Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ nhằm tạo các dòng cà chua chịu nhiệt cho năng suất cao từ nguồn nguyên liệu của cuba và việt nam nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất

VIỆN DI TRUYỀN NÔNG NGHIỆP BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CHIẾU XẠ NHẰM TẠO CÁC DÒNG CÀ CHUA CHỊU NHIỆT CHO NĂNG SUẤT CAO TỪ NGUỒN NGUYÊN LIỆU CỦA CUBA VÀ VIỆT NAM NHẰM ĐÁP ỨNG NHU CẦU SẢN XUẤT CNĐT: ĐÀO THỊ THANH BẰNG 8899 HÀ NỘI – 2011 VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM VIỆN DI TRUYỀN NÔNG NGHIỆP CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Hà nội, ngày tháng năm 2011 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I. THÔNG TIN CHUNG Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ nhằm tạo ra các dòng cà chua chịu nhiệt cho năng suất cao từ nguồn vật liệu của CuBa và Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất Thuộc chương trình: Nghị định thư 2. Chủ nhiệm đề tài: Họ và tên: Đào Thị Thanh Bằng Năm sinh: 31-10-1960 Nam/Nữ: Nữ Học hàm, học vị: Thạc sỹ di truyền chọn giống (Việt nam): 1997 Thạc sỹ Công nghệ sinh học (Hà lan): 2000 Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên chính Chức vụ: Phó Bộ môn Kỹ thuật Di truyền, Viện Di truyền Nông nghiệp Điện thoại cơ quan: 37540764 Điện thoại nhà riêng: 37561583; Điện thoại di động: 0983311060 Email: [email protected] Tên tổ chức đang công tác : Viện Di truyền Nông nghiệp Địa chỉ tổ chức: Đường Phạm Văn Đồng, Từ liêm-Hà nội Địa chỉ nhà riêng: P401, A14-Nghĩa tân-Cầu giấy-Hà nội 3. Tổ chức chủ trì đề tài Cơ quan chủ trì: Viện Di truyền nông nghiệp Địa chỉ: Đường Phạm Văn Đồng, Từ liêm-Hà nội Điện thoại: 37 540764 Fax: 37 543 196 Email: [email protected] Họ và tên thử trưởng cơ quan : PGS.TS. Lê Huy Hàm Số tài khoản : 301.01.035.01.16 Ngân hàng : Kho bạc Nhà nước Từ Liêm – Hà Nội Cơ quan chủ quản: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Bộ Nông nghiệp và PTNT 1. 1 II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN 1. Thời gian thực hiện đề tài - Theo hợp đồng đã ký kết: Từ tháng 1/2008 đến tháng 12/2010 - Thực tế thực hiện: - Được gia hạn: Lần 1 từ tháng 1/2011 đến tháng 6 năm 2011 2. Kinh phí và sử dụng kinh phí a) Tổng kinh phí thực hiện: 1.470 triệu đồng Kinh phí hỗ trợ từ SNKH: 1.470 triệu đồng Kinh phí từ các nguồn khác: 0 triệu đồng b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH: Theo kế hoạch STT Thời gian Kinh phí 1 1-12/2008 500 Thực tế đạt được Thời gian Kinh phí 1-12/2008 379,2 Đơn vị tính: triệu đồng Số đề nghị Ghi chú quyết toán 379,2 27,0 (Tiết kiệm giảm trừ của năm 2008) 2 3 4 1-12/2009 1-12/2010 1-06/2011 600 370 0 1-12/2009 1-12/2010 1-6/2011 477,888218 477,888218 505,723429 505,723429 79,372653 79,372653 0,8157 (Tiết kiệm của gói thầu nguyên vật liệu 2009) Tổng 1.470.000 1.442,1843 1.442,1843 27,8157 c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi: TT Nội dung các khoản chi Trả công lao động (khoa học, phổ thông) Nguyên vật liệu, năng lượng Thiết bị, máy móc 1 2 3 Tổng 440 Theo kế hoạch SNKH Nguồn khác 440 Đơn vị tính: triệu đồng Thực tế đạt được Tổng SNKH Ghi chú 440 440 370 370 370 369,1843 120 120 93 93 0,8157 27,0 Tiết kiệm 2008 4 Xây dựng, sửa chữa nhỏ 5 Chi khác Tổng cộng Lý do thay đổi (nếu có): 10 10 530 1.470 530 1.470 10 10 530 530 1.442,1843 1.442,1843 27,8157 3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài TT Số, thời gian ban hành văn bản Số 4276/BNN-KHCN, Tên văn bản Ghi chú Về việc bổ sung đề tài hợp tác Bộ Khoa học Công 2 ngày 20/08/2007 Số 2528/QĐ-BKHCN, ngày 31/10/2007 Số 355/QĐ-BKHCN, ngày 10/03/2008 Số 21-2008/HĐ-NĐT ngày 19/05/2008. Số 1001/KHNN_KH ngày 4/8/2010 quốc tế nghị định thư với CuBa năm 2008 Quyết định về việc thành lập hội đồng khoa học và công nghệ cấp Nhà nước thẩm định chuyên ngành xem xét nhiệm vụ nghiên cứu khoa học và công nghệ theo Nghị định thư năm 2008. Quyết định về việc phê duyệt các nhiệm vụ hợp tác quốc tế về khoa học và công nghệ theo nghị định thư bắt đầu thực hiện từ năm 2008 Hợp đồng thực hiện nhiệm vụ hợp tác quốc tế về khoa học và công nghệ theo nghị định thư Thông báo kế hoạch khoa học công nghệ năm 2010 nghệ ban hành Bộ Khoa học Công nghệ ban hành Bộ Khoa học Công nghệ ban hành Bộ Khoa học Công nghệ ban hành Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam ban hành Số 360/VDT-CV ngày Xin gia học thời gian thực hiện đề Viện Di truyền Nông 13/10/2010 tài nghiệp ban hành Số 5736/BNN-KHCN ngày Gia hạn thời gian thực hiện đề tài Bộ Nông nghiệp và 19/10/2010 hợp tác nghiên cứu theo nghị định PTNT ban hành thư Việt Nam-CuBa Số 2755/BKHCN-CNN Gia hạn thời gian thực hiện đề tài Bộ Khoa học và Công ngày 8/11/2010 hợp tác nghiên cứu theo nghị định nghệ ban hành thư Việt Nam-CuBa 4. Tên tổ chức phối hợp thực hiện đề tài: STT Tên tổ chức đăng Tên tổ chức đã ký theo thuyết minh tham gia thực hiện 1 Viện nghiên cứu Trung tâm Môi Rau, quả trường Nông nghiệp nay là Viện Môi trường nông nghiệp. 2 Viện bảo vệ thực vật Viện Nông hóa thổ nhưỡng- 3 Công ty giống cây trồng các tỉnh và một số hợp tác xã quanh địa bàn Hà Nội - HTX Tam Đồng, Mê Linh, Hà Nội -HTX Nông nghiệp xã Đặng xá, xã Cổ bi, Gia Lâm-Hà Nội. -Trại thực nghiệm Văn Giang-Hưng 3 Nội dung tham gia chủ yếu Khảo nghiệm dòng chịu nhiệt để chọn làm vật liệu chiếu xạ.. Trồng và đánh giá thế hệ M1 Đánh giá tính chống chịu bệnh héo xanh Sản phẩm chủ yếu đạt được Chọn được một số dòng phục vụ chiếu xạ. Chọn được Chọn được 4 Thực hiện các thí dòng đột biến nghiệm đồng có đặc tính ruộng các thế hệ nông học tốt có M2-M6 khả năng chịu nhiệt Ghi chú Trồng thử nghiệm Yên. -Công ty TNHH một số dòng cà một thành viên và chua triển vọng dịch vụ Nông nghiệp Hà Nội. 5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài TT 1 Tên cá nhân đăng Tên cá nhân đã ký theo thuyết tham gia thực minh hiện ThS. Đào Thị ThS. Đào Thị Thanh Bằng Thanh Bằng 2 ThS. Nguyễn Thị Phương Đoài ThS. Nguyễn Thị Phương Đoài 3 TS. Đặng Trọng Lương ThS. Nguyễn Thị Hồng Nhung Nội dung tham gia chính Xây dựng qui trình gây đột biến invivo và invitro ở cà chua, báo cáo tổng kết đề tài Sử dụng các phương pháp sinh học phân tử để sàng lọc đột biến và phân biệt dòng đột biến với giống gốc, đánh giá khả năng chịu nhiệt, báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng của chiếu xạ đến khả năng tái sinh cây hoàn chỉnh từ callus, Sử dụng kỹ thuật Elisa đánh giá khả năng chống bệnh héo xanh do vi khuẩn, Đánh giá khả năng chịu nhiệt. 4 Sản phẩm chủ yếu đạt được Xây dựng qui trình gây đột biến invivo và invitro ở cà chua Sử dụng chỉ thị phân tử RAPD để phân biệt dòng đột biến thế hệ M6 với giống gốc của các dòng cà chua Carucha, Delmay và Maybel . Đánh giá khả năng chịu nhiệt của các dòng cà chua chiếu xạ in-vitro thế hệ M2-M3 bằng máy đo độ dẫn điện (EC-electrical conductivity) Sử dụng chỉ thị phân tử SSR để sàng lọc và phân biệt dòng đột biến với giống gốc từ thế hệ M2-M3 của các dòng cà chua Carucha, Delmay và Maybel, Domi, Inca9-1. Sử dụng kỹ thuật Elisa để đánh giá khả năng chống bệnh héo xanh do vi khuẩn của các dòng cà chua triển vọng thế hệ M3. Đánh giá khả năng chịu nhiệt của các dòng cà chua chiếu xạ in-vivo thế hệ 4 TS. Phạm Xuân Hội KS. Nguyễn Phạm Hùng Nghiên cứu ảnh hưởng của chiếu xạ hạt khô đến sự sinh trưởng và phát triển của cây cà chua qua các thế hệ M1, M2, M3. Đánh giá, chọn lọc biến dị ở cây cà chua chiếu xạ in-vivo và invitro. 5 CN. Lê Thanh Nhuận CN. Lê Thanh Nhuận Khảo sát nguồn vật liệu trước khi chiếu xạ 6 ThS. Khuất Hữu Trung CN. Nguyễn Văn Phương Phân tích phẩm chất, chất lượng (lượng chất khô hòa tan, độ Brix, pH, hàm lượng vitamin C..) của các dòng cà chua đột biến. 7 CN. Lê Thị Liễu CN. Lê Thị Liễu Nghiên cứu hoàn thiện môi trường nuôi cấy invitro cây cà chua, Ảnh hưởng của chiếu xạ in5 M2-M3 bằng máy đo độ dẫn điện (ECelectrical conductivity) Đã sử dụng nguồn 60Co để chiếu xạ hạt khô với các liều chiếu 3; 5; 7;10;15; 20Krad. Kết quả thu được cho thấy liều chiếu xạ thích hợp đối với các giống cà chua Carucha, Maybel, Delmay, Inca9-1, Domi là 5-10Krad. Liều gây chết 50% (LD50) là 15Krad. Đã đánh giá sinh trưởng và phát triển của các dòng cà chua chiếu xạ qua các thế hệ M2, M3, M4. Chọn được các dòng cà chua triển vọng ở các liều chiếu xạ khác nhau, Carucha và Del may ở liều chiếu 10Krad, Maybel ở liều chiếu 5Krad. Khảo sát các giống cà chua của Cu Ba, Mexico, Việt Nam. Thu được các giống cà chua Carucha, Maybel, Delmay, Inca 9-1, Domi có đặc điểm sinh trưởng và phát triển phù hợp với điều kiện Việt Nam. Đã đánh giá các chỉ tiêu phẩm chất, chất lượng: độ Brix, hàm lượng vitaminC, lượng chất khô hòa tan… của các dòng cà chua đột biến từ thế hệ M3 Đã xây dựng được hệ thống môi trường nuôi cấy In-vitro phù hợp cho từng giai đoạn phát vitro đến khả năng tái sinh cây hoàn chỉnh từ callus. Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của cây in-vitro thế hệ M2-M5 triển của cây cà chua. Xác định liều chiếu xạ thích hợp đối với callus cà chua là 0,5-2,0Krad, Liều gây chết 50% (LD50) là 2,5Krad. Đã đánh giá sinh trưởng và phát triển của các dòng cà chua chiếu xạ qua các thế hệ M2, M3. Chọn được 01 dòng cà chua triển vọng Maybel ở liều chiếu 2 Krad. 6. Tình hình hợp tác quốc tế STT I II Theo kế hoạch Thực tế đạt được (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia….) (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia….) Đoàn ra: (đi học tập, hợp tác trao đổi kết quả nghiên cứu tại Viện khoa học Nông nghiệp Quốc gia CuBa) Năm thứ nhất (1 đoàn): 2 người x 8 ngày = 103.000.000đ Năm thứ hai (1 đoàn): 2 người x 18 ngày = 152.000.000đ Đoàn vào: (chuyên gia từ CuBa vào công tác tại Việt Nam) Năm thứ nhất (01 đoàn): 1 người x 6 ngày = 48.000.000đ Năm thứ ba (01 đoàn): 1 người x 30 ngày = 97.000.000đ Đoàn ra: (đi học tập, hợp tác trao đổi kết quả nghiên cứu tại Viện khoa học Nông nghiệp Quốc gia CuBa) Năm thứ nhất (1 đoàn): 2 người x 7 ngày = 103.000.000đ Năm thứ hai (1 đoàn): 2 người x 16 ngày = 152.000.000đ Đoàn vào: (chuyên gia từ CuBa vào công tác tại Việt Nam) Năm thứ nhất (01 đoàn): 1 người x 10 ngày = 48.000.000đ Năm thứ ba (01 đoàn): 1 người x 20 ngày = 97.000.000đ 7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị TT Theo kế hoạch 1 Ghi chú Thực tế đạt được (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm) (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm) Hội thảo khoa học: Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ nhằm tạo ra các dòng cà chua chịu nhiệt cho năng suất cao từ nguồn vật liệu của CuBa và Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất Hội thảo khoa học: Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ nhằm tạo ra các dòng cà chua chịu nhiệt cho năng suất cao từ nguồn vật liệu của CuBa và Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất Thời gian: 1 ngày, ngày 6 tháng 1 6 Ghi chú Thời gian: 1 ngày Kinh phí: 8.000.000đ năm 2011 tại Viện Di truyền Nông nghiệp và thăm ruộng thí nghiệm tại Đặng Xá, Gia Lâm, Hà Nội. Kinh phí: 8.000.000đ 8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu Thời gian (bắt đầu - kết thúc) Người, cơ quan thực hiện Theo kế Thực tế hoạch đạt được 1/20081/2008- Lê Thanh Nhuận và cs, 6/2008 6/2008 Viện DTNN TT Các nội dung, công việc chủ yếu 1 Khảo sát các giống cà chua của Cu Ba trong điều kiện Việt Nam, khảo sát một số giống cà chua địa phương có chất lượng tốt trong điều kiện Xuân muộn và Hè Thu để đánh giá tính chịu nhiệt Nghiên cứu chiếu xạ hạt giống 7/2008cà chua ở các liều 3, 5, 7, 10, 12/2008 15, 20 và 25 Kr, theo dõi sự xuất hiện biến dị ở thế hệ M1. Nghiên cứu chiếu xạ in vitro: 6-12/2008 Đưa mẫu vào môi trường tạo callus, chiếu xạ callus (liều 1, 2, 3, 5, 7 và 10 Kr), tái sinh, nhân chồi để có số lượng cây cà chua đột biến lớn, cho vào môi trường tạo rễ. Theo dõi, đánh giá sự xuất hiện 1/2009 biến dị ở thế hệ M1 của chiếu xạ 6/2009 in vitro 2 3 4 5 6 7 (Các mốc đánh giá chủ yếu) Theo dõi, đánh giá sự xuất hiện 1/2009biến dị ở thế hệ M2 của chiếu xạ 6/2009 in vivo Nghiên cứu sử dụng chỉ thị 1-12/2009 phân tử PCR để sàng lọc đột biến chịu nhiệt ngay từ thế hệ M2, M3 Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật 1-12/2010 elisa để đánh giá khả năng chống bệnh héo xanh của dòng 7 7/200812/2008 612/2008 1/2009 6/2009 1/20096/2009 6/20096/2010 1/201012/2010 Đào Thanh Bằng, Lê Thanh Nhuận, Nguyễn Phạm Hùng, Viện DTNN Nguyễn Hồng Nhung, Lê Thị Liễu và cs, Viện DTNN Đào Thanh Bằng, Lê Thanh Nhuận, Nguyễn Phạm Hùng và cs, Viện DTNN Đào Thanh Bằng, Nguyễn Văn Phương và cs, Viện DTNN Nguyễn Thị Phương Đoài, Nguyễn Thị Hồng Nhung và cs, Viện DTNN Nguyễn Thị Hồng Nhung, Nguyễn Thị Phương Đoài và cs, 8 9 10 11 đột biến chịu nhiệt Nghiên cứu đánh giá tính chịu 1-12/2010 nhiệt và khả năng chống bệnh héo xanh, các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển và các yếu tố cấu thành năng suất của dòng đột biến Đối với các đột biến in vitro có 1-12/2010 lợi đưa trở lại môi trường nuôi cấy in vitro để nhân dòng Nghiên cứu nhân dòng đột biến, khảo nghiệm sơ bộ Nghiên cứu sử dụng các phương pháp sinh học phân tử nghiên cứu sự khác biệt giữa giống gốc và dòng đột biến III. 1-9/ 2010 1/201012/2010 112/2010 1/20116/2011 1/20116/2011 Viện DTNN. Đào Thanh Bằng, Nguyễn Phạm Hùng &cs, Viện DTNN Lê Thị Liễu, Nguyễn Văn Phương và cs, Viện DTNN. Đào Thanh Bằng, Nguyễn Phạm Hùng và cs, Viện DTNN Nguyễn Thị Phương Đoài, Nguyễn Thị Hồng Nhung và cs, Viện DTNN SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI 1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra a) Sản phẩm Dạng I STT Tên sản phẩm và chỉ tiêu Đơn vị chất lượng chủ yếu đo 1 Dòng cà chua chịu nhiệt dòng triển vọng Số lượng Theo kế hoạch 2-3 Thực tế đạt được 4 b) Sản phẩm Dạng II STT Tên sản phẩm 1 2 3 Bài báo “Nghiên cứu ảnh hưởng của tia Gamma đến các giống cà chua CuBa khi chiếu xạ hạt khô” Báo cáo “ Selection new mutant tomato varieties from Cuban materials” Báo cáo “Ứng dụng chỉ thị phân tử để Số lượng, nơi công bố Yêu cầu khoa học cần đạt Theo kế hoạch Thực tế đạt được (Tạp chí, nhà xuất bản) Tạp chí Khoa học và công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 01 01 6(19), 2010. 01 01 01 01 8 Tham dự hội nghị khoa học nông nghiệp toàn quốc CuBa, 26-30/12/2010. Tham dự hội nghị KHCN hạt nhân toàn đánh giá sự khác biệt di truyền của các dòng cà chua đột biến” Đào tạo sinh viên Đào tạo Thạc sĩ 4 5 quốc lần thứ IX, 1819/8/2011 tại Ninh Thuận 01 01 01 01 Đại học Nông nghiệp I Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội. c) Sản phẩm Dạng III STT Tên sản phẩm 1 Quy trình gây đột biến in-vitro và in-vivo ở cà chua Phương pháp sử dụng các chỉ thị sinh học phân tử để phân biệt dòng đột biến với giống gốc 2 Yêu cầu khoa học cần đạt Theo kế hoạch Thực tế đạt được 01 01 01 01 2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ Đề tài đã sử dụng phương pháp chiếu xạ hạt khô với nguồn 60Co để gây đột biến. - Xác định được liều chiếu xạ hiệu quả đối với hạt khô cà chua là 5-10 Krad. Đã sàng lọc được 3 dòng cà chua triển vọng phục vụ sản xuất là Carucha và Delmay ở liều chiếu xạ 10Krad, Maybel ở liều chiếu xạ 5Krad. - Đề tài đã sử dụng phương pháp nuôi cấy mô tế bào để tạo nguồn callus phục vụ cho chiếu xạ gây đột biến với nguồn 60Co. Xác định được liều chiếu xạ hiệu quả đối với callus cà chua là 2Krad. Sàng lọc được 01 dòng cà chua triển vọng cho sản xuất là Maybel ở liều chiếu xạ 2Krad. - Đề tài đã sử dụng các phương pháp truyền thống kết hợp với các kỹ thuật sinh học phân tử (RAPD, SSR) để sàng lọc các thể đột biến có triển vọng về năng suất và chất lượng từ thế hệ đột biến M3. Sử dụng Elisa để đánh giá khả năng chống chịu bệnh héo xanh do vi khuẩn của các dòng cà chua đột biến. 9 - Đề tài đã xây dựng được quy trình gây đột biến in-vivo và in-vitro đối với cây cà chua. b) Hiệu quả về kinh tế xã hội Bằng phương pháp gây đột biến thực nghiệm với các giống cà chua có nguồn gốc Cu ba đã tạo ra được 4 dòng cà chua triển vọng năng suất cao có khả năng trồng được vụ xuân muộn và hè thu. .Đây là các giống cà chua có chất lượng cao trọng lượng trung bình phù hợp với thị hiếu người tiêu dung. Các giống cà chua mới đáp ứng về nhu cầu rau tươi cuối vụ hoặc vụ sớm góp phần tăng thu nhập cho bà con nông dân góp phần ổn định an ninh trật tự xã hội. Các giống mới được tạo ra góp phần đa dạng hóa bộ giống cà chua của các tỉnh phía Bắc và có thể chủ động để giống phục vụ sản xuất. 3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài STT I Nội dung Thời gian thực hiện Báo cáo định kỳ Lần 1 1/1/2008 31/12/2008 Lần 2 1/1/2009 31/12/2009 Ghi chú (Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…) - Đã hoàn thành việc khảo sát nguồn vật liệu hạt giống cà chua từ CuBa và một số nguồn vật liệu khác. Lựa chọn được 5 giống cà chua của CuBa có khả năng sinh trưởng và phát triển phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam phục vụ cho các thí nghiệm tiếp theo. - Thí nghiệm chiếu xạ nguồn 60Co hạt cà chua đã tìm ra liều bức xạ gây chết 50% (LD50) không có ý nghĩa cho chọn giống là các liều từ 15, 20, 25Kr. Các liều 5,7 và 10Krad với các giống cà chua Carucha, Maybel, Delmay, Inca9-1 và Domi đang được thu hạt giống để tiếp tục theo dõi và sàng lọc đột biến có lợi ở các thế hệ tiếp theo. - Đã xây dựng được hệ thống môi trường nuôi cấy mô tế bào thích hợp cho cây cà chua. Tạo được nguồn callus từ mô thân và mô lá đủ cho thí nghiệm chiếu xạ callus. - Đã tiến hành thí nghiệm chiếu xạ nguồn 60 Co callus cà chua với dải liều chiếu 0,5; 1; 10 Lần 3 II 1/1/2010 31/12/2010 Kiểm tra định kỳ Lần 1 01/200812/2008 Lần 2 Lần 3 III 01/200912/2009 01/201012/2010 1,5; 2; 2,5 và 3Krad. Liều bức xạ gây chết 50% (LD50) là 2,5Krad. Cây tái sinh sau chiếu xạ callus được trồng tại ruộng thí nghiệm để theo dõi quá trình sinh trưởng và phát triển, sàng lọc các thể đột biến triển vọng. - Sử dụng phương pháp truyền thống (đánh giá về hình thái, khả năng sinh trưởng, phát triển, đánh giá chất lượng..) và phương pháp sinh học phân tử (SSR), Elisa để sàng lọc các thể đột biến triển vọng từ chiếu xạ hạt khô thế hệ M3 - Đã sàng lọc được 01 dòng cà chua Carucha, 01 dòng cà chua Delmay từ liều chiếu xạ 10Krad, 01 dòng cà chua Maybel từ liều chiếu xạ 5Krad có nguồn gốc từ chiếu xạ hạt khô. 01 dòng cà chua Maybel từ liều chiếu xạ 2Krad có nguồn gốc từ chiếu xạ callus. Các dòng cà chua này có đặc điểm khác biệt với giống gốc. - Đảm bảo tiến độ công việc - Đảm bảo nội dung công việc - Tổ chức tốt đoàn ra, đoàn vào - Hoàn thành tốt nhiệm vụ năm 2008 - Đảm bảo tiến độ - Hoàn thành các nội dung đã ký kết - Đề tài đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu thông dụng, độ chính xác cao. - Đề tài đã thực hiện đúng các nội dung nghiên cứu theo thuyết minh đã được duyệt. - Sản phẩm thu được đáp ứng yêu cầu đặt ra của đề tài Nghiệm thu cơ sở Chủ nhiệm đề tài (Họ tên, chữ ký) Thủ trưởng tổ chức chủ trì (Họ tên, chữ ký, đóng dấu) ThS. Đào Thị Thanh Bằng 11 12 VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN DI TRUYỀN NÔNG NGHIỆP Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Hà nội, ngày tháng năm 2011 DANH SÁCH TÁC GIẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KHCN/DỰ ÁN SXTN CẤP NHÀ NƯỚC (Danh sách những cá nhân đã đóng góp sáng tạo chủ yếu cho đề tài, dự án được sắp xếp theo thứ tự đã thỏa thuận) 1.Tên đề tài/dự án: Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ nhằm tạo ra các dòng cà chua chịu nhiệt cho năng suất cao từ nguồn vật liệu của CuBa và Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất Thuộc Chương trình hợp tác Khoa học và Công nghệ theo Nghị định thư giữa Việt Nam và CuBa 2. Thời gian thực hiện: 1/2008-6/2011 3. Tổ chức chủ trì: Viện Di truyền Nông nghiệp 4. Cơ quan chủ quản: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Bộ Nông nghiệp và PTNT 5. Tác giả thực hiện đề tài/dự án trên gồm những người có tên trong danh sách sau (ghi không quá 10 người kể cả chủ nhiệm đề tài/dự án) STT 1 Chức danh khoa học, học vị, họ và tên ThS. Đào Thị Thanh Bằng Tổ chức công tác Viện Di truyền Nông nghiệp 2 ThS. Nguyễn Thị Phương Đoài Viện Di truyền Nông nghiệp 3 ThS. Nguyễn Thị Hồng Nhung Viện Di truyền Nông nghiệp 4 CN. Lê Thị Liễu Viện Di truyền Nông nghiệp 5 CN. Lê Thanh Nhuận Viện Di truyền Nông nghiệp 6 KS. Nguyễn Phạm Hùng Viện Di truyền Nông nghiệp 7 KS. Nguyễn Văn Phương Viện Di truyền Nông nghiệp Chủ nhiệm đề tài/ dự án (Họ tên và chữ ký) Chữ ký Thủ trưởng tổ chức chủ trì đề tài/ dự án (Họ tên và chữ ký và đóng dấu) 13 MỞ ĐẦU 1TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cà chua là một loại rau ăn quả được ưa chuộng trên toàn thế giới. Quả cà chua chín là nguồn cung cấp dinh dưỡng rất cần thiết cho sự phát triển của cơ thể con người như: protein, β carotene, các loại vitamin A, B C, E và PP. Quả cà chua chín có thể ăn sống, làm salad, nấu chín hoặc chế biến thành nhiều dạng sản phẩm khác như nước quả, sốt cà chua, bột nhuyễn, sấy khô, mứt, đóng hộp…Cà chua tươi và các dạng sản phẩm chế biến từ nó là mặt hàng có giá trị xuất khẩu kinh tế cao. Chính vì vậy, sản lượng cà chua trên thế giới luôn tăng mạnh. Theo thống kê của FAO (2006) sản lượng cà chua đứng thứ hai trên thế giới sau khoai tây. Trong những năm gần đây mức độ tiêu thụ cà chua ở nước ta ngày một gia tăng về số lượng song tình trạng dư thừa cà chua luôn xảy ra ở các tháng mùa đông, trong khi đó vào các tháng mùa hè nóng, nhu cầu tiêu thụ cà chua lớn thì cà chua lại rất hiếm và có giá thành cao. Một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng này là do điều kiện khí hậu bất thuận, các biện pháp canh tác và trồng trọt chưa cao, đặc biệt là do chúng ta chưa tuyển chọn được những giống thích hợp đạt năng suất và chất lượng cao, có khả năng chống chịu nhiệt trong những tháng mùa hè để đưa vào sản xuất. Trong những năm qua nhờ việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp, các nhà chọn giống đã chọn tạo được nhiều giống cây trồng phù hợp với từng vùng sinh thái khác nhau. Cùng với các phương pháp truyền thống như lai tạo và tuyển chọn được áp dụng trong việc chọn tạo giống cây trồng thì phương pháp chọn giống đột biến bằng phương pháp chiếu xạ đã được sử dụng rộng rãi góp phần cải tạo và nâng cao chất lượng của các giống cây trồng nói chung và cây cà chua nói riêng. Việc gây đột biến kết hợp với chọn lọc có thể tạo ra những giống có sự thay đổi các tính trạng đơn lẻ mà các phương pháp lại tạo thông thường không thực hiện được. Mặt khác chọn tạo giống bằng phương pháp gây đột biến chiếu xạ là một phương pháp ít tốn kém, an toàn và tiết kiệm thời gian.Những thành tựu to lớn đạt 1    được từ việc gây đột biến thực nghiệm đem lại trên thế giới đó là đã tạo được nhiều giống cây trồng như cỏ Bermuda, lê Nhật Bản, giống lúa bán lùn Remei, các giống hoa cúc, hoa hồng…và đặc biệt giống lúa đột biến Zhefu802 được sử dụng rộng rãi trong sản xuất với một thời gian khá dài. Gần đây nhiều giống cây trồng đột biến mới đã được chọn tạo thành công phục vụ những nhu cầu thiết yếu trong nông nghiệp. Ở Việt Nam lĩnh vực chọn tạo giống đột biến đã được áp dụng từ những năm 1960 và đã thu được các kết quả rất quan trọng. Cà chua cũng là một trong các đối tượng được nghiên cứu để gây đột biến cải tiến giống. Tuy nhiên cho đến nay các giống cà chua đột biến được sản xuất trên thị trường là rất ít. Do đó việc nghiên cứu chọn tạo giống cà chua cần phải được chú trọng đặc biệt là chọn giống cà chua chịu nhiệt để đáp ứng nhu cầu sản xuất và tiêu dùng Cuba là một nước bị Mỹ cấm vận do đó nền sản xuất nông nghiệp là tự cung tự cấp do đó việc đầu tư công nghệ trong lĩnh vực nông nghiệp rất được chú trọng. Bên cạnh đó Cuba là một nước có khí hậu nhiệt đới nên nhu cầu về các giống cà chua chịu nhiệt là nhu cầu thiết yếu. Gần đây Cuba chú trọng trong ứng dụng công nghệ sinh học và được IAEA tài trợ trong lĩnh vực chọn tạo giống đột biến đặc biệt là các giống cà chua. Xuất phát từ những nhu cầu về giống cà chua chịu nhiệt của cả hai nước và nhu cầu về trao đổi vật liệu, thông tin và kỹ thuật nghiên cứu trong lĩnh vực chọn tạo giống đột biến đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ nhằm tạo ra các dòng cà chua chịu nhiệt cho năng suất cao từ nguồn vật liệu Cuba và Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất” được thực hiện. 2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Xây dựng quy trình chọn tạo dòng cà chua chịu nhiệt bằng kỹ thuật chiếu xạ in vitro và in vivo. - Áp dụng kỹ thuật sinh học phân tử để sàng lọc các dòng đột biến chịu nhiệt ở giai đoạn sớm - Tạo được 2-3 dòng cà chua mới chịu nhiệt có triển vọng cho vụ Xuân muộn và Hè thu phù hợp với điều kiện miền Bắc Việt Nam. 2    - Hợp tác trao đổi với cán bộ Cuba về đào tạo trong lĩnh vực ứng dụng công nghệ sinh học để sàng lọc những thể đột biến ở giai đoạn sớm. Cập nhật phương pháp xác định đột biến bằng các thiết bị chuyên dụng hiện đại để phát hiện đột biến. 3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Ýnghĩa khoa học - Đề tài đưa ra cơ sở lý luận và thực tiễn trong nghiên cứu chọn tạo giống đột biến đối với cà chua hướng tới tạo tiền đề cho nghiên cứu chọn giống đột biến ở các đối tượng cây trồng khác đặc biệt là các loại cây sinh sản hữu tính. - Đề tài đã sử dụng phương pháp chiếu xạ gây đột biến kết hợp với sử dụng sinh học phân tử để chọn lọc các dòng đột biến là cơ sở tiến tới nghiên cứu các gen đột biến và chức năng của gen. Thực hiện đề tài giúp nâng cao năng lực nghiên cứu của các cán bộ khoa học - Việc kết hợp giữa nghiên cứu trong phòng thí nghiệm với nghiên cứu chọn lọc ngoài đồng ruộng tạo thành một hệ thống liên hoàn. Ý nghĩa thực tiễn - Việc chọn tạo giống cà chua chịu nhiệt là đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước, làm tăng thu nhập cho nông dân. - Việc tạo ra giống mới bằng kỹ thuật chiếu xạ hạt nhân gây đột biến mở ra tiềm năng cho việc cải tạo giống cây trồng bằng kỹ thuật này, qua đó giảm được việc nhập khẩu hạt giống trong nông nghiệp, kích thích các nhà khoa học tìm tòi, sáng tạo trong nghiên cứu chọn tạo giống. - Chọn tạo giống mới bằng kỹ thuật chiếu xạ hạt nhân là một phương pháp ít tốn kém và có hiệu quả cao, không tác động xấu đến môi trường. 3    CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY CÀ CHUA 1.1.1 Nguồn gốc, phân loại, đặc điểm và giá trị của cây cà chua 1.1.1.1Nguồn gốc Cà chua có nguồn gốc ở Pêru, Bolivia và Equado. Trước khi Crixtop Côlông phát hiện ra châu Mỹ thì ở Pêru và Mêhicô đã có trồng cà chua. Những loài cà chua hoang dại gần gũi với cà chua trồng ngày nay vẫn tìm thấy ở dọc theo dãy núi Andes (Pêru), Bolivia và Equado. Các nhà thực vật học De candolle (1884), Mulle (1940), Luckuwill (1943), Brezney (1955)… đều thống nhất cho rằng cây cà chua có nguồn gốc ở bán đảo Galapagos bên bờ biển Nam Mỹ, Pêru, Equado và Chilê. Người trồng trọt đã thuần dưỡng những giống cà chua quả nhỏ và dạng hoang dại, những giống và loài hoang dại được mang từ nơi xuất xứ đến Trung Mỹ, cuối cùng đến Mêhicô. Theo các tài liệu của châu Âu thì chắc chắn cà chua được người Aztec và người Toltec mang đến. Đầu tiên người Tây Ban Nha đem cà chua từ châu Âu về, rồi sau đó đưa đến vùng Địa Trung Hải. Đầu thế kỷ 18, cà chua đã trở lên phong phú, đa dạng nhiều vùng trồng làm thực phẩm. Thời kỳ này cà chua lại từ châu Âu quay lại Bắc Mỹ. Cho đến thế kỷ 19, cà chua trở thành loại thực phẩm không thể thiếu trong bữa ăn thường nhật và được trồng rộng rãi. 1.1.1.2 Phân loại Cà chua thuộc họ Solanaceae, chi Lycopersicon. Tên khoa học là Lycopersicon esculencum Mill. Theo tác giả Breznhev.D (1964) Lycopersicon gồm 3 loài thuộc hai chi phụ Chi phụ1- Eulycopersicon: các dạng cây một năm, quả không có lông, màu đỏ hoặc vàng, hạt mỏng, rộng…..chi này gồm một loài L. Esculentum Loài này chia làm 3 loài phụ. 4    + ssp. Spontaneum Brezh: (cà chua dại): có hai loài là var. Racemigerum và var.Pimpinellifolium: hai loài này thường quả nhỏ, hàm lượng chất khô cao, chống bệnh tốt và có giá trị để sử dụng làm vật liệu khởi đầu cho chọn giống. + ssp. Subspontaneaum ( cà chua bán trồng): có 5 loài là: Var. Pruniform: Dạng quả mận Var. purifomae: dạng quả lê Var. cerasifomae: dạng quả anh đào Var. Elongatum: dạng quả dài hay gọi là dạng quả nhót. Var. Succenturiatum: dạng quả nhiều ngăn hạt. Năm loài này thân mập, quả rất nhỏ, dùng làm vật liệu chọn giống. + ssp. Cultum (cà chua trồng): gồm 3 loài Var. Vulgare: cà chua thường Var. Validum: dạng thân bụi. Var. Grandiflium: dạng kiểu lá khoai tây. Chi phụ 2- Eriopersicon: chi phụ này gồm các loài dại, cây dạng một năm hoặc nhiều năm, gồm các dạng quả có lông, màu trắng, xanh lá cây hay vàng nhạt, có các vệt màu antoxian hay xanh thẫm. Hạt dày không có lông màu nâu…chi phụ này gồm hai loài và các loài phụ. + Loài L. Peruvianum. Mill: loài này có nhiều biến dạng trong đó có. Var. Cheesmanii Riloey; var. Chessmaniifminor.C.H.Mull; var.Dentatum Dum. + Loài L. Hirsutum Humb.et.Bonpl: loài này gồm hai loài phụ Var. glabratum C.H. Mull và var. glandulosum C.H.Mull. có một vài tính trạng có ý nghĩa trong chọn giống, các cơ quan sinh trưởng phủ một lớp lông tơ. 1.1.1.3 Đặc tính thực vật Cà chua là cây một năm. Tuy nhiên trong điều kiện tối ưu nhất định cà chua có thể là cây hằng năm. Hệ rễ 5    Cà chua có hệ rễ chùm, ăn sâu và phân nhánh mạnh, khả năng phát triển rễ phụ rất lớn. Trong điều kiện tối ưu những giống tăng trưởng mạnh có hệ rễ ăn sâu 1- 1,5m và rộng 1,5-2,5m. Vì vậy cà chua chịu hạn rất tốt. Khi cây rễ chính bị đứt, bộ rễ phụ phát triển và phân bố rộng nên cây cũng chịu đựng được điều kiện khô hạn.Trong quá trình sinh trưởng, hệ rễ chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện môi trường như nhiệt độ đất, độ ẩm…ở nhiệt độ đất thấp (1416oC) sự phát triển rễ chậm lại 15-20 ngày. Nhiệt độ đất cao (>35oC) rễ cà chua phát triển bị trở ngại và có thể bị chết. Thân Thân tròn thẳng đứng, mọng nước, phủ nhiều lông, khi cây lớn gốc thân dần dần hoá gỗ. Thân mang lá và phát hoa. Ở nách lá là chồi nách, chồi nách ở các vị trí khác nhau có tốc độ sinh trưởng và phát dục khác nhau, thường chồi nách ở ngay dưới chùm hoa thứ nhất có khả năng sinh trưởng mạnh và phát dục lớn so với các chồi nách gần gốc. Tùy khả năng sinh trưởng và phân nhánh các giống cà chua được chia làm 4 dạng hình: Dạng sinh trưởng hữu hạn: chiều cao từ 65-120cm Dạng sinh trưởng vô hạn: Chiều cao cây từ 120->200cm, thân sinh trưởng mạnh Dạng sinh trưởng bán hữu hạn: Chiều cao cây 65-95cm Dạng lùn: cây thấp, chiều cao cây dưới 65cm, cây lùn mập, khoảng cách giữa các lóng ngắn. Lá Lá cà chua là đặc trưng hình thái để phân biệt giống này với giống khác. Lá thuộc loại lá kép lông chim lẻ, mỗi lá có 3-4 đôi lá chét, ngọn lá có một lá riêng gọi là lá đỉnh. Rìa lá chét đều có răng cưa nông hay sâu tuỳ giống, phiến lá thường phủ lông tơ. Đặc tính lá của giống thường thể hiện đầy đủ sau khi cây có chùm hoa đầu tiên. Số lá là đặc điểm di truyền của giống, nhưng cũng bị ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình hình thành. Khi hình thành 10 lá đầu tiên cần nhiệt độ trung 6