Tài liệu Chọn lọc các dạng đột biến ở các quần thể đậu tương khi xử lý ethyl methane sunfonate

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ------------------ LÊ QUANG HÒA CHỌN LỌC CÁC DẠNG ðỘT BIẾN Ở CÁC QUẦN THỂ ðẬU TƯƠNG KHI XỬ LÝ ETHYL METHANE SUNFONATE LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Di truyền và Chọn tạo giống 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 tôi. Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Lê Quang Hoà 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 bản 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 ðại học Nông nghiệp Hà Nội và các em sinh viên ñể tôi hoàn thành luận văn này. Hà Nội, ngày 05 tháng 10 năm 2011 Tác giả luận văn Lê Quang Hòa 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 BẢNG............................................................................................. v PHẦN I: MỞ ðẦU ............................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của ñề tài ............................................................................. 1 1.2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài .................................................................. 2 1.2.1. Mục ñích.............................................................................................. 2 1.2.2. Yêu cầu:............................................................................................... 3 PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU..................................................................... 4 2.1 Nguồn gốc và phân bố cây ñậu tương......................................................... 4 2.2. Tình hình phát triển ñậu tương trong và ngoài nước ................................. 4 2.2.1. Tình hình ñậu tương trên thế giới ....................................................... 4 2.2.2. Tình hình phát triển ñậu tương ở Việt Nam........................................ 9 2.3. Tình hình nghiên cứu ñậu tương trong và ngoài nước............................. 10 2.3.1 Tình hình nghiên cứu ñậu tương trên thế giới. .................................. 10 2.3.2. Tình hình nghiên cứu giống ñậu tương ở Việt Nam. ........................ 18 2.4. Khái niệm và phân loại ñột biến .............................................................. 22 2.5. Vai trò của ñột biến trong công tác chọn tạo giống cây trồng ................. 23 2.6. Một số nghiên cứu về phương pháp xử lý ñột biến trong chọn tạo giống cây trồng .......................................................................................................... 24 2.7. Tình hình nghiêu cứu chọn tạo giống ñậu tương bằng phương pháp xử lý ñột biến trên thế giới và Việt Nam.................................................................. 27 2.7.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới..................................................... 27 2.7.2 Tình hình nghiên cứu trong nước....................................................... 31 PHẦN III: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..... 33 3.1 Vật liệu nghiên cứu ................................................................................... 33 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… iii 3.2. Thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu............................................................ 33 3.3. Thế hệ M2 và các thế hệ tiếp theo............................................................. 33 3.3.1. Thế hệ M2:..................................................................................... 33 3.3.2. Thế hệ M3:......................................................................................... 34 3.3.3. Thế hệ M4 .......................................................................................... 34 3.4. Cách xử lý số liệu................................................................................. 37 3.5. Thời vụ gieo trồng................................................................................ 37 PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................ 38 4.1. Bảng mô tả các giống gốc ........................................................................ 38 4.1.1. Bảng mô tả giống ðT12.................................................................... 38 4.1.2. Bảng mô tả giống ðT20.................................................................... 39 4.1.3. Bảng mô tả giống ðVN9 .................................................................. 40 4.2. Các ñặc ñiểm sinh trưởng và phát triển của các gia ñình ở thế hệ M2 .... 41 4.2..1. Giống ðVN9 .................................................................................... 42 4.2.2. Giống ðT12 ...................................................................................... 44 4.2.3. Giống ðT20 ...................................................................................... 48 4.3. Thế hệ M3 ................................................................................................ 51 4.4 Các chỉ tiêu của các giống ở thế hệ M4 ..................................................... 52 4.4.1. Chỉ tiêu của giống ðVN9: ................................................................ 53 4.4.2 Các chỉ tiêu theo dõi giống ðT12 ...................................................... 57 4.4.3. Chỉ tiêu theo dõi giống ðT20 ........................................................... 61 PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ................................................................ 66 5.1. Kết luận .................................................................................................... 66 5.2. ðề nghị ..................................................................................................... 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 68 PHỤ LỤC ............................................................................................................ 72 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… iv DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1. Tình hình sản xuất ñậu tương ở Việt Nam ....................................... 5 Bảng 2.2: Diện tích, năng suất, sản lượng của các quốc gia sản xuất ñậu tương lớn trên thế giới qua một số năm............................................ 6 Bảng 2.3: Sản lượng các nước sản xuất ñậu tương lớn trên thế giới năm 2007................................................................................................... 7 Bảng 2.4: Năng suất, diện tích, sản lượng ñậu tương của các quốc gia có năng suất ñậu tương cao nhất thế giới năm 2007 ............................. 7 Bảng 2.5: Tình hình sản xuất ñậu tương ở Việt Nam giai ñoạn 2005-2007 ..... 9 Bảng 2.6: Các tỉnh sản xuất ñậu tương lớn của Việt Nam năm 2007 ............. 10 Bảng 4.2 ðặc ñiểm hình thái của các giống................................................... 41 Bảng 4.3. Chiều cao cây, số cành cấp 1 của giống ðVN9 ở thế hệ M2 .......... 42 Bảng 4.4. Tổng số quả trên cây và số quả chắc trên cây của giống ðVN9 ở thế hệ M2 ...................................................................................... 43 Bảng 4.5. Tỉ lệ số quả 1 hạt, số quả 3 hạt của giống ðVN9 ở thế hệ M2 ....... 44 Bảng 4.6. Chiều cao cây, số cành cấp 1 của giống ðT12 ở thế hệ M2 ........... 45 Bảng 4.7. Tổng số quả trên cây và sô quả chắc trên cây của giống ðT12 ở thế hệ M2 ......................................................................................... 46 Bảng 4.8. Tỉ lệ số quả 1 hạt, số quả 3 hạt của giống ðT12 ở thế hệ M2 ......... 47 Bảng 4.9. Chiều cao cây và số cành cấp 1 giống ðT20 ở thế hệ M2 .............. 48 Bảng 4.10. Tổng số quả trên cây và số quả chắc trên cây của giống ðT20 ở thế hệ M2 ......................................................................................... 49 Bảng 4.11. Tỉ lệ số quả 1 hạt, số quả 3 hạt và số quả 4 hạt của giống ðT20 ở thế hệ M2 ......................................................................................... 50 Bảng 4.12. Các ñặc ñiểm về hình thái................................................................. 53 Bảng 4.13. ðặc ñiểm sinh trưởng và phát triển .................................................. 54 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… v Bảng 4.14. Các yếu tố cấu thành năng suất ........................................................ 55 Bảng 4.15. Các ñặc ñiểm về hình thái................................................................. 57 Bảng 4.16. ðặc ñiểm sinh trưởng và phát triển .................................................. 58 Bảng 4.17. Các yếu tố cấu thành năng suất ........................................................ 59 Bảng 4.18. Các ñặc ñiểm về hình thái................................................................. 61 Bảng 4.19. ðặc ñiểm sinh trưởng và phát triển .................................................. 62 Bảng 4.20. Các yếu tố cấu thành năng suất ........................................................ 63 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… vi PHẦN I: MỞ ðẦU 1.1. Tính cấp thiết của ñề tài Cây ñậu tương (Glycine max) Merrill là một trong những cây trồng rất quan trọng ở nước ta: ðậu tương không những là nguồn thực phẩm giàu Protein, vitamin và các khoáng chất trong các bữa ăn hàng ngày của người dân các nước ñang phát triển mà còn là nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp, làm thức ăn cho gia súc và là cây trồng góp phần nâng cao ñộ phì nhiêu cho ñất. Ngoài ra, ñậu tương còn là cây trồng ngắn ngày, có thể trồng ñược 3 – 4 vụ/ năm trong các hệ thống luân canh tăng vụ trên 7 vùng sinh thái của nước ta. Ở Việt Nam, cây ñậu tương ñược trồng luân canh, xen vụ, gối vụ trong cơ cấu cây trồng, nhằm nâng cao năng suất cây trồng vụ sau và nâng cao hệ số sử dụng ñất. ðiều này có ý nghĩa to lớn trong phương châm chuyển ñổi cơ cấu, ña dạng hóa cây trồng ở nước ta hiện nay. ðăc biệt, trong chiến lược thâm canh tăng vụ, việc ñưa vào luân canh với những cây trồng khác vừa cải tạo ñất vừa nâng cao năng suất cây trồng và sử dụng ñất bền vững. Chính vì những giá trị ñó, cây ñậu tương chiếm giữ một vị trí quan trọng trong nền nông nghiệp của nước ta. Tuy nhiên tổng sản lượng ñậu tương còn quá ít so với nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Việc mở rộng diện tích gieo trồng còn gặp nhiều khó khăn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: ñất ñai, khí hậu, thời tiết, biện pháp kỹ thuật canh tác... Một nguyên nhân quan trọng là chưa có bộ giống ñể gieo trồng cho các vụ khác nhau; chống chịu sâu, bệnh, virus, giống cực sớm... ðặc biệt là chưa có giống chịu hạn có thể gieo trồng trong vụ thu ñông và vụ hè thu cho năng suất cao. Nếu gieo trồng ñậu tương trong vụ thu ñông thì hay gặp hạn ở giai ñoạn ra hoa, trong vụ xuân thì hay gặp hạn ở giai ñoạn cây con, còn vụ hè thì ñậu tương chịu hạn tổng hợp: hạn ñất, hạn không khí. Bởi vậy, khi gặp hạn phải Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 1 tưới nước cho cây mới ñảm bảo năng suất trung bình, ở những vùng mà ñiều kiện tưới nước không giải quyết ñược thì cần phải có những giống chịu hạn tốt, ñảm bảo cho năng suất cao trong ñiều kiện hạn hán. Ngày nay những thành tựu của các lĩnh vực di truyền phóng xạ và hóa học ngày càng ñược ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp ñể gây nên các dạng ñột biến một cách nhanh chóng làm cơ sở cho việc chọn lọc và tạo ra giống mới thích ứng cho từng vụ gieo trồng khác nhau, cho các vùng sinh thái khác nhau, cho năng suất cao và ổn ñịnh, có khả năng chống chịu sâu bệnh và và thích ứng với ñiều kiện bất thuận là một vấn ñề rất cần thiết và cấp bách. ðột biến thực nghiệm là một trong những phương pháp mang lại hiệu quả cao trong việc cải tạo giống củ và tạo ra giống mới. Do ñó chọn giống bằng phương pháp ñột biến ñã trở thành phương tiện chọn tạo giống cây trồng nói chung và chọn giống ñậu tương nói riêng của các nhà chọn giống. ðể góp phần tạo ra các nguồn vật liệu mới phục vụ cho công tác chọn giống ñậu tương bằng con ñường ñột biến chúng tôi thực hiện ñề tài: ‘‘Chọn lọc các dạng ñột biến ở các quần thể ñậu tương khi xử lý ethyl methane sunfonate”. 1.2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài 1.2.1. Mục ñích Phân loại, chọn lọc các dạng biến dị ở các giống ñậu tương (ðT12, ðVN9, ðT20) sau khi xử lý ethyl methane sunfonate nồng ñộ EMS ñược sử dụng là 0,5%. ðánh giá các ñặc ñiểm nông học, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng ñậu tương biến dị. Sàng lọc các dạng biến dị có nhiều ñặc ñiểm mong muốn. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 2 1.2.2. Yêu cầu: Thiết lập các thế hệ M2 theo phương pháp cây thành hàng. Theo dõi các ñặc ñiểm sinh trưởng phát triển, các ñặc ñiểm nông sinh học, hình thái, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các cá thể trong từng gia ñình ở thế hệ M2 và các thế hệ tiếp theo. Nhận biết, phân lập và chọn lọc các dạng biến dị. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 3 PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nguồn gốc và phân bố cây ñậu tương Theo Vavilov (1951) cây ñậu tương là cây trồng có cách ñây hơn 5.000 năm ở Trung tâm Phát sinh cây trồng Trung Quốc. Fukada (1933), Hymowitz (1970) [24] ñã kết luận: ðậu tương xuất hiện ở dạng cây thuần hóa từ 1.100 năm trước công nguyên tại vùng ðông Bắc Trung Quốc. Sau ñó từ phía bắc Trung Quốc, ñậu tương ñược phát triển sang Triều Tiên, Nhật Bản, thế kỷ 17 ñược du nhập sang Châu Âu và Bắc Mỹ (Hymowitz, 1999). Cũng theo Hymowitz và Hardan (1983) họ ñã phát hiện ra Henry Yonge là người trồng cây ñậu tương tại trang trại của ông ở Thunderbotlt năm 1965. Ở miền ðông và Nam Trung Quốc, ñậu tương ñược lan truyền sang các nước ðông Nam Châu Á. Theo Morse (1950) viết: Ghi chép ñầu tiên về cây ñậu tương nằm trong cuốn Bản thảo cương mục, tương truyền cuốn này do Lý Thời Trân viết năm 2.838 trước công nguyên. ðậu tương ñược xem là cây ñậu quan trọng nhất, ñược xếp vào hàng ngũ cốc (gồm 5 cây lấy hạt quan trọng là: lúa nước, ñậu tương, ñại mạch, cao lương và kê) quyết ñịnh sự tồn tại của nền văn minh Trung Quốc. Theo Nogata cây ñậu tương ñược nhập vào Nhật Bản và Triều Tiên khoảng 200 năm trước và sau công nguyên. Ở Việt Nam, cây ñậu tương cũng ñã ñược trồng từ lâu. Theo ‘‘Vân ñài loan ngữ” của Lê Quý ðôn thế kỷ 18 ñậu tương ñã ñược trồng ở một số tỉnh, vùng ðông Bắc nước ta. [37] 2.2. Tình hình phát triển ñậu tương trong và ngoài nước ta 2.2.1. Tình hình ñậu tương trên thế giới Cây ñậu tương chiếm vị trí quan trọng hàng ñầu trong 8 cây lấy dầu quan trọng của thế giới: ðậu tương, bông, lạc, hướng dương, cải dầu, lanh, dừa và cọ dầu. Do vậy ñậu tương ñược trồng phổ biến ở hầu khắp các nước trên thế giới, nhưng tập trung nhiều nhất ở các nước Châu Mỹ chiếm tới 73,0% tiếp ñó là các Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 4 nước thuộc khu vực Châu Á (Trung Quốc, Ấn ðộ) chiếm 23,15% (Lê Hoàng ðộ và CTV, 1977). [10]. ðậu tương là cây trồng truyền thống gắn bó với người nông dân Việt Nam. ðậu tương ñược trồng phổ biến ở cả ba miền, trên ñủ mọi loại ñịa hình và các loại ñất khác nhau. Bảng 2.1. Tình hình sản xuất ñậu tương ở Việt Nam Năm 1995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 Diện tích Năng suất (nghìn ha) (tạ/ha) 121,1 10,30 122,3 11,80 204,1 14,34 185,6 13,90 187,4 14,70 191,5 14,03 146,2 14,6 (Nguồn: Faostat, Janurary 2010) Sản lượng (nghìn tấn) 125,5 144,9 292,7 158,1 275,5 268,6 213,6 Công tác thu thập vật liệu, nghiên cứu và ñánh giá tập ñoàn, công tác chọn giống trong 20 năm (1985 - 2005) ñã thu ñược những kết quả khích lệ. Trên 5.000 mẫu giống ñậu tương trong ñó có trên 300 giống ñịa phương ñã ñược thu thập và nhập nội. Khoảng 4.188 mẫu giống ñậu tương nhập chủ yếu từ Viện Cây trồng liên bang Nga mang tên Vavilop (VIR), một số ñược nhập từ Trung tâm Phát triển rau Châu Á (AVRDC), Úc, Nhật, Mỹ, và Viện Cây trồng nhiệt ñới quốc tế (IITA) ñã ñược khảo sát và ñánh giá. Bên cạnh ñó, các mẫu giống ñột biến với các tính trạng như thời gian sinh trưởng ngắn, chịu rét, chịu nóng, chống bệnh gỉ sắt… ñã ñược phân lập và sử dụng trong chọn tạo giống (Trần ðình Long và Nguyễn Thị Chính, 2005) [9]. Do nắm trong tay hàng ngàn nguồn gen, hơn 100 giống có năng suất cao, chất lượng tốt và áp dụng rất nhiều tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất nên Mỹ luôn là nước có diện tích và sản lượng ñậu tương ñứng ñầu thế giới. Năm 2005, diện tích trồng ñậu tương của Mỹ ñạt 28,8 triệu ha chiếm 35,56% diện tích của thế giới. ðến năm 2006, diện tích gieo trồng ñã tăng lên 30,2 triệu ha (tăng 1,36%) Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 5 do ñó mặc dù năng suất có giảm (tuy không lớn 28,76 tạ/ha năm 2005 so với 28,70 tạ/ha năm 2006) nhưng sản lượng ñậu tương vẫn tăng ở mức ổn ñịnh Nguyễn Văn Luật (2005) [17]. Bảng 2.2: Diện tích, năng suất, sản lượng của các quốc gia sản xuất ñậu tương lớn trên thế giới qua một số năm. Tên quốc Diện tích (triệu ha) gia 2004 2005 2006 Năng suất (tạ/ha) 2004 2005 2006 Sản lượng (triệu tấn) 2004 2005 2006 Mỹ 29,90 28,80 30,20 18,40 28,76 28,70 85,00 82,80 86,10 Brazil 21,50 22,90 20,70 23,14 21,92 28,50 49,80 50,20 59,00 Argentina 14,30 14,00 15,20 21,99 27,28 26,60 31,50 38,30 40,50 Trung Quốc 9,70 9,50 9,30 18,14 17,79 17,05 17,60 16,90 16,20 Ấn ðộ 6,90 6,90 7,30 10,88 9,56 10,00 7,50 6,60 7,30 (Nguồn : FAO 2007) Brazil cũng là một cường quốc về sản xuất ñậu tương, ñứng thứ hai trên thế giới sau Mỹ. Nguyên nhân dẫn tới sự phát triển mạnh mẽ ñậu tương tại Brazil là giá ñậu tương luôn luôn ở mức cao trong những năm 1960,1970 ñã làm cho cây ñậu tương trở thành cây trồng mang lại lợi nhuận trên ñơn vị diện tích cao hơn ngô, bông, lúa, trồng cỏ, nuôi bò. Vì vậy, phần lớn diện tích gieo trồng các cây này ñã chuyển sang trồng ñậu tương (ước tính khoảng 35 - 40% diện tích). Bên cạnh ñó, năm 1977, Mỹ ñã ban hành chính sách cấm xuất khẩu ñậu tương ñã buộc những nước trước ñây nhập ñậu tương, nay phải tìm nguồn cung cấp khác, hoặc phải phát triển sản xuất tại nội ñịa (Ngô Thế Dân, Trần ðình Long và các cộng sự) [7]. Nhìn chung, sản xuất ñậu tương ở Châu Á, ñặc biệt là những nước ñang phát triển thấp hơn khá nhiều so với những nước phát triển trong khu vực và trên thế giới mặc dù ñậu tương có nguồn gốc phát sinh từ Châu Á (Trung Quốc). ðây Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 6 là một vấn ñề cần giải quyết ñể phát triển sản xuất ñậu tương ở các nước Châu Á trong thời gian tới. Bảng 2.3: Sản lượng các nước sản xuất ñậu tương lớn trên thế giới năm 2007 TT Tên quốc gia Sản lượng (triệu tấn) 1 Mỹ 70,707 2 Brazil 58,197 3 Argentina 45,500 4 Trung Quốc 15,600 5 Ấn ðộ 9,433 6 Paraguay 3,900 7 Canada 2,785 8 Bolivia 1,900 9 Ukraine 0,836 10 Uruguay 0,800 (Nguồn : FAO 2007) Bảng 2.4: Năng suất, diện tích, sản lượng ñậu tương của các quốc gia có năng suất ñậu tương cao nhất thế giới năm 2007 TT Tên quốc gia Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn) 1 Georgia 1.500 40,000 6.000 2 Thổi Nhĩ Kỳ 12.000 36,195 43.435 3 Bhutan 550 35,454 1.950 4 Italy 132,604 33,343 444.151 5 Ai Cập 16,500 33,030 54.500 6 Tây Ban Nha 400 30,000 1.200 7 Thụy Sỹ 1.000 30,000 3.000 8 Argentina 16.100.000 28,260 45.500.000 9 Brazil 20.637.643 28,199 28.197.297 10 Slovenia 126 27,619 348 11 Pháp 37.000 27,567 (Nguồn: FAO 2007) 102.000 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 7 Trước ñây, trung quốc ñã có thời kỳ là nước ñứng thứ 3 thế giới về sản xuất ñậu tương. Tuy nhiên, do không ñược ñầu tư ñúng mức nên trong giai ñoạn 1999 – 2000 ñã bị Argentina vượt qua ñể trở thành nước ñứng thứ 3 thế giới về sản xuất ñậu tương. Theo số liệu công bố của FAO năm 2007, năng suất ñậu tương trong năm 2007 ñã có những thay ñổi ñáng kể. Tuy là nước có sản lượng ñậu tương cao nhất thế giới. Song Mỹ, Trung Quốc vẫn chưa phải là những quốc gia có năng suất ñậu tương cao nhất trên thế giới. Ngày nay, ñậu tương là một cây trồng quan trọng trên thế giới với diện tích gieo trồng khoảng 80 triệu hecta và sản lượng khoảng 197 triệu khối (Charron và cộng sự, 2005) [18]. Mỹ, Trung Quốc, Bắc Triều Tiên, Hàn Quốc, Braxin và Achentina là những nước sản xuất ñậu tương chính, chiếm 90% sản lượng của thế giới (Lu , 2004). [28] Mặc dù có nguồn gốc ở phương ðông (vùng ðông Á), song ñến nay ñậu tương ñã có mặt ở tất cả các lục ñịa. Trên thế giới có 78 nước trồng ñậu tương. Sản phẩm của cây ñậu tương là mặt hàng buôn bán rộng rãi, ổn ñịnh trên toàn thế giới. Mặt hàng ñậu tương trên thị trường thế giới ở 3 dạng khác nhau: - Dạng thô – xuất khẩu dạng hạt ñậu tương. - Dạng bán thành phẩm: như khô dầu ñậu tương, dầu ñậu tương. - Dạng xuất tinh: như bơ thực vật, protein chiết xuất từ ñậu tương, thịt ñậu tương. Về dạng thô: hạt ñậu tương từ những năm 80 ñã xuất khẩu khoảng 24 - 25 triệu tấn/năm. Từ năm 2000 cho ñến nay ñã có hàng trăm triệu tấn ñậu tương ñược xuất khẩu mỗi năm. Nhu cầu ñậu tương ngày càng tăng nhanh vì nó là nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp như: công nghiệp ép dầu, bánh kẹo, ñồ hộp, công nghiệp dược... Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 8 2.2.2. Tình hình phát triển ñậu tương ở Việt Nam Việt Nam có lịch sử trồng ñậu tương lâu ñời. Nhân dân ta ñã biết trồng và sử dụng ñậu tương từ hàng nghìn năm nay, nhưng trước ñây sản xuất ñậu tương chỉ bó hẹp trong một phạm vi nhỏ thuộc các tỉnh miền núi phía Bắc. Trước cách mạng tháng Tám, diện tích ñậu tương cả nước là 30.000 ha, năng suất khoảng 410 kg/ha. Diện tích bình quân thời kỳ 1975 - 1980 khoảng 50.000 - 55.000 ha, năng suất ñạt 500kg/ha. Theo số liệu thống kê của Cục thống kê năm 2000, diện tích ñậu tương nước ta chỉ ñạt 124,1 nghìn ha, năng suất bình quân 12 tạ/ha, sản lượng 149,3 nghìn tấn. Tuy nhiên, diện tích và sản lượng ñậu tương Việt Nam không ngừng tăng nhanh và ñạt ñỉnh ñiểm vào năm 2005 với diện tích 203,6 nghìn ha gần gấp ñôi năm 2000, năng suất trung bình 14,3 tạ/ha tăng 19,1%, sản lượng ñạt 291,5 nghìn tấn tăng 95%. Diện tích và sản lượng ñậu tương sau ñó giảm nhẹ năm 2006 và lại tăng nhẹ năm 2007 Bảng 2.5: Tình hình sản xuất ñậu tương ở Việt Nam giai ñoạn 2005-2007 Diện tích Năng suất Sản lượng (nghìn ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) 2000 124,1 12,0 149,3 2001 140,3 12,4 173,7 2002 158,6 13,0 205,6 2003 165,6 13,3 219,7 3004 183,8 13,4 245,9 2005 203,6 14,3 291,5 2006 185,8 13,9 258,2 2007 190,1 14,6 275,5 Năm Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 9 Bảng 2.6: Các tỉnh sản xuất ñậu tương lớn của Việt Nam năm 2007 Diện tích Năng suất Sản lượng (nghìn ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) Hà Nội 35,2 15,28 53,8 2 ðắkNông 14,8 19,80 29,3 3 Hà Giang 18,2 9,51 17,3 4 ðồng Tháp 7,3 22,74 16,6 5 Thái Bình 7,2 19,17 13,8 6 Hà Nam 8,2 14,63 12,0 7 Sơn La 9,2 12,39 11,4 8 ðiện Biên 9,1 12,09 11,0 TT Tỉnh 1 Qua bảng trên ta thấy, các tỉnh sản xuất ñậu tương lớn bao gồm Hà Nội, ðắk Nông, Hà Giang, ðồng Tháp, Thái Bình, Hà Nam, Sơn La, ðiện Biên trong ñó Hà Nội là ñịa phương có diện tích lớn nhất. Năm 2007, diện tích ñậu tương Hà Nội là 35,2 nghìn ha (riêng Hà Tây cũ chiếm 33,6 nghìn ha, năng suất 15,28 tạ/ha, sản lượng 53,8 nghìn tấn chiếm 19,53% tổng sản lượng ñậu tương cả nước, vượt xa tỉnh có sản lượng thứ 2 là ðăkNông 29,3 nghìn tấn. Hiện nay có 3 vùng trồng ñậu tương lớn nhất là: miền núi và trung du Bắc Bộ, ñồng bằng sông Hồng và vùng ðông Nam Bộ chiếm 72,2% tổng diện tích cả nước. Các tỉnh trồng nhiều ñậu tương gồm: Cao Bằng, Sơn La, Bắc Giang, Hà Nội (Hà Tây cũ), ðồng Nai, ðồng Tháp và ðắc Lắc. 2.3. Tình hình nghiên cứu ñậu tương trong và ngoài nước. 2.3.1 Tình hình nghiên cứu ñậu tương trên thế giới. ðậu tương là 1 trong 3 cây trồng (ñậu tương, ngô, bông) áp dụng công nghệ chuyển gen phổ biến nhất. Ở Mỹ diện tích cây chuyển gen chiếm tỷ lệ như sau: - ðậu tương: 57 % diện tích gieo trồng. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 10 - Bông: 55 % diện tích ñất gieo trồng. - Ngô: 33 % diện tích ñất gieo trồng. Hiện nay trên thế giới, 90% ñậu tương ñược sản xuất ở 4 nước là Mỹ (52%), Brazil (17%), Argentina (10%), Trung Quốc (10%) Ở Mỹ, ñậu tương ñược trồng ñầu tiên ở Bắc Mỹ cách ñây khoảng 200 năm. Năm 1824, diện tích trồng ñậu tương mới chỉ ñạt 70.000 ha, năng suất 7-9 tạ/ha. Hiện nay ñậu tương ñã ñứng hàng thứ ba sau lúa mì, ngô. Năng suất cũng không ngừng ñược tăng lên một phần là do nhiều giống ñậu tương mới ñược ra ñời nhờ các phương pháp chọn lọc và nhập nội, gây ñột biến nhân tạo và lai tạo. Từ năm 1983, Mỹ ñã có trên 10.000 mẫu giống ñược nhập nội từ khắp nơi trên thế giới ñiển hình là PI 194633 nhập từ Thụy ðiển, PI274454 nhập từ Okinawoa... Trong những năm 1928-1932 trung bình mỗi năm nước Mỹ thu ñược 1190 dòng từ các nước khác nhau. Hiện nay Mỹ ñã ñưa vào sản xuất trên 100 giống ñậu tương theo hướng chung là sử dụng tổ hợp lai cũng như chọn lọc cho thích hợp với từng vùng và tiểu vùng sinh thái, ñặc biệt là công tác nhập nội ñể bổ sung vào quỹ gen. (Johnson và Bernard, 1967) [51] Mục tiêu trong công tác chọn tạo giống ñậu tương ở Mỹ là chọn ra những giống tốt, có khả năng thâm canh cao, phản ứng yếu với ánh sáng, chống chịu tốt với sâu bệnh và ñiều kiện bất thuận, hàm lượng protein cao, dễ chế biến và bảo quản. Các giống nhập nội ñều ñược sử dụng làm vật liệu trong công tác chọn tạo giống. Hiện nay công nghệ gen ñã góp phần tạo ra các giống mới mang ñặc tính mong muốn, mở ra một hướng mới của công tác chọn tạo giống hiện ñại. Chọn tạo giống ñậu tương bằng phương pháp ñột biến ở Mỹ cũng ñạt nhiều kết quả. Các giống ñậu tương năng suất cao, chất lượng tốt lần lượt ñược ra ñời bởi Willams K.F (1950), Williams.J (1960). ðặc biệt trong những năm 1988-1990, Tulman Netto, Nazim ñã tạo ñược giống ñột biến có khả năng chống chịu bệnh gỉ sắt và bệnh virus. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 11 Ở Braxin, từ năm 1976 ñến nay trung tâm nghiên cứu quốc gia Braxin ñã chọn tạo ra ñược nhiều giống mới như Doko, Numbaira, Cristalin…với 1500 dòng giống ñậu tương khác nhau. Trong ñó, năng suất cao nhất là giống Cristalin ñạt 38 tạ/ha. Thời gian tới, Braxin chọn giống theo hướng có thời gian sinh trưởng 107- 120 ngày, năng suất cao, kháng sâu bệnh rộng và chất lượng tốt.(Tsukuba, Japan, 1993) [70] Trung Quốc là quốc gia sản xuất ñậu tương hàng ñầu Châu Á. Dựa trên nguồn vật liệu di truyền thu thập từ nhiều quốc gia và vùng sinh thái, Trung Quốc ñã tạo ra nhiều giống ñậu tương có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu với các ñiều kiện ngoại cảnh bất thuận. ðiển hình là các giống CN001, CN002, HTF18, YAT12, ñạt năng suất trên diện rộng là 24 - 42 tạ/ha (The Asian Soybean Network, 1994) [72]. Trung Chi số 8, năng suất tiềm năng có thể ñạt 30 - 45 tạ/ha, thích ứng cho vùng Hồ Bắc. Giống Trung ðậu 29 có tỷ lệ ñậu quả 4 hạt cao, năng suất tiềm năng 26 - 37 tạ/ha. Trong số các giống có năng suất cao, giống Tạp Hoàng ñược nhập vào Việt Nam có tiềm năng năng suất 40 – 45 tạ/ha (Dương ðình Tường, 2006) [26]. Một số giống ñược tạo ra từ phương pháp ñột biến thực nghiệm như giống Tiefeng 18 do xử lý bằng tia gama có khả năng chịu phèn tốt, chống ñổ, năng suất cao phẩm chất tốt. Giống Heinoum N06, Heinoum N016 sau khi xử lý bằng tia gama cho hệ rễ hoạt ñộng tốt hơn, lóng thân ngắn, nhiều cành, chịu hạn, khả năng thích ứng rộng. Ấn ðộ, ngay từ những năm 1963 ñã bắt ñầu khảo nghiệm các giống ñịa phương và nhập nội tại trường ðại học Pathaga. ðến năm 1976 thành lập chương trình ñậu tương toàn Ấn ðộ với nhiệm vụ tạo thử nghiệm giống mới và ñã tạo ra một số giống có triển vọng như: Birsassoil; DS 74-24-2, DS 73-16... Tổ chức AICRPS và NRCS ñã tập trung nghiên cứu về genotyp và ñã phát hiện ra 50 tính trạng phù hợp với tính trạng nhiệt ñới, ñồng thời phát triển những gióng chống chịu cao với bệnh khảm virus. Năm 1985 hai tác giả Gings và Chandhary ñã xác ñịnh ñược 6 giống có năng suất cao, ổn ñịnh là HM93, PK73Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 12 92, PK73-94, PK321, Bragg và SH1 [32]. Ở Thái Lan hai trung tâm MOAC và CGPRT ñã phối hợp nghiên cứu nhằm cải tiến giống có năng suất cao, có tính chống chịu với một số bệnh hại như gỉ sắt, sương mai, vi khuẩn... ñồng thời có khả năng chịu hạn và ñất mặn. Tổ chức DOA ñã tổ chức nghiên cứu nhằm chọn ra những giống có thời gian sinh trưởng ngắn (75-90 ngày), có phản ứng trung tính với ánh sáng, năng suất ổn ñịnh, phẩm chất khá, không nứt vỏ, có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt. Ở nhiều nước Châu Âu cũng ñã quan tâm phát triển tới cây ñậu tương. Tiệp Khắc cũ ngoài việc nhập nội các giống của Mỹ còn sử dụng biện pháp lai tạo, gây ñột biến. Kết quả ñã tạo ra một số giống như Zora, Dun-Silca, Nhigra.... Tại Bungaria, từ năm 1984-1986 C.Nikolox ñã xử lý tia gama liều từ 5-30 Kr và hóa chất EMS nồng ñộ 0,1-0,4% lên các giống ñậu tương, kết quả rất nhiều giống tham gia thử nghiệm ñã chín sớm từ 10-12 ngày so với giống khởi ñầu, số nốt sần nhiều hơn từ 5-10%. Gorannova ñã tạo ñược giống ñột biến có hàm lượng dầu vượt giống gốc từ 6-13% [19]. Ở Liên Xô cũ, năm 1945 AK.Losenco ñã xác ñịnh ñược hiệu quả cao nhất của các liều lượng chiếu xạ ñối với hạt ñậu tương khô là 5Kr, với mầm non và cây ñang ra hoa là 2Kr. Enken năm 1957 bằng ñột biến phóng xạ ñã thu ñược các dạng chín sớm, năng suất cao, hàm lượng protein cao, chịu rét khá. Các nghiên cứu của Mansenco (1955-1956) khi xử lý tia gama và hóa chất ELC (Ethylenimin), DEF (Dimethylsulfat) tạo ra cá giống chín sớm hơn giống khởi ñầu từ 8-12 ngày, một số giống có năng suất vượt giống khởi ñầu 23%-24%. Các kết quả của Racharas (1996), Smith, PE.Agron (1969), Krasse (1989) ñã góp phần ñáng kể vào việc chọn tạo giống ñậu tương ở Châu Âu . Chọn giống ñột biến ở ñậu tương ñi sau rất nhiều so với các cây trồng quan trọng khác như lúa, lúa mì nhưng cũng là một trong các phương pháp hiệu quả nhờ ñem lại nhiều biến dị phong phú. Tác nhân gây ñột biến, chủ yếu là tác nhân hóa học, ñã ñược sử dụng thành công trong cải tiến một số tính trạng ở ñậu Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………… 13