Đặt vấn đề Virus gây bệnh xoăn vàng lá ở cà chua (Tomato Yellow Leaf Curl Virus - TYLCV) thuộc chi Begomovirus họ Geminiviridae, lan truyền nhờ bọ phấn (Bamisia tabaci) được phát hiện lần đầu tiên ở Israel vào năm 1939 [33]. Bệnh gây hại hủy diệt rất nhiều giống cà chua [19]. Theo Pico và cs (1996)[33], thiệt hại rất lớn trong sản xuất cà chua do TYLCV được ghi nhận ở các vùng Nhiệt đới, Á Nhiệt đới, thậm chí kể cả Châu Âu và nửa Tây bán cầu. Năng suất thiệt hại trung bình từ 55 - 90% thậm chí là 100% khi cây bị nhiễm bệnh này.
Một trong những biện pháp hiệu quả để phòng trừ hữu hiệu dịch hại này là dùng giống kháng bệnh, do đó hàng thập kỷ qua công tác tạo giống theo hướng này vẫn liên tục thực hiện. Tuy nhiên hiện nay số dòng, giống cà chua kháng tốt bệnh này vẫn rất hạn chế [27]. Mặc dù chưa có thống kê đầy đủ về thiệt hại do TYLCV gây ra ở Việt Nam, nhưng hiện nay bệnh đang tàn phá nhiều ruộng cà chua, đặc biệt trong vụ xuân hè. Để hạn chế bệnh, phần lớn nông dân trông cậy vào thuốc hóa học để diệt trừ vật chủ trung gian truyền bệnh và luân canh cây trồng.
Ngoài ra, ở nước ta sử dụng giống kháng bệnh là một hướng nghiên cứu mới. Savior có thể coi là giống cà chua lai đầu tiên được đưa vào Việt Nam có khả năng chống chịu với bệnh xoăn vàng lá. Trong vụ sớm, đây là giống chủ lực ở nhiều vùng cà chua phía Bắc [13]. Nhiệt độ thích hợp nhất để cà chua sinh trưởng là 22 - 240C (Lorenz, 1988) [30] nên ở các tỉnh phía Bắc của nước ta cà chua được trồng trong các mùa vụ: vụ sớm (gieo hạt cuối tháng 7, đầu tháng 8 trồng cuối tháng 8, đầu n 7 tháng 9); vụ chính (gieo hạt đầu tháng 9 đến đầu tháng 10, trồng đầu tháng 10 đến đầu tháng 11); vụ muộn (gieo hạt tháng 11 đến giữa tháng 12, trồng tháng 12 đến tháng 1); vụ xuân hè (gieo hạt đầu tháng 2, trồng cuối tháng 2 đến đầu tháng 3) [1].
Trong vụ xuân hè nhiệt độ và ẩm độ liên tục tăng, là điều kiện rất thuận lợi cho bọ phấn - vật chủ trung gian truyền bệnh xoăn vàng lá phát triển. Hiện nay, ít nhất 4 locus liên quan đến tính kháng bệnh của TYLCV đã được tìm thấy trên một số mẫu cà chua hoang dại: S. Các gen kháng chính đã được định vị trên nhiễm sắc thể (NST) thông qua bản đồ liên kết gen. Hai gen trội không hoàn toàn Ty1 (Zamir và cs, 1994) [34] và Ty3 (Ji và cs, 2007) [27] được tìm thấy trong các mẫu giống lần lượt là ‘LA1969’ (S.
chilense) và ‘LA2779’ (S. chilense), đây là các gen nằm trên NST số 6 và là nguồn gen kháng rất hiệu quả với bệnh xoăn vàng lá cà chua ở nửa Tây bán cầu. Locus Ty2 nằm trên NST số 11, được tìm thấy ở mẫu giống ‘B6013’ (S. habrochatis) thể hiện khả năng kháng rất tốt với các chủng virus xoăn vàng lá ở Nam Ấn Độ, Nhật Bản và Bắc Việt Nam [19].
Những năm gần đây, các chỉ thị phân tử (PCR - based molecular markers) liên kết chặt với các gen kháng bệnh xoăn vàng lá đã được phát triển và ứng dụng hiệu quả trong chọn tạo giống [13]. Từ năm 2010, Bộ môn Công Nghệ Sinh Học, Viện Nghiên cứu Rau quả đã bước đầu sử dụng chỉ thị phân tử để tạo giống cà chua chống chịu bệnh do TYLCV gây ra. Nhiều dòng cà chua (F3-F4) đã được tạo ra. Tiếp tục quá trình tạo giống, các dòng này cần xác định kiểu gen liên quan đến tính kháng bệnh xoăn vàng lá và đặc điểm nông sinh học (dạng quả, chất lượng quả) phù hợp với vụ xuân hè.
Đó là lý do cần thiết để thực hiện đề tài “Đánh giá đặc điểm nông sinh học và kiểu gen kháng bệnh xoăn vàng lá (Tomato Yellow Leaf Curl Virus - TYLCV) của các dòng cà chua chọn tạo bằng chỉ thị phân tử trong vụ xuân hè”. Mục đích nghiên cứu n 8 Chọn lọc các dòng cà chua kháng TYLCV và đưa ra sản xuất. Yêu cầu của đề tài Chọn lọc được các dòng cà chua kháng TYLCV bằng chỉ thị phân tử. Đánh giá được các đặc tính nông sinh học của các dòng cà chua kháng bệnh xoăn vàng lá.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1. Ý nghĩa khoa học Kết quả của đề tài là cơ sở cho việc xây dựng quy trình chọn tạo các dòng cà chua kháng bệnh xoăn vàng lá bằng chỉ thị phân tử. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho các giai đoạn nghiên cứu tiếp theo trong việc chọn tạo dòng cà chua kháng bệnh xoăn vàng lá. Ý nghĩa thực tiễn Chọn lọc chính xác các dòng cà chua kháng bệnh xoăn vàng lá phục vụ cho sản xuất.
n 10 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Giới thiệu chung về cây cà chua 2. Nguồn gốc và phân loại 2. Nguồn gốc Học thuyết về trung tâm phát triển cây trồng của N.Vavilop đề xướng và P.Zukovxki bổ sung cho rằng: quê hương của cây cà chua là ở vùng Nam Mỹ [33].
Nhiều tài liệu nghiên cứu và trích dẫn của tác giả Luckwill (1943)[31] và Mai Thị Phương Anh và cs (1996)[2] lại cho rằng: số lượng lớn các giống cà chua hoang dại và cà chua trồng trọt được tìm thấy ở Pêru, Ecuado, Bolivia, dọc theo bờ biển Thái Bình Dương từ quần đảo Galanpogos tới Chi Lê. Có rất nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc của cây cà chua trồng. Với nhiều bằng chứng khảo cổ học, thực vật học, lịch sử đã thừa nhận Mêhico là trung tâm thuần hóa cà chua trồng [27]. Phân loại Cà chua thuộc họ cà Solanaceae, chi Lycopersicon Tourn (2n = 24).
Chi Lycopersicon Tourn được phân loại theo nhiều tác giả. Nhưng cho đến nay, phân loaị cà chua của Muller được sử dụng rộng rãi nhất [2, 29]. Theo Muller, chi Lycopersicon Tourn được phân làm 2 chi phụ. - Chi phụ I: Eulycopersicon C.
Quả thường không có lông, màu đỏ hoặc đỏ vàng, hạt to, chùm hoa không có lá bao, quả chứa sắc tố carotene và là cây hàng năm. Trong chi phụ I có 2 nhóm loài là: (1) Lycopersicon esculentum Mill gồm 2 loài: Lycopersicon esculentum f. Pyriforme và Lycopersicon esculentum f. Cerasiforme, (2) Lycopersicon pimpinellifolium f.
- Chi phụ II: Eriopersicon C. Quả thường loang lổ, trắng, xanh hoặc vàng nhạt, có sắc tố antoxian, hạt mỏng, chùm hoa có bao lá. Có 4 nhóm loài chính: (3) L. peruvianum Mill có 2 loài: L.
peruvianum var dentatum Dun và. peruvianum var humifusum C. cheesmanii Riley chỉ có một loài L. hissutum Humb và Bonpl cũng chỉ có một loài L.
n 11 Tất cả các thành viên của chi này đều thuộc cây hàng năm, có vòng đời ngắn và có số lượng nhiễm sắc thể 2n = 24. Đặc điểm thực vật học của cây 2. Rễ Thuộc hệ rễ chùm, có khả năng ăn sâu trong đất. Rễ phụ cấp 2 phân bố dày đặc trong đất ở thời kì cây sinh trưởng mạnh.
Khi gieo thẳng rễ cà chua có thể ăn sâu tới 1,5m, nhưng ở độ sâu dưới 1m rễ ít, hệ rễ phân bố chủ yếu ở độ sâu khoảng 0-30cm. Khả năng tái sinh của hệ rễ mạnh, khi rễ chính bị đứt, rễ phụ phát triển mạnh. Loài cà chua trồng trọt khi tạo hình, tỉa cành, hạn chế sự phát triển của cây thì sự phân bố của rễ hẹp hơn khi không tỉa cành, lá [11]. Trong quá trình sinh trưởng, hệ rễ chịu sự ảnh hưởng lớn của điều kiện môi trường như: nhiệt độ đất và ẩm độ đất [4].
Thân Thân cà chua thuộc hệ thân thảo, có đặc điểm chung là có đốt trên thân và phân nhánh mạnh. Tùy theo điều kiện môi trường và giống mà có độ dài khác nhau. Thân có nhiều lông nhỏ và mịn, ở giai đoạn cây con thân có màu trắng hoặc tím tùy thuộc giống. Tùy khả năng sinh trưởng và phân nhánh, các giống cà chua được chia làm 4 dạng hình [11]: - Dạng sinh trưởng hữu hạn (Determinate).
- Dạng sinh trưởng vô hạn (Indeterminate). - Dạng sinh trưởng bán hữu hạn (Semideterminate). Lá Đa số lá cà chua có dạng lá kép lông chim lẻ, các lá chét có răng cưa, có nhiều dạng lá khác nhau: lá chân chim, lá khoai tây, dạng lá ớt…, tùy thuộc giống mà lá cà chua có màu sắc và kích thước khác nhau [4]. Hoa Thuộc loại hoa hoàn chỉnh (gồm: lá đài, cánh hoa, nhị, nhụy).
Hoa cà chua mọc thành chùm, số lượng hoa/chùm, số chùm hoa/cây rất khác nhau ở các giống, số lượng chùm hoa dao động từ 4 - 20, số hoa/chùm từ 2 - 26 hoa/chùm [11]. Quả Cà chua thuộc dạng quả mọng, có 2,3 hoặc nhiều ngăn hạt. Hình dạng quả và màu sắc quả phụ thuộc vào từng giống. Ngoài ra màu sắc quả còn phụ thuộc vào nhiệt độ và hàm lượng carotene, lycopene.
Ở nhiệt độ 30°C trở lên, sự tổng hợp lycopene bị ức chế, trong khi đó sự tổng hợp carotene không bị tác động bởi khoảng nhiệt độ đó, vì thế cà chua mùa nóng quả khi chín có màu vàng hoặc đỏ vàng [11]. Quá trình chín của quả chia làm 4 thời kỳ: - Thời kỳ quả xanh: quả và hạt phát triển chưa hoàn toàn, nếu đem dấm quả không chín, chưa có mùi vị, màu sắc đặc trưng của giống. - Thời kỳ chín xanh: quả đã phát triển đầy đủ, có màu xanh sáng, keo xung quanh hạt được hình thành, quả chưa có màu hồng hay vàng nhưng nếu đem dấm sẽ thể hiện màu sắc vốn có. - Thời kỳ chín vàng: phần đỉnh quả xuất hiện màu hồng, xung quanh cuống vẫn còn xanh, nếu sản phẩm cần chuyên chở đi xa nên thu hoạch lúc này để quả chín từ từ khi chuyên chở.
- Thời kỳ chín đỏ: quả xuất hiện màu sắc vốn có của giống, màu sắc thể hiện hoàn toàn, có thể thu hoạch để ăn tươi, hạt trong trái lúc này phát triển đầy đủ có thể làm giống. Hạt Hạt cà chua nhỏ, thường có lông mịn. Điều kiện thời tiết, đặc biệt là nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến năng suất, chất lượng và màu sắc hạt. Nhiệt độ thấp hoặc quá cao sẽ làm cho màu sắc hạt đen, tỷ lệ nảy mầm và năng suất thấp, trung bình có khoảng 50 - 350 hạt trong một quả, trọng lượng 1000 hạt từ 2,5 - 3,5g [2, 13].
Phân bố và sinh thái 2. Phân bố Theo Luckwill L.C (1943)[31] cà chua từ Nam Mỹ được đưa vào Châu Âu từ những năm đầu thế kỉ XVI do những nhà buôn Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha. Từ Châu Âu cà chua được mang sang Châu Phi qua những người thực dân đi chiếm thuộc địa.