2.................................. 38
Bảng 4.6:
Năng suất củ của 54 cá thể khoai lang liều lượng 30&50Gy
giống HN1 ở quần thể VM2 ......................................................... 40
Bảng 4.7:
Năng suất củ của 47 cá thể khoai lang liều lượng 30&50Gy
giống Ayamurasaki ở quần thể VM2............................................ 42
Bảng 4.8.
ðộng thái tăng chiều dài thân chính của các dòng khoai lang
thuộc giống HN1 ở VM3 .............................................................. 44
Bảng 4.9:
ðộng thái tăng khối lượng tươi, khô trong thân của 15 dòng
khoai lang ở quần thể VM3 .......................................................... 47
Bảng 4.10
ðộng thái tăng khối lượng tươi, khô trong lá của các dòng
khoai lang ở quần thể VM3 .......................................................... 48
Bảng 4.11
ðộng thái tăng khối lượng tươi, khô trong củ giống HN1 ở
quần thể VM3 ............................................................................... 50
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
vi
Bảng 4.12.
Sự tăng trưởng số củ qua các thời kỳ của các dòng khoai lang
ở quần thể VM3 ............................................................................ 51
Bảng 4.13.
Chỉ số T/R qua các thời kỳ theo dõi của các dòng khoai lang
ở quần thể VM3 ............................................................................ 53
Bảng 4.14
Năng suất cá thể của các dòng khoai lang thuộc giống HN1 ở
VM3 .............................................................................................. 54
Bảng 4.15
Năng suất củ, năng suất thân lá, năng suất sinh khối của các
dòng khoai lang thuộc giống HN1 ở VM3 ................................... 57
Bảng 4.16.
Một số chỉ tiêu năng suất của các dòng khoai lang ở quần thể
VM3 .............................................................................................. 58
Bảng 4.17.
Hàm lượng chất khô và chất lượng ăn nếm của các dòng
khoai lang thuộc giống HN1 ở VM3 ............................................. 59
Bảng 4.18.
Mục tiêu chọn lọc các tính trạng của các dòng khoai lang
ñược chọn làm lương thực và chế biến......................................... 60
Bảng 4.19.
Mục tiêu chọn lọc các tính trạng của các dòng khoai lang
ñược chọn làm thức ăn gia súc ..................................................... 61
Bảng 4. 20. Hệ số tương quan giữa các tính trạng của các dòng khoai lang
cho năng suất củ cao ñược chọn ñể chế biến lương thực, thực
phẩm.............................................................................................. 62
Bảng 4.21.
ðặc ñiểm một số dòng ñược chọn có khả năng cho năng suất
cao củ, năng suất chất khô cao...................................................... 64
Bảng 4.22.
Hệ số tương quan giữa các tính trạng của các dòng khoai lang
cho năng suất củ, năng suất thân lá, năng suất sinh khối cao
dùng làm thức ăn gia súc .............................................................. 66
Bảng 4.23.
ðặc ñiểm một số dòng ñược chọn có khả năng cho năng suất
thân lá cao ..................................................................................... 66
Bảng 4.24.
ðặc ñiểm hình thái thân, lá và củ của các dòng khoai lang
triển vọng ...................................................................................... 67
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
vii
I. MỞ ðẦU
1.1. ðặt vấn ñề
Cây khoai lang (Impomoea batatas (L) Lam) là cây truyền thống lâu ñời ở
nước ta, vừa là nguồn lương thực quan trọng vừa có thể làm rau xanh và thức ăn
gia súc. Khoai lang ñược coi là loại rau ăn củ có giá trị dinh dưỡng cao trong các
loại rau khi so sánh về hàm lượng chất xơ, cacbonhydrat phức, protein, sắt và
canxi. Các chất trong khoai lang có tác dụng giảm chlolesterol, cầm máu, giữ
cân bằng axit và muối trong máu. Khoai lang là thức ăn rất tốt cho người mắc
bệnh tiểu ñường thông qua sự ổn ñịnh ñường trong máu và giảm ñề kháng
insulin. Ngoài ra, khoai lang còn có hàm lượng magie (Mg) khá cao (559mg
Mg/100g khoai lang khô). Các nghiên cứu cho thấy chế ñộ ăn giàu Mg có thể
làm giảm nguy cơ mắc bệnh ñái tháo ñường type 2. Ở một số giống cải tiến, củ
khoai lang chứa hàm lượng β- carotene- tiền vitamin A tương ñối cao. Khoai
lang còn chứa kali, các vitamin C, B6, riboflavin, ñồng, axit pantothetic và axit
folic. Trên thế giới khoai lang ñược chế biến thành nhiều sản phẩm lương thực
thực phẩm khác nhau. ðặc biệt những giống khoai lang ruột vàng còn ñược sử
dụng ñể sản xuất bột dinh dưỡng cho trẻ em, khoai lang ruột tím có khả năng
chống ung thư do các chất kháng oxy hóa và làm chất màu thực phẩm.
Thời gian gần ñây vấn ñề tim nguồn nguyên liệu ñể sản xuất nhiên liệu
sinh học ñang ñược các nhà khoa học trên thế giới quan tâm, khoai lang ñược
coi như là nguồn nhiên liệu tiềm năng ñể sản xuất nhiên liêu sinh học (Liu và
Cantiliffe, 1984; Ziska et al, 2009); khoai lang có tiềm năng sản xuất ethanol lớn
hơn ngô, vì vậy khoai lang có khẳ năng là nguồn nhiên liệu sinh học thay thế
hoặc bù ñắp cho ngô.
Khoai lang là cây trồng vừa có thể sinh sản hữu tính, vừa có thể sinh sản
vô tính, do ñó phương pháp chọn giống có thể tận dụng ưu thế của cả hai
phương thức sinh sản và toàn bộ biến ñộng di truyền. Một khi biến dị tốt bất kỳ
ñược phát hiện chúng có thể ñược nhân làm giống mới.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
1
Hiện nay chọn giống ñột biến có thể ñược coi như một cách tiếp cận trong
việc cải thiện các giống khoai lang, vì nó thuộc giống cây trồng vô tính. Chiếu
xạ gây ñột biến có hiệu quả trong việc cải thiện vật liệu khoai lang như năng
suất, hàm lượng tinh bột và ñường hòa tan, carotenoids và khả năng kháng bệnh
(Kukimura, 1986, Wang và cộng sự, 2007). Chiếu xạ cũng ñã ñược sử dụng
thành công cho việc chọn giống ñột biến cây trồng và cây cảnh khác nhau (Song
Kang, 2003) và ñã chứng minh như một cách biểu hiện của gen lặn và tạo các
biến dị di truyền mới (Schum, 2003; Song và Kang, 2003; Yoon et al, 1990).
Gần ñây ñã có một số công trình nghiên cứu, áp dụng tia bức xạ, chùm ion xử lý
ñỉnh sinh trưởng [M. Otani, H.Saito, T.abe, T. shimada sulfonate(1999)], hoặc
Ethylmethane sulfonate xử lý mô sẹo trong ñiều kiện in vitro.
1.2. Mục tiêu và ý nghĩa của ñề tài
1.2.1. Mục tiêu
- Xác ñịnh liều lượng xử lý tia γ phù hợp với hai giống khoai lang HN1 và
Ayamurasaki.
- Tạo ra ñược các quần thể VM1, VM2, VM3 từ VM0 thông qua xử lý tia
gamma.
- ðánh giá ñược các ñặc ñiểm nông sinh học ở các quần thể khoai lang
VM2, VM3.
- Chọn ñược một ñến hai dòng khoai lang triển vọng có khả năng cho
năng suất cao, chất lượng tốt.
1.2.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
- Trên cơ sở nghiên cứu sẽ xác ñịnh ñược những dòng tham gia thí nghiệm
có triển vọng. Các kết quả ñó là dẫn liệu khoa học làm cơ sở cho các nhà chọn
giống nghiên cứu và tham khảo, qua ñó góp phần bổ sung nguồn giống khoai lang
cho nghiên cứu và sản xuất.
.
- Kết quả nghiên cứu của ñề tài sẽ ñề xuất ñược một số giống khoai lang
có triển vọng ñáp ứng nhu cầu sản xuất.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
2
II. TỔNG QUAN
2.1. Phân loại, nguồn gốc và phân bố cây khoai lang
Khoai lang (Ipomoea batatas (L.) Lam) là cây hai lá mầm thuộc chi
Ipomoea, họ bìm bìm (Convolvulaceae) (Purseglove, 1974 [37]; Võ Văn Chi và
CS, 1969 [1]. Trong tổng số 50 chi và hơn 1000 loài thuộc họ này thì Ipomoea
batatas là loài có ý nghĩa kinh tế quan trọng và ñược sử dụng làm lương thực.
Số loài Ipomoea dại ñã ñược xác ñịnh là hơn 400 loài nhưng loài Ipomoea
batatas là loài cây trồng duy nhất có củ ăn ñược. Cây khoai lang với thân phát
triển lan dài, các lá có nhiều hình dạng khác nhau từ dạng lá ñơn ñến chia thùy
sâu (Mai Thạch Hoành, 1998) [6]. Mặt khác, cây khoai lang còn có khả năng
thích ứng rộng hơn các cây trồng khác như cây sắn, củ từ, củ mỡ... Cây khoai
lang khác với các loài khác về màu sắc vỏ củ (trắng, ñỏ, kem, nâu, vàng, hoặc
hồng...) hay màu ruột củ (trắng, kem, vàng, nghệ, ñốm tím...) và khác nhau về
khả năng ñề kháng với sâu bệnh.
Khoai lang có nguồn gốc nguyên thuỷ từ vùng nhiệt ñới Châu Mỹ lan dần
ñến vùng nam Thái Bình Dương. Tuy nhiên, những nước mà cây khoai lang
ñóng vai trò quan trọng nhất lại là những nước mà cây khoai lang mới thu nhập
gần ñây. Các thương gia và các nhà thống trị Châu Âu ñã mang ñến Châu Phi,
Châu á và ñông Thái Bình Dương. Cây khoai lang ñược ñưa vào Trung Quốc
năm 1594 và Papua Niu Ghinê (PNG) khoảng 300 ñến 400 năm trước (Yen,
1974) [43].
Hầu hết các bằng chứng về khảo cổ học, ngôn ngữ học và sử học ñều cho
thấy châu Mỹ là khởi nguyên của cây khoai lang (Trung hoặc Nam Mỹ). Bằng
chứng lâu ñời nhất là những mẫu khoai lang khô thu ñược tại hang ñộng Chilca
Canyon (Peru) sau khi phân tích phóng xạ cho thấy có ñộ tuổi từ 8.000 ñến
10.000 năm (Engel, 1970 [22]). Ngoài ra, các nhà khảo cổ học về cây khoai lang
còn ñược tìm thấy tại thung lũng Casma của Peru có ñộ tuổi xấp xỉ 2.000 năm
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
3
trước công nguyên (Ugent, Poroski và Poroski, 1983) [41], Austin (1977) [19],
Obrien (1972) [36] và Yen (1982) [43] và cây khoai lang thực sự lan rộng ở
Châu Mỹ khi người Châu Âu ñầu tiên ñặt chân tới.
Vì vậy, khoai lang ñược coi là nguồn lương thực quan trọng của người
Mayan ở Trung Mỹ và người Peruvian ở vùng núi Andet (Nam Mỹ).
Vào năm 1492 trong chuyến vượt biển ñầu tiên của Christopher
Columbus ñã tìm ra Tân thế giới (Châu Mỹ) và phát hiện ra khoai lang ñược
trồng ở Hispaniola và Cuba. Từ ñó, khoai lang mới thực sự lan rộng ở châu Mỹ
và sau ñó ñược di thực ñi khắp thế giới.
ðầu tiên khoai lang ñược ñưa về Tây Ban Nha, tiếp ñó lan tới một số
nước châu Âu và ñược gọi là Batatas (hoặc Padada), sau ñó là Spanish Potato
(hoặc sweet potato).
Các nhà thám hiểm Bồ ðào Nha ñã thu nhập cây khoai lang vào châu Phi
(có thể bắt ñầu từ Môdămbic hoặc Ănggôla) theo hai con ñường từ châu Âu và
trực tiếp từ vùng bờ biển Trung Mỹ, sau lan sang ấn ðộ.
Các thương gia Tây Ban Nha ñã du nhập cây khoai lang vào Philippin
(Yên, 1982) [43] và từ Philippin vào Phúc Kiến (Trung quốc) năm 1594. Tuy
nhiên, cũng có ý kiến cho rằng khoai lang vào Trung Quốc có thể sớm hơn từ ấn
ðộ hoặc Myanma.
Người Anh ñã ñưa khoai lang vào Nhật Bản năm 1615 nhưng ñã không
phát triển ñược. ðến năm 1674 cây khoai lang ñã ñược tái nhập vào Nhật Bản từ
Trung Quốc.
Cây khoai lang ñược trồng trong phạm vi rộng lớn giữa vĩ tuyến 400 Bắc
ñến 320 Nam và lan ñến ñộ cao 3.000m so với mặt nước biển. Tuy nhiên, cây
khoai lang vẫn ñược trồng nhiều ở các nước nhiệt ñới, á nhiệt ñới Châu á, Châu
Phi và Châu Mỹ La Tinh.
Ở Việt Nam, theo các tài liệu cổ như sách “Thực vật bản thảo”, “Lĩnh
nam tạp kỷ” và “Quảng ðông tân ngữ” của Lê Quý ðôn (Viện Hán nôm, 1995)
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
4
[16]), (Bùi Huy ðáp 1984 [3]), cây khoai lang có nhiều khả năng là cây trồng
nhập nội và có thể ñược ñưa vào nước ta từ nước Lã Tông (ñảo Luzon ngày nay)
vào cuối ñời Minh cai trị nước ta.
Trong “ Thảo mộc trang” có ñoạn viết: (Cam thự (Khoai lang) là loài củ
thuộc loài thử dự, rễ và lá như rễ khoai, củ to bằng nắm tay, to nữa bằng cái
bình, da tía, thịt trắng, người ta luộc ăn (Bùi Huy ðáp 1984) [3], (Viện Hán
nôm, 1995) [16].
Sách “Biên niên lịch sử cổ trung ñại Việt Nam” (Nhà xuất bản khoa học
xã Hội 1987 ñã có ghi: “Năm 1558 (năm Mậu ngọ), khoai lang từ Philippin
ñược ñưa vào Việt Nam, trồng ñầu tiên ở An Trường – Thủ ñô tạm thời của ñời
nhà Lê Trung Hưng (Hậu Lê), nay thuộc huyện Thọ Xuân, tỉnh Thanh Hoá”.
Như vậy, khoai lang ñã có mặt ở Việt Nam cách ñây khoảng gần 450 năm. Cây
khoai lang ñược giới thiệu vào Việt Nam có thể từ tỉnh Phúc Kiến – Trung Quốc
hoặc ñảo Luzon – Philippin vào cuối thế kỷ 16 (Vũ ðình Hòa, 1996 [5].
2.2. Tình hình sản xuất khoai lang trên thế giới và ở Việt Nam
Khoai lang là 1 trong 5 cây có củ quan trọng trên thế giới: sắn, khoai lang,
khoai mỡ, khoai sọ, khoai tây. Nếu không tính ñến cây khoai tây (cây có củ
vùng ôn ñới) thì khoai lang là cây có củ ñứng sau sắn ở các vùng Nhiệt ñới và á
nhiệt ñới.
Theo tài liệu của tổ chức lương thực – Nông nghiệp liên hiệp quốc (FAO)
năm 2009, diện tích trồng cây khoai lang từ năm 2006 ñạt (8,105 triệu ha) ñến
năm 2009 (diện tích: 8,216 triệu ha).
Sản lượng trên thế giới ñạt cao nhất là năm 2006, chỉ ñạt 106,646 (triệu
tấn ). Châu Á là châu lục ñạt sản lượng cao nhất 84,435 triệu tấn (năm 2006) và
thấp nhất là châu Âu ñạt 0.059 triệu tấn (năm 2007) (Bảng 2.2).
Nhìn chung, trong những năm gần ñây diện tích trồng khoai lang trên thế
giới có xu hướng giảm, năng suất tuy có tăng nhưng rất chậm và không ổn ñịnh,
do ñó tổng sản lượng cũng giảm.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
5
Ở Việt Nam, theo Niên giám thống kê nhà nước công bố, khoai lang ñã
ñược trồng phổ biến ở cả 8 vùng sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên sản xuất
khoai lang từ năm 2005 ñến năm 2009, có chiều hướng giảm cả về diện tích và
sản lượng. Diện tích trồng ñạt cao nhất là năm 2005 (185.300ha), nhưng sản
lượng ñạt cao nhất là năm 2006 (1.460.900tấn), sau ñó giảm (Bảng 2.3). Diện
tích trồng khoai lang năm 2005 - 2009 giảm từ 185.300ha ñến 146.400ha và
sản lượng biến ñộng từ 1.460.900tấn/năm ñến 1.207.000tấn/năm.
Vùng ðồng Bằng Sông Hồng, tỉnh có diện tích cao nhất là Hà Nội nhưng
diện tích trồng khoai lang giảm từ năm 2005 - 2009: 84000 ha – 42000 ha, thấp
nhất là tỉnh Hưng Yên ñạt 1.500 ha (2006) – 700 ha (2009). Vùng ðông Bắc thì
tỉnh Bắc Giang có diện tích lớn nhất là 10.600 ha (2005), tuy nhiên vào năm
2009 diện tích cũng giảm còn 7.900 ha, sản lượng ñạt 99.700 tấn/ha (2005) –
74.000 tấn/ha (2009) và thấp nhất là tỉnh Bắc Kạn.
Tỉnh Thanh Hóa là tỉnh có diện tích cao nhất nước: 16.300 ha (2005), sản
lượng ñạt 104.200 tấn/ha (Bảng 2.4 ).
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
6
Bảng 2.1. Phân bố khoai lang trên thế giới trong những năm gần ñây
Châu lục
Diện tích
Năng suất
Sản lượng
(Triệu ha)
(Tấn/ha)
(Triệu tấn)
2006
2007
2008
2009
2006
2007
Toàn thế giới
8,105
8,145
8,407
8,216
13,15 12,39 12,44 12,45 106,646 100,980 104,602 102,298
Châu Phi
3,292
3,287
3,414
3,448
4,46
4,173
14,705
14,115
15,269
14,390
Bắc-Trung Mỹ
0,039
0,043
0,043
0,043
39,16 37,24 38,36 36,48
0,810
0,886
0,902
0,936
Nam Mỹ
0,113
0,114
0,112
0,112
11,59 11,59 11,66 11,54
1,319
1,325
13,08
1,301
Châu Á
4,431
4,421
4,528
4,291
19,95
1880 18,93 19,60
88,435
83,136
85,727
84,115
Châu Úc
0,123
0,126
0,157
0,124
5,88
5,86
5,539
0,726
0,744
0,648
0,687
Châu Âu
0,0062 0,0052 0,0051 0,0052 11,68 11,47 11,64 11,75
0,072
0,059
0,063
0,061
4,29
2008
4,47
4,10
2009
2006
2007
2008
2009
* Nguồn FAOSTAT
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
7
Bảng 2.2. Diện tích và sản lượng khoai lang ở Việt Nam
Chỉ tiêu
NĂM
2005
Diện tích
Sản lượng
(Nghìn ha)
(Nghìn tấn/ha)
2006
2007
2008
2009
2005
2006
2007
2008
2009
Vùng
Cả nước
185,3 181,2 175,5 162,6 146,4 1443,1 1460,9 1437,6 1325,6 1207,0
ðBS.Hồng
42,8
39,0 36,5 32,3 22,8 376,7 347,2 327,6 291,8 194,7
TD và MNPB
43,3
44,7 44,2 41,4 38,2 270,6 278,3 285,1 267,5 238,2
BTB và DHMT
74,3
69,8 66,7 61,1 55,1 458,2 426,3 407,6 374,7 328,9
Tây Nguyên
10,4
12,3 12,3 13,0 14,1
85,9
125,0 125,2 131,1 151,0
ðông Nam Bộ
2,4
2,0
15,5
12,6
ðBS Cửu Long
12,1
13,4 13,8 12,7 13,7 236,2 271,5 279,5 243,1 274,1
2,0
2,1
2,5
12,6
17,4
20,7
Nguồn: Theo Niên giám thống kê nhà nước, 2009.[24]
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
8
Bảng 2.3. Các tỉnh có diện tích, năng suất khoai lang cao nhất và thấp nhất ở Việt Nam
Chỉ tiêu
Vùng
Cao
ðBS.Hồng
Thấp
Cao
ðông Bắc
Thấp
Cao
Tây Bắc
Thấp
Cao
Thấp
Bắc
Trung Bộ
Cao
Thấp
DHN.Trung
Bộ
Cao
Tây Nguyên
Thấp
Cao
Thấp
ðông Nam
Bộ
Cao
Thấp
ðBS.Cửu
Long
2005
Hà Tây
8,4
HưngYên
1,4
B.Giang
10,6
Bắc Kạn
0,4
H.Bình
4,9
ð.Biên
0,5
T.Hóa
16,3
Q.Trị
3,9
Q.Nam
9,2
N Thuận
0,1
ð. Lắk
3,6
K.Tum
0,2
B Phước
1,0
TPHCM
0,1
V.Long
5,2
Cần Thơ
0,0
Diện tích (ha)
2006
Hà Tây
7,0
Hà Nam
2,2
B.Giang
10,4
Bắc Kạn
0,5
H.Bình
5,5
ð.Biên
0,5
T.Hóa
15,6
Q.Trị
3,8
Q.Nam
8,8
N Thuận
0,1
ðắk Nông
4,0
K.Tum
0,2
B Phước 1,1
TPHCM
0,1
V.Long
6.0
Cần Thơ
0,1
(Nghìn ha)
2007
2008
Hà Tây
Hà Nội
6,6
7.5
Hà Nam
B Ninh
1,2
1,2
B.Giang
B.Giang
10,0
8,9
Bắc Kạn
Bắc Kạn
0,5
0,6
H.Bình
H.Bình
5,4
5,4
ð.Biên
ð.Biên
0,4
0,4
T.Hóa
T.Hóa
15,8
13,7
Q.Trị
Q.Trị
3,7
3,4
Q.Nam
Q.Nam
8,1
7,2
N Thuận
N Thuận
0,1
0,1
ðắk Nông
ðắk Nông
4,1
4,8
K.Tum
K.Tum
0,2
0,2
B Phước
B Phước
0,9
0,7
TPHCM
TPHCM
0,1
0,0
V.Long
V.Long
6,1
5,0
Long An
Cần Thơ
0,1
0,1
2009
Q Ninh
4,3
Hà Nam
0,5
BGiang
7,9
Bắc Kạn
0,6
H.Bình
4,9
ð.Biên
0,5
T.Hóa
12,5
Q.Trị
3,3
Q.Nam
6,6
K.Hòa
0,2
ð. Nông
6,1
K.Tum
0,2
B Phước
0,9
TPHCM
0,0
V.Long
5,2
Cần Thơ
0,0
2005
Hà Tây
74,8
Hà Nội
13,0
Bắc Giang
99,7
Bắc Kạn
1,5
Hòa Bình
23,9
ðiện Biên
1,9
Thanh Hóa
104,2
T.Thiên Huế:
22,4
Quảng Nam
60,1
N Thuận
0,4
L.ðồng
29,9
Kom Tum
1,0
Bình Phước
6,1
TPHCM
0,6
Vĩnh Long
152,0
Long An
0,6
Sản lượng (tấn/ha)
Nghìn tấn
2006
2007
2008
Hà Tây
T Bình
Hà Nội
62,6
59,1
61,1
Hà Nội
Hà Nội
Hà nam
10,8
9,7
9,2
Bắc Giang
Bắc Giang
Bắc Giang
97,6
98,3
88,7
Bắc Kạn
Bắc Kạn
Bắc Kạn
1,9
2,1
2,5
Hòa Bình
Hòa Bình
Hòa Bình
25,1
26,8
27,3
ðiện Biên
ðiện Biên
ðiện Biên
2,9
2,7
2,5
Thanh Hóa
Thanh Hóa
Thanh Hóa
96,9
99,4
86,2
T.Thiên Huế: T.Thiên Huế: T.Thiên Huế:
22,4
22,5
19,7
Quảng Nam
Quảng Nam
Quảng Nam
54,7
50,4
43,7
N Thuận
N Thuận
N Thuận
0,4
0,5
0,6
ðăk Nông
ðắk Nông
ðăk Nông
50,3
45,7
56,7
Kom Tum
Kom Tum
Kom Tum
1,2
1,2
1,3
Bình Phước
Bình Phước
Tây Ninh
6,7
5,9
7,2
TPHCM
TPHCM
TPHCM
0,6
0,4
0,2
Vĩnh Long
Vĩnh Long
Vĩnh Long
177,6
182,0
142,8
Long An
Long An
Long An
0,6
0,7
0,6
2009
Hà Nội
31,9
Hà Nam
5,0
Bắc Giang
74,0
Bắc Kạn
2,0
Hòa Bình
23,8
ðiện Biên
3,0
Thanh Hóa
77,0
T.Thiên Huế:
19,0
Quảng Nam
35,0
N Thuận
0,0
ðăk Nông
73,1
Kom Tum
1,0
Tây Ninh
7..
TPHCM
0,..
Vĩnh Long
148,….
Long An
0,6
Nguồn: Niên giám thống kê nhà nước, 2009.[19]
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
9
2.3. ðột biến và phương pháp gây ñột biến phóng xạ trong công tác chọn
tạo giống cây trồng
2.3.1. Khái niệm và phân loại ñột biến
ðột biến (mutation) là những biến ñổi di truyền hợp thành cơ sở di truyền
của tính biến dị, nó là hiện tượng thường xuyên gắn liền với sự sống và tiến hoá
của sinh vật. Tác ñộng của các ñột biến rất ña dạng, nó có thể gây ra những biến
ñổi bất kỳ tính trạng nào với những mức ñộ khác nhau, từ những biến ñổi rõ rệt,
ñến những sự sai lệch rất nhỏ khó nhận thấy. Một số ñột biến ñược biểu hiện ra
kiểu hình có thể quan sát ñược, nhưng cũng có những ñột biến chỉ ảnh hưởng tới
sức sống. Có những ñột biến lặn, nhưng cũng có những ñột biến trội. Sự thay
ñổi kiểu hình do ñột biến có thể biểu hiện ra ở các giai ñoạn sinh trưởng khác
nhau như phôi, hạt, cây con, cây trưởng thành.
Căn cứ vào tính chất biến ñổi cấu trúc di truyền mà người ta chia ñột biến
ra thành hai dạng cơ bản: ðột biến gen và ñột biến nhiễm sắc thể.
ðột biến gen là những biến ñổi trong cấu trúc nhiễm sắc thể của gen liên
quan ñến một hoặc vài cặp nucleotide xảy ra ở một ñiểm nào ñó trong phân tử
ADN. Thường gặp dạng mất, thêm, thay thế hay ñảo vị trí một cặp nucleotide [15].
ðột biến nhiễm sắc thể là những biến ñổi về cấu trúc nhiễm sắc thể (mất
ñoạn, ñảo ñoạn, lặp ñoạn, chuyển ñoạn) hay số lượng nhiễm sắc thể (thể nhị bội,
thể ña bội, …)
Trong các dạng ñột biến nêu trên dạng làm biến ñổi cấu trúc nhiễm sắc
thể thường dẫn ñến những biến ñổi có hại ñối với cơ thể sinh vật. Vì vậy, các
nhà chọn giống chú trọng chủ yếu ñến dạng ñột biến gen, dạng này liên quan
ñến sự biến ñổi cấu trúc của gen dẫn tới sự xuất hiện alen mới.
Sự phát sinh ñột biến có thể là tự phát (ñột biến tự nhiên): ðột biến xuất
hiện trong tự nhiên do tác ñộng của tập hợp các yếu tố (vật lý, hoá học, …) có
trong môi trường sống và do những biến loại về trao ñổi chất trong tế bào. ðột
biến có thể do tác ñộng của con người (ñột biến nhân tạo): bằng cách sử dụng
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
10
các tác nhân gây ñột biến như các tác nhân vật lý (tia X, tia gamma, bức xa cực
tím UV, bức xạ neutron,…), các tác nhân hoá học (các chất ñồng phân có tính
base và những hợp chất có liên quan, chất khác sinh, những tác nhân alkyl hoá,
acridines, azides, hydroxylamine, nitrous acid…).
Trong ñiều kiện tự nhiên, tần số xuất hiện ñột biến thay ñổi tuỳ thuộc vào
từng loại cây trồng và của từng gen riêng biệt, tuy nhiên tần số ñột biến thấp
(khoảng 10-6) và khó phát hiện, số ñột biến có lợi co sản xuất và ñời sống lại
càng thấp hơn. Ngày nay các nhà chọn giống không thể chỉ trông chờ vào việc
sử dụng các dạng ñột biến tự phát. Vì vậy việc nghiên cứu ñột biến nhân tạo
ñược các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, nhằm tăng tần suất xuất hiện ñột
biến với các tính trạng có giá trị kinh tế ở các loài thực vật nói chung và cây
trồng nói riêng. Mặc dù có nhiều hạn chế nhưng ñột biến thực nghiệm ñã và
ñang ñóng góp rất lớn cho việc cải tiến giống cây trồng trên thế giới.
2.3.2. Vai trò của ñột biến trong công tác chọn tạo giống cây trồng
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, những
phương pháp chọn tạo giống ñã, ñang ñược quan tâm phát triển. Bằng các
phương pháp truyền thống như lai tạo hoặc chọn lọc, ñể tạo ra một giống cây
trồng năng suất cao ổn ñinh, cần ít nhất 6 – 10 thế hệ. Trong khi ñó chọn giống
bằng phương pháp ñột biến nhân tạo (ñột biến thực nghiệm) chỉ cần 3 – 6 thế hệ.
ðồng thời sử dụng phương pháp ñột biến có thể giải quyết những vấn ñề mà
nhiều phương pháp khác không thể thực hiện:
- Khi biến dị tự nhiên về một ñặc tính mong muốn không có sẵn trong
nguồn vật liệu di truyền.
- Khi có sẵn một gen cần thiết song do mối liên kết chặt chẽ với các gen
khác làm cho gen ñó không ñược sử dụng.
- Khi tạo ñặc tính mong muốn không thực hiện ñược bằng phương pháp lai.
- Khi muốn thay ñổi một hoặc một số tính trạng riêng biệt nhằm khắc phục
nhược ñiểm của giống mà không làm thay ñổi những tính trạng của giống.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
11
Với phương pháp ñột biến thực nghiệm, sử dụng các tác nhân lý hoá gây
ñột biến ñã làm tăng sự sai khác di truyền trong quần thể.
Do các thành tựu mới về vật lý, hoá học, con người ñã sử dụng các tia
phóng xạ (tác nhân lý học) và các chất hoá học như colchicine, EMS, … trong
công tác chọn giống cây trồng và ñã thu ñược các thành tựu ñang kế. Kết quả
của nhiều nước thu ñược chứng tỏ ñây là một trong những phương pháp có hiệu
quả nhất ñể tạo giống mới. Nhiều nhà khoa học trên thế giới ñã dánh giá: một
trong những thành tựu xuất sắc của thế kỷ XX là khám phá ra phương pháp tạo
giống bằng cách gây ñột biến thực nghiệm.
2.3.2. ðột biến phóng xạ
2.3.2.1. Tác nhân phóng xạ gây ñột biến
Nhờ sự phát hiện mới trong vật lý nguyên tử ñã mở rộng phạm vi nghiên
cứu, ứng dụng phóng xạ trong tạo giống cây trồng. Có hai dạng phóng xạ là
phóng xạ hạt và phóng xạ ñiện từ.
Phóng xạ hạt là dòng chuyển ñộng của những hạt cơ bản như neutron,
proton, …
Phóng xạ ñiện từ là các sóng ñiện từ như tia gamma, tia X, …
Tia gamma và tia X là hai dạng tia ñược sử dụng như nguồn chiếu xạ cơ
bản trong các thực nghiệm, phổ biến nhất là tia gamma với nguồn Co60 và Cs137.
Do có bước sóng rất ngắn và vận tốc rất lớn, không có khối lượng và diện tích,
không bị lệch trong ñiện trường và có sức xuyên khá lớn.
2.3.2.2. Cơ chế gây ñột biến của tác nhân phóng xạ
Theo lý thuyết của A. M. Kuzin cơ chế của quá trình tương tác gây ñột
biến gồm ba giai ñoạn chính:
- Giai ñoạn 1: Có tính chất vật lý, sự tương tác của các bức xạ tạo ra quá
trình ion hoá và sự biến ñổi các hợp chất ở mức ñộ dưới phân tử và phân tử.
- Giai ñoạn 2: Có tính chất hoá học, ở giai ñoạn này diễn ra các phản ứng
tương tác của các sản phẩn sơ cấp do kết quả tương tác của bức xạ với các ñại
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………..
12
- Xem thêm -
.PDF 
86 
4 
147 
