Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1. Sơ lược về cây đậu cô ve Đậu cô ve (Phaseolus vulgaris) thuộc họ đậu (Fabaceae hay Leguminosae). Tổ tiên hoang dại của đậu cô ve ở khu vực Trung và Nam Mỹ, các vùng khí hậu từ nóng trung bình, khí hậu khô can đến nhiệt đới đất thấp âm và ngay ca tại khu vực mát hơn như vùng núi Nam Mỹ. Trong số các cây họ đậu đỗ, chi Phaseolus là chỉ lớn nhất, với hơn 70 loài có nguồn gốc từ Trung Mỹ và Bắc Mỹ (Freytag và Debouck, 2002).
Năm loài trong số này đã được thuần hóa là P. lunatus và thêm một vài loài dang bắt đầu được thuần hóa (Delgado-Salinas và ctv, 2006). Đậu cô ve đã trở thành cây họ đậu quan trọng được trồng rong rãi khắp trên thế giới, là nguồn dinh dưỡng của hơn 300 triệu người, đặc biệt ở Đông Phi và Mỹ La Tinh. Đậu cô ve cung cấp 85% lượng protein và 32% năng lượng sinh học (Petry và ctv, 2015).
Ở Mỹ, đậu cô ve là cây trồng kinh tế quan trọng với diện tích trồng đậu cô ve lấy hạt là 769. Còn Việt Nam chưa có tài liệu nào công bố chi tiết về sự hiện diện của đậu cô ve vào thời gian nào, chỉ biết các thương gia đem đậu cô ve (Haricot vert) quả màu xanh và đậu cô bơ (Haricot beurre) quả màu vàng vào nước ta hàng trăm năm nay (Tạ Thu Cúc, 2006). Căn cứ vào hình thái thân, đậu cô ve được phân thành hai nhóm, nhóm đậu lùn và nhóm đậu leo. Cây đậu cô ve lùn sinh trưởng hữu han, cây cao 30 — 40 cm.
Khi cây có 4 đến 8 đốt, trên đỉnh có chùm hoa và cây ngừng sinh trưởng về chiều cao. Sau khi gieo khoảng 50 — 60 ngày bắt đầu thu hoạch; được trồng làm rau, thích hợp trồng xen (Tạ Thị Thu Cúc, 2005). Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống đậu cô ve trên Thế giới và Việt Nam 1. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống đậu cô ve trên Thế giới Beebe và ctv (2000) đã nghiên cứu về khoáng chất vi lượng trong đậu cô ve.
Kết quả của nghiên cứu cho thấy hàm lượng sắt trong đậu cô ve có thể tăng từ 60% lên 80%. Khác biệt di truyền đã được thé hiện qua môi trường va mùa. Đến năm 2001, bộ mẫu nguồn gen đậu (Phaseolus) có khoảng 65.000 mau trong các ngân hang gen giống cây trồng, trong đó hon 90% là P. Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (CIAT) có bộ sưu tập lớn nhất thế giới, bao gồm hơn 40.500 là đậu cô ve trồng (thuần hóa), khoảng 1.300 mau là loại đậu cô ve hoang da và phần còn lại là họ hàng xa của đậu cô ve (CLAT, 2001).
Nghiên cứu của Singh (2001) kết luận rằng sản xuất đậu cô ve trên thế giới bị hạn chế do gặp các bat thuận sinh học và phi sinh học. Dé sản xuất đậu cô ve bền vững cần chọn tạo giống đậu cô ve có năng suất cao, chất lượng tốt, giảm phụ thuộc vào nước tưới, phân bón, thuốc trừ sâu bệnh và chi phí công lao động. Những tiến bộ của di truyền phân tử đã hỗ trợ đắc lực cho công tác đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen đậu cô ve và đã được tiến hành ở rất nhiều nước dựa trên các dạng chỉ thị phân tử RAPD, SSR. Blair và ctv (2003) đã đánh giá nguồn gen 104 mẫu giống đậu cô ve hoang đại thu thập tai Nam Mỹ bằng 36 chỉ thị SSR, kết quả đã xác định được nguồn gốc phát sinh và quá trình thuần hóa loài trong lịch sử trồng trọt.
Tại Trung Quốc, đã nghiên cứu mức độ đa dạng của 229 mẫu giống đậu cô ve bản địa Trung Quốc bằng 30 chỉ thị phân tử SSR. Các giống bản địa đã được phân thành hai nhóm. Mức độ đa dạng cho các giống bản địa của Trung Quốc có nguồn gốc từ nguồn Andean cao hơn so với các giống bản địa của Trung Quốc có nguồn gốc Mesoamerica (Zhang và ctv, 2008). Asfaw và ctv (2009) đã đánh giá mức độ đa dạng và cấu trúc quan thé của 192 giống đậu cô ve bản địa của Ethiopia va Kenya cùng với 4 kiểu gen đối chứng thông qua phân tích đặc điểm kiểu hình (morphological phenotyping) và sử dụng chỉ thị phân tử SSR.
Kết quả cho thấy, các giống bản địa có mức độ đa dạng cao và thuộc hai nguồn gen Andean và Mesoamerica. Các kiều gen Mesoamerica chiếm ưu thế ở Ethiopia trong khi các kiểu gen Andean lại có ưu thế ở Kenya. Mức độ đa dạng di truyền ở các giống bản địa của Ethiopia cao hơn so với Kenya. Griffiths (2009) khuyến cáo rang đậu cô ve là cây trồng rất quan trọng ở nhiều nước, đem lại giá trị kinh tế và dinh dưỡng cho người dân.
Các yếu tố bat thuận phi sinh học và bệnh gi sắt (do nam Uromyces appendiculatus) đã hạn chế sản xuất đậu cô ve ở nhiều khu vực vùng nhiệt đới. Việc nâng cao khả năng chống chịu với nhiều chủng gi sắt cũng như thích nghỉ với nhiệt độ cao là chiến lược chính trong tạo giống đậu cô ve ở các nước nhiệt đới. Các nhà khoa học Brazil đã đánh giá, phân tích các mẫu gen đậu cô ve dựa trên các tính trạng hình thái, các đặc điểm nông học và chỉ thị phân tử SSR. Tổng số 57 mẫu gen được sử dụng cho nghiên cứu, trong đó có 31 mẫu giống ban dia ở Brazil; 20 mẫu gen của Embrapa Trigo; và 6 mẫu giống thương mại.
Đánh giá trên năm tính trạng nông học (chu kỳ sinh trưởng của cây, số hạt trên quả, số quả trên cây, khối lượng 100 hạt và năng suất hạt); năm tính trạng hình thái (dạng hình sinh trưởng, kích thước cây, dạng hạt, màu sắc hạt và nhóm thương mai) va sử dụng 16 chỉ thị SSR dé đánh giá đa dạng. Kết quả cho thấy có sự biến di di truyền cao về tính trạng nông học, hình thái và ở cấp độ phân tử của 57 mẫu giống đậu cô ve nghiên cứu. Các mẫu gen có nguồn gốc từ Andean có khối lượng hạt nặng hơn các nguồn khác (Cabral và ctv, 2010). Các nhà khoa học của Thổ Nhĩ Kỳ nghiên cứu da dạng nguồn gen các giống đậu cô ve.
Kết quả thấy mối quan hệ di truyền giữa các giống đậu cô ve phân chia thành hai nhóm, có thể đại diện cho hai nguồn gen chính khác biệt. Bằng VIỆC SỬ dụng ba hệ thống chi thị phân tử đã dò tìm được194 alen trong đó 118 alen là đa hình (Ceylan và ctv, 2014) Luque và Creamer (2014) đã phối hợp với CIAT nghiên cứu nhận biết những trở ngại chính và xu hướng sản xuất, tiêu thụ trong sản xuất đậu cô ve. Các tác giả đã dé xuât rang cân chọn lọc giông với một sô tính trạng như chong chịu điêu kiện bat thuận, cải tiến năng suất, kháng sâu bệnh và sản phâm phù hợp với yêu cau thị trường, cải tiến chất lượng dinh dưỡng. Công tác thu thập, bảo tồn, đánh giá mức độ dạng di truyền nguồn gen cây trồng là bước nghiên cứu quan trọng quyết định tới thành công trong chọn tạo giống.
Những hiểu biết đầy đủ về sự đa dạng đi truyền và cấu trúc quần thể của nguồn gen đậu cô ve thực sự cần thiết trong công tác bảo tồn và quản lý. Sự nghèo nàn trong mô tả đánh giá nguồn gen là cản trở chính trong công tác chọn tạo giống. Phương pháp truyền thống sử dụng trong đánh giá đa dạng nguồn gen đậu cô ve dựa trên những đặc điểm hình thái, nông sinh học đã được nhiều nghiên cứu trên thế giới công bố (Freitas và ctv, 2011; Raggi va ctv, 2012; Boros và ctv, 2014). Lima va ctv (2015) cho rang một giống đậu cô ve triển vọng phải tô hợp được một số tính trạng mà người sản xuất và người tiêu dùng chấp nhận.
Ở Brazil, người sản xuất yêu cầu phải có năng suất cao, cấu trúc cây phù hợp, kháng một số sâu bệnh chính và dạng hạt phù hợp với thị trường, trong khi đó người tiêu dùng quan tâm đến tính trạng chất lượng hạt. Do vậy, một chương trình chọn tạo giống cô gang đáp ứng được những yêu cầu thị trường. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống đậu cô ve tại Việt Nam Ngô Thế Dân và ctv (1999); Nguyễn Văn Thiết và ctv (2002); Trần Thị Trường (2013) đã chỉ ra rằng thiếu giống cho năng suất cao, giống có khả năng chống chịu với sâu bệnh hại là những yếu tố chính gây hạn chế sản xuất cây đậu đỗ. Với cây đậu cô ve, công tác chọn tạo và phát triển giống còn rat hạn chế.
Tính đến năm 2009 có ba giống đậu cô ve được công nhận là giống đậu cô ve leo do Công ty Giống cây trồng miền Nam tuyên chọn từ giống đậu nhập nội của Đài Loan, được trồng phổ biến từ năm 1996; giống đậu cô ve leo hạt trang, do Công ty Cô phần Giống cây trồng miền Nam chọn lọc quan thé từ giống OP nhập nội của An Độ, mở rộng sản xuất năm 2000; giống đậu cô ve lùn hạt trắng do Công ty cô phần Giống cây trồng miền Nam chọn lọc quan thé từ giống OP nhập nội; mở rộng vào sản xuất năm 2000. Những giống có trong sản xuất hiện nay chủ yéu là giống nhập nội hoặc do các công ty nước ngoài cung cap, khả năng thích ứng với điêu kiện nóng am cũng như kha năng chống chịu bệnh kém (Phạm Đồng Quảng và ctv, 2009). Theo Phạm Thị Ngọc (2017), chương trình chọn tạo giống năng suất cao, chịu nóng và chống bệnh gi sắt đã nhận biết ba mẫu giống có tiềm năng năng suất cao là CV05, CV07 và CV22. Bốn mẫu giống có khả năng chịu nóng khi trồng trong vụ Xuân Hè là CV41, CV42, CV67 và CV69.
Một mẫu giống kháng với mau bệnh gi sắt thu thập là DLO22. Phạm Thị Ngọc và Đỗ Thị Dự (2014) đã nghiên cứu đánh giá đặc điển nông sinh học của các mẫu giống đậu cô ve nhập nội từ Mỹ trong hai vụ Xuân Hè và vụ Đông năm 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội nhận biết được bốn giống có khả năng chịu nóng CV44, CV54, CV59 và CV79. Nguyễn Thị Hưng (2016) đánh giá khả năng sinh trưởng và năng suất của một số giống đậu cô ve tại tỉnh Bắc Giang, kết luận giống đậu cô ve hạt đen, quả tròn có thời gian sinh trưởng phát triển dài nhất (105 ngày), khả năng chống chịu tốt, cho năng suất cao (18,92 tan/ha). Phan Thi Ngọc và ctv (2018) đã phân tích đa dang di truyền của 60 mẫu giống đậu cô ve thu thập trong nước và nhập nội dựa trên chỉ thị hình thái (đặc điểm thực vật học, nông sinh học) và chỉ thị phân tử SSR.