Luận án nghiên cứu biến dị di truyền trong lai và ghép giống ớt - Đại học Cần Thơ

Nghiên cứu biến dị di truyền trong lai và ghép giống ớt dựa vào đặc tính nông học và dấu phân tử DNA, góp phần nâng cao năng suất cây trồng.

• Tác giả: Trần Ngọc Chi
• Người hướng dẫn: PGS. Trương Trọng Ngôn
• Trường học: Trường Đại Học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Biến Dị Di Truyền Trong Lai Và Ghép Giống Ớt
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• Lời cảm ơn
• Lời cam đoan
• Danh sách hình
• Danh sách bảng
• Danh sách từ viết tắt
• 1. Chương I: GIỚI THIỆU
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
• 1.4.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.5. Điểm mới của luận án
• 2. Chương II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Tổng quan về cây ớt
• 2.1.1. Giới thiệu về cây ớt
• 2.1.2. Nguồn gốc cây ớt
• 2.1.3. Đặc điểm bộ gen cây ớt
• 2.1.4. Đặc điểm thực vật
• 2.1.4.1. Đặc điểm hình thái cây ớt
• 2.1.4.2. Các thời kỳ sinh trưởng của cây ớt
• 2.2. Sơ lược về giống và chọn giống cây trồng
• 2.2.1. Khái niệm về giống cây trồng
• 2.2.2. Các tính trạng và đặc tính của giống
• 2.2.3. Mục tiêu chọn tạo giống ớt
• 2.2.3.1. Giá trị của cây ớt
• 2.2.3.2. Mục tiêu tạo giống ớt
• 2.3. Biến dị di truyền
• 2.3.1. Biến dị di truyền
• 2.3.2. Sự biến dị di truyền trên cây ớt
• 2.3.2.1. Sự biến dị dạng cây con
• 2.3.2.2. Sự biến dị hình dạng thân và cành
• 2.3.2.3. Sự biến dị dạng lá
• 2.3.2.4. Sự biến dị dạng hoa và cuống
• 2.3.2.5. Sự biến dị dạng trái và số lượng trái
• 2.3.2.6. Sự biến dị dạng hạt
• 2.4. Phương pháp ghép
• 2.4.1. Lịch sử ghép
• 2.4.2. Cơ sở khoa học của ghép cây
• 2.4.3. Mối quan hệ giữa cành ghép và gốc ghép
• 2.4.4. Các nghiên cứu về ghép cây ớt
• 2.4.4.1. Nghiên cứu trong nước
• 2.4.4.2. Nghiên cứu ngoài nước
• 2.5. Khái niệm lai giống
• 2.6. Các kiểu lai giống
• 2.7. Vai trò của việc chọn giống bố mẹ trong lai giống
• 2.8. Cơ sở di truyền của lai giống
• 2.9. Ý nghĩa của lai giống
• 2.10. Những tác động di truyền khi lai
• 2.11. Tình hình nghiên cứu về lai tạo cây ớt trong và ngoài nước
• 2.12. Phương pháp đánh giá biến dị di truyền
• 2.12.1. Ứng dụng tính trạng nông học trong đánh giá biến dị di truyền
• 2.12.2. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong đánh giá biến dị di truyền
• 2.13. Sơ lược về gen CaOvate trên cây ớt
• 3. Chương III: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Phương tiện nghiên cứu
• 3.1.1. Địa điểm, thời gian
• 3.1.2. Vật liệu nghiên cứu
• 3.1.3. Thiết bị và dụng cụ
• 3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3.2.1. Khảo sát sự biến đổi di truyền bằng phương pháp ghép
• 3.2.1.1. Các bước thực hiện ghép
• 3.2.1.2. Bố trí thí nghiệm khảo sát sự thay đổi của cây ghép thế hệ T1 với vi gốc ghép và cành ghép
• 3.2.2. Khảo sát sự biến đổi di truyền bằng phương pháp lai
• 3.2.2.1. Các bước thực hiện lai
• 3.2.2.2. Khảo sát sự thay đổi một số tính trạng nông học ở cây lai F1 so với cây cha mẹ ban đầu
• 3.2.3. Khảo sát sự thay đổi về mặt di truyền của cây ghép và lai
• 3.2.3.1. Ly trích DNA
• 3.2.3.2. Thực hiện phản ứng PCR
• 3.2.4. Giải trình tự đoạn gen quy định hình dạng trái CaOvate
• 3.2.5. Phân tích số liệu
• 4. Chương IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả thí nghiệm ghép
• 4.1.1. Tỉ lệ sống sau ghép
• 4.1.2. Khảo sát sự thay đổi di truyền của các tổ hợp ghép so với đối chứng dựa trên đặc tính nông học
• 4.1.2.1. Các đặc tính sinh trưởng
• 4.1.2.2. Khảo sát thay đổi di truyền dựa trên tính trạng chất lượng và số lượng
• 4.1.3. Khảo sát di truyền của các tổ hợp ghép so với đối chứng ở mức độ phân tử
• 4.1.4. Kết quả giải trình tự đoạn gen CaOvate của các tổ hợp ghép và đối chứng
• 4.1.4.1. Kết quả so sánh trình tự vùng gen CaOvate dựa vào dấu phân tử SNP giữa cây ghép và cành ghép
• 4.1.4.2. Kết quả khảo sát sự khác nhau giữa cây ghép với gốc ghép và cành ghép dựa trên vùng gen CaOvate
• 4.2. Kết quả thí nghiệm lai
• 4.2.1. Tỉ lệ lai thành công
• 4.2.2. Khảo sát sự thay đổi của cây lai thế hệ F1 dựa vào đặc tính nông học
• 4.2.2.1. Tính trạng trái và hoa
• 4.2.3. Khảo sát sự thay đổi di truyền của các tổ hợp lai thế hệ F1 bằng chỉ thị phân tử
• 4.2.4. Khảo sát sự thay đổi di truyền của các tổ hợp lai thế hệ F1 dựa trên trình tự gen CaOvate
• 4.2.5. Khảo sát sự phân bố các tính trạng ở các tổ hợp lai F2
• 4.2.5.1. Tổ hợp Hiểm – Sừng F2
• 4.2.5.2. Tổ hợp Sừng – Hiểm F2
• 4.2.5.3. Tổ hợp Sừng – Cà F2
• 4.2.5.4. Tổ hợp Cà – Sừng F2
• 5. Chương V: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Biến Dị Di Truyền Giống Ớt Tại ĐHCT

Nghiên cứu biến dị di truyền ớt thông qua lai giống ớt và ghép giống ớt là một hướng đi quan trọng để tạo ra các giống ớt mới, năng suất cao và thích nghi tốt hơn với điều kiện địa phương. Trường Đại học Cần Thơ (ĐHCT) đã có nhiều đóng góp trong lĩnh vực này, tập trung vào việc khai thác nguồn gen ớt địa phương và ứng dụng các kỹ thuật chọn giống hiện đại. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá sự thay đổi di truyền khi lai và ghép giữa các giống ớt khác nhau, sử dụng cả đặc tính nông học và dấu phân tử DNA. Mục tiêu là xác định các tổ hợp lai và ghép có tiềm năng để phát triển thành các giống ớt mới, đáp ứng nhu cầu sản xuất và tiêu dùng.

1.1. Giới thiệu chung về nghiên cứu di truyền giống ớt

Nghiên cứu di truyền ớt đóng vai trò then chốt trong việc cải thiện giống ớt. Các nghiên cứu tập trung vào việc xác định các gen kiểm soát các đặc tính quan trọng như năng suất, khả năng kháng bệnh và chất lượng trái. Việc hiểu rõ cơ sở di truyền của các đặc tính này giúp các nhà chọn giống có thể tạo ra các giống ớt ưu việt hơn. Các phương pháp phân tích di truyền hiện đại, như sử dụng marker di truyền ớt, đang được áp dụng rộng rãi để tăng tốc quá trình chọn giống.

1.2. Tầm quan trọng của lai và ghép giống ớt tại ĐHCT

Lai giống ớt và ghép giống ớt là hai phương pháp quan trọng trong công tác chọn giống ớt tại Đại học Cần Thơ. Lai giống giúp tạo ra các tổ hợp gen mới, kết hợp các đặc tính tốt từ các giống bố mẹ khác nhau. Ghép giống, mặt khác, cho phép khai thác ưu thế của gốc ghép, chẳng hạn như khả năng kháng bệnh hoặc chịu hạn, đồng thời duy trì các đặc tính mong muốn của cành ghép. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá hiệu quả của hai phương pháp này trong việc tạo ra các giống ớt mới, thích nghi với điều kiện canh tác tại Đồng bằng sông Cửu Long.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Biến Dị Di Truyền Giống Ớt Lai Ghép

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nghiên cứu biến dị di truyền ớt trong lai giống ớt và ghép giống ớt vẫn đối mặt với nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là sự phức tạp của bộ gen ớt và sự tương tác giữa các gen. Việc xác định các gen kiểm soát các đặc tính quan trọng và hiểu rõ cơ chế di truyền của chúng đòi hỏi các phương pháp phân tích di truyền tiên tiến và nguồn lực đáng kể. Ngoài ra, sự ảnh hưởng của môi trường đến biểu hiện của các gen cũng là một yếu tố cần được xem xét. Theo nghiên cứu của Trần Ngọc Chi, việc xác định chính xác sự thay đổi di truyền do lai và ghép gây ra đòi hỏi các thí nghiệm được kiểm soát chặt chẽ và phân tích thống kê kỹ lưỡng.

2.1. Khó khăn trong việc đánh giá biến dị di truyền chính xác

Việc đánh giá chính xác biến dị di truyền trong lai giống ớt và ghép giống ớt là một thách thức lớn. Các đặc tính nông học, như năng suất và chất lượng trái, có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố môi trường, gây khó khăn cho việc phân biệt sự khác biệt di truyền thực sự. Các phương pháp phân tích di truyền phân tử, như sử dụng marker di truyền ớt, có thể giúp giải quyết vấn đề này, nhưng đòi hỏi kỹ thuật và thiết bị hiện đại.

2.2. Ảnh hưởng của môi trường đến biểu hiện gen giống ớt

Môi trường có thể ảnh hưởng đáng kể đến biểu hiện của các gen trong giống ớt. Các yếu tố như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và dinh dưỡng có thể tác động đến năng suất, chất lượng trái và khả năng kháng bệnh. Do đó, việc đánh giá biến dị di truyền cần được thực hiện trong nhiều môi trường khác nhau để đảm bảo tính ổn định của các đặc tính mong muốn. Nghiên cứu của Trần Ngọc Chi nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét tương tác giữa gen và môi trường trong công tác chọn giống ớt.

2.3. Hạn chế về nguồn lực và kỹ thuật phân tích di truyền

Nghiên cứu biến dị di truyền ớt đòi hỏi nguồn lực đáng kể, bao gồm kinh phí, thiết bị và nhân lực có trình độ chuyên môn cao. Các phương pháp phân tích di truyền phân tử, như giải trình tự gen và phân tích marker di truyền ớt, đòi hỏi các phòng thí nghiệm hiện đại và đội ngũ kỹ thuật viên lành nghề. Việc thiếu hụt nguồn lực và kỹ thuật có thể là một rào cản lớn đối với các nghiên cứu chọn giống ớt, đặc biệt là tại các trường đại học và viện nghiên cứu ở các nước đang phát triển.

III. Phương Pháp Lai Tạo Giống Ớt Năng Suất Cao Tại ĐHCT

Để giải quyết các thách thức trên, các nhà nghiên cứu tại Đại học Cần Thơ đã áp dụng nhiều phương pháp lai tạo ớt tiên tiến. Các phương pháp này bao gồm việc sử dụng các dòng ớt thuần chủng, lai tạo có kiểm soát, và ứng dụng các kỹ thuật di truyền phân tử để chọn lọc các cá thể ưu việt. Đặc biệt, việc sử dụng marker di truyền ớt liên kết với các gen kiểm soát năng suất và khả năng kháng bệnh đã giúp tăng tốc quá trình chọn giống và tạo ra các giống ớt có năng suất cao và ổn định.

3.1. Quy trình lai tạo giống ớt địa phương tại Cần Thơ

Quy trình lai tạo giống ớt tại Cần Thơ thường bắt đầu bằng việc thu thập và đánh giá các giống ớt địa phương. Các giống này được chọn lọc dựa trên các đặc tính mong muốn, như năng suất, chất lượng trái và khả năng kháng bệnh. Sau đó, các giống được lai tạo có kiểm soát để tạo ra các tổ hợp gen mới. Các thế hệ lai được đánh giá và chọn lọc liên tục để chọn ra các cá thể ưu việt. Quá trình này có thể kéo dài nhiều năm để đảm bảo tính ổn định của các đặc tính mong muốn.

3.2. Ứng dụng marker di truyền trong chọn giống ớt năng suất

Việc ứng dụng marker di truyền ớt đã mang lại những tiến bộ đáng kể trong công tác chọn giống ớt. Các marker di truyền liên kết với các gen kiểm soát năng suất và khả năng kháng bệnh có thể được sử dụng để chọn lọc các cá thể ưu việt ngay từ giai đoạn cây con, giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực. Các nghiên cứu tại Đại học Cần Thơ đã xác định được một số marker di truyền có giá trị trong việc cải thiện giống ớt.

3.3. Đánh giá và chọn lọc các dòng ớt lai F1 tiềm năng

Các dòng ớt lai F1 được tạo ra từ quá trình lai tạo giống ớt cần được đánh giá và chọn lọc kỹ lưỡng. Các đặc tính nông học, như năng suất, chất lượng trái, khả năng kháng bệnh và khả năng thích nghi với điều kiện địa phương, được đánh giá trong các thí nghiệm đồng ruộng. Các dòng ớt lai F1 có tiềm năng được chọn lọc và tiếp tục được lai tạo để tạo ra các giống ớt ổn định và có giá trị thương mại.

IV. Kỹ Thuật Ghép Giống Ớt Kháng Bệnh Hiệu Quả Tại ĐHCT

Bên cạnh lai tạo, ghép giống ớt cũng là một kỹ thuật quan trọng để cải thiện giống ớt. Tại Đại học Cần Thơ, các nhà nghiên cứu đã tập trung vào việc sử dụng các gốc ghép có khả năng kháng bệnh để bảo vệ các giống ớt năng suất cao khỏi các bệnh hại nguy hiểm. Kỹ thuật này đặc biệt hữu ích trong việc đối phó với các bệnh hại lây truyền qua đất, như bệnh héo xanh do vi khuẩn và bệnh thối gốc do nấm.

4.1. Lựa chọn gốc ghép kháng bệnh cho giống ớt địa phương

Việc lựa chọn gốc ghép kháng bệnh là yếu tố then chốt trong kỹ thuật ghép giống ớt. Các gốc ghép được chọn lọc dựa trên khả năng kháng các bệnh hại phổ biến tại địa phương, như bệnh héo xanh do vi khuẩn và bệnh thối gốc do nấm. Các nghiên cứu tại Đại học Cần Thơ đã xác định được một số gốc ghép có khả năng kháng bệnh tốt và tương thích với các giống ớt địa phương.

4.2. Quy trình ghép giống ớt và chăm sóc cây ghép T1

Quy trình ghép giống ớt đòi hỏi kỹ thuật và sự cẩn thận. Các bước cơ bản bao gồm việc chọn gốc ghép và cành ghép khỏe mạnh, cắt ghép chính xác, và chăm sóc cây ghép sau khi ghép. Cây ghép cần được bảo vệ khỏi ánh nắng trực tiếp và gió mạnh trong giai đoạn đầu. Việc tưới nước và bón phân cũng cần được thực hiện đúng cách để đảm bảo cây ghép phát triển tốt. Theo nghiên cứu của Trần Ngọc Chi, tỷ lệ sống của cây ghép có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, như kỹ thuật ghép, điều kiện môi trường và giống ớt.

4.3. Đánh giá ảnh hưởng của gốc ghép lên đặc tính cành ghép

Gốc ghép có thể ảnh hưởng đến các đặc tính của cành ghép, như năng suất, chất lượng trái và khả năng kháng bệnh. Các nghiên cứu tại Đại học Cần Thơ đã đánh giá ảnh hưởng của các gốc ghép khác nhau lên các giống ớt địa phương. Kết quả cho thấy rằng một số gốc ghép có thể cải thiện năng suất và chất lượng trái của cành ghép, trong khi các gốc ghép khác có thể tăng cường khả năng kháng bệnh. Việc lựa chọn gốc ghép phù hợp là rất quan trọng để đạt được hiệu quả cao nhất từ kỹ thuật ghép giống ớt.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Biến Dị Di Truyền Ớt Lai Ghép Tại ĐHCT

Các nghiên cứu về biến dị di truyền ớt trong lai giống ớt và ghép giống ớt tại Đại học Cần Thơ đã đạt được những kết quả đáng khích lệ. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra được nhiều dòng ớt lai và ghép có năng suất cao, chất lượng tốt và khả năng kháng bệnh tốt hơn so với các giống ớt truyền thống. Các kết quả này đã góp phần vào việc cải thiện giống ớt và nâng cao hiệu quả sản xuất ớt tại Đồng bằng sông Cửu Long.

5.1. Phân tích biến dị di truyền bằng dấu phân tử SSR và CaOvate

Việc phân tích biến dị di truyền bằng các dấu phân tử như SSR và CaOvate đã cung cấp những thông tin quan trọng về sự thay đổi di truyền trong lai giống ớt và ghép giống ớt. Các dấu phân tử SSR cho phép đánh giá sự đa dạng di truyền và mối quan hệ di truyền giữa các giống ớt khác nhau. Gen CaOvate, mặt khác, liên quan đến hình dạng trái ớt, và việc phân tích biến dị trong gen này có thể giúp tạo ra các giống ớt có hình dạng trái mong muốn.

5.2. Đánh giá đặc tính nông học của các dòng ớt lai và ghép

Các đặc tính nông học của các dòng ớt lai và ghép, như năng suất, chất lượng trái, khả năng kháng bệnh và khả năng thích nghi với điều kiện địa phương, được đánh giá trong các thí nghiệm đồng ruộng. Các kết quả cho thấy rằng một số dòng ớt lai và ghép có năng suất cao hơn đáng kể so với các giống ớt truyền thống. Ngoài ra, một số dòng ớt lai và ghép cũng có khả năng kháng bệnh tốt hơn, giúp giảm thiểu việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật.

5.3. So sánh kết quả phân tích di truyền và đặc tính nông học

Việc so sánh kết quả phân tích di truyền và đặc tính nông học giúp xác định mối liên hệ giữa các gen và các đặc tính quan trọng. Các marker di truyền liên kết với các gen kiểm soát năng suất và khả năng kháng bệnh có thể được sử dụng để chọn lọc các cá thể ưu việt ngay từ giai đoạn cây con. Việc kết hợp phân tích di truyền và đánh giá đặc tính nông học giúp tăng tốc quá trình chọn giống ớt và tạo ra các giống ớt có năng suất cao và ổn định.

VI. Triển Vọng Nghiên Cứu Biến Dị Di Truyền Ớt Tại ĐHCT

Nghiên cứu biến dị di truyền ớt trong lai giống ớt và ghép giống ớt tại Đại học Cần Thơ có nhiều triển vọng trong tương lai. Với sự phát triển của các kỹ thuật di truyền phân tử và công nghệ sinh học, các nhà nghiên cứu có thể hiểu rõ hơn về cơ sở di truyền của các đặc tính quan trọng và tạo ra các giống ớt ưu việt hơn. Ngoài ra, việc hợp tác với các viện nghiên cứu và trường đại học khác trong và ngoài nước cũng sẽ giúp tăng cường năng lực nghiên cứu và đẩy nhanh quá trình cải thiện giống ớt.

6.1. Ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn giống ớt tương lai

Công nghệ sinh học, như chỉnh sửa gen và tạo dòng thuần kép (doubled haploid), có thể được ứng dụng để tăng tốc quá trình chọn giống ớt và tạo ra các giống ớt có các đặc tính mong muốn. Chỉnh sửa gen cho phép các nhà nghiên cứu thay đổi trực tiếp các gen trong bộ gen ớt, tạo ra các giống ớt có năng suất cao hơn, chất lượng tốt hơn và khả năng kháng bệnh tốt hơn. Tạo dòng thuần kép giúp rút ngắn thời gian tạo ra các dòng ớt thuần chủng, giúp tăng tốc quá trình lai tạo giống ớt.

6.2. Nghiên cứu biến đổi khí hậu và giống ớt thích ứng

Biến đổi khí hậu đang gây ra những tác động tiêu cực đến sản xuất nông nghiệp, bao gồm cả sản xuất ớt. Các nghiên cứu về biến đổi khí hậu và giống ớt thích ứng là rất quan trọng để đảm bảo an ninh lương thực trong tương lai. Các nhà nghiên cứu cần tập trung vào việc tạo ra các giống ớt có khả năng chịu hạn, chịu mặn và chịu nhiệt tốt hơn. Việc sử dụng các giống ớt địa phương có khả năng thích nghi tốt với điều kiện khắc nghiệt có thể là một giải pháp hiệu quả.

6.3. Hợp tác quốc tế và chia sẻ nguồn gen giống ớt

Hợp tác quốc tế và chia sẻ nguồn gen giống ớt là rất quan trọng để tăng cường năng lực nghiên cứu và đẩy nhanh quá trình cải thiện giống ớt. Các viện nghiên cứu và trường đại học có thể hợp tác để chia sẻ thông tin, kỹ thuật và nguồn gen. Việc tiếp cận với các nguồn gen giống ớt đa dạng từ khắp nơi trên thế giới có thể giúp tạo ra các giống ớt có các đặc tính độc đáo và giá trị.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Cây ớt (Capsicum spp.) thuộc họ Cà (Solanaceae) là loại cây gia vị truyền thống và là mặt hàng nông sản xuất khẩu chủ lực tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Mặc dù diện tích và sản lượng canh tác lớn, nguồn hạt giống ớt phục vụ sản xuất thương mại ở Việt Nam hiện nay chủ yếu phụ thuộc vào các giống lai F1 nhập nội với giá thành cao. Thực trạng này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc chủ động nghiên cứu, đánh giá biến dị di truyền và chọn tạo các nguồn giống ớt nội địa có năng suất, chất lượng cao nhằm giảm chi phí sản xuất và hạn chế nhập khẩu.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả Trần Ngọc Chi xác định xuất phát từ việc hai phương pháp chọn giống cổ điển là lai hữu tính và ghép cây chưa được khảo sát đồng bộ về mặt biến dị di truyền trên cây ớt ở cả hai cấp độ: đặc tính nông học hình thái và chỉ thị phân tử DNA. Đặc biệt, phương pháp ghép có điều khiển (Mentor grafting) nhằm tạo ảnh hưởng di truyền từ gốc ghép già lên cành ghép non, cũng như việc phân tích biến dị trình tự gen quy định hình dạng trái (CaOvate) kết hợp chỉ thị vi vệ tinh (SSR) trên các tổ hợp ghép và lai thuận nghịch, vẫn chưa có các công bố chi tiết tại Việt Nam.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể như sau:

1. Xác định sự thay đổi di truyền của việc lai và ghép, qua đó làm cơ sở khoa học cho công tác chọn tạo giống ớt mới.
2. Thực hiện ghép thuận nghịch giữa các cặp giống ớt và khảo sát sự thay đổi di truyền của cây ghép thế hệ T1 so với gốc ghép và cành ghép ban đầu.
3. Thực hiện lai thuận nghịch giữa các cặp giống ớt và khảo sát sự thay đổi di truyền của cây lai thế hệ F1 so với cây cha mẹ, đồng thời đánh giá sự phân bố các tính trạng hình thái ở thế hệ F2.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Ba giống ớt có đặc tính hình thái và dạng trái tương phản rõ rệt gồm ớt Hiểm, ớt Sừng và ớt Cà (thuộc tập đoàn giống của Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Rau châu Á - AVRDC); các tổ hợp cây ghép thế hệ T1; các tổ hợp cây lai thế hệ F1 và quần thể phân ly F2.
• Phạm vi không gian và thời gian: Thí nghiệm đồng ruộng được bố trí trong chậu đặt dưới điều kiện nhà lưới tại tỉnh Đồng Tháp. Các thí nghiệm phân tích sinh học phân tử (ly trích DNA, phản ứng PCR, điện di) được thực hiện tại Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ sinh học, Trường Đại học Cần Thơ. Phân tích giải trình tự DNA được thực hiện tại Viện Nghiên cứu hệ gen thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Luận án được hoàn thành và bảo vệ năm 2022.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến đặc điểm sinh học, biến dị di truyền, kỹ thuật ghép và lai tạo trên chi Capsicum:

Các hướng nghiên cứu về phân loại học, bộ gen và biến dị hình thái cây ớt

Chi Capsicum có tính đa dạng di truyền cao với 20 đến 25 loài hoang dại và 4 đến 5 loài thuần hóa gồm C. annuum, C. frutescens, C. chinense, C. baccatum và C. pubescens (Eshbaugh, 1980; Bosland & Votava, 2000; Hunziker, 2001; Knapp, 2002). Đa số các loài ớt trồng có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội 2n = 24, một số loài ghi nhận 2n = 26 (Tong & Bosland, 1999, 2003; Jarret & Dang, 2004). Biến dị hình thái ở ớt đã được các tác giả mô tả chi tiết: biến dị dạng cây con do gen bv kiểm soát (Cook, 1962); màu sắc lá kiểm soát bởi gen chl và vân lá bởi các gen m-1 đến m-4 (Lippert et al., 1964, 1965; Daskalov, 1947, 1977); chiều cao cây chịu sự chi phối của 9 gen gồm dw-1 đến dw-8 và tal, trong khi tính phân nhánh do các gen bl, ct, dt, fa quy định (Deyuan & Bosland, 2006). Dạng trái và các đặc tính trái do hệ thống nhiều gen điều khiển như P, fb, ce, O, up-1, up-2, sw1, sw2, sw3, cl, c-1, c-2 (Deyuan & Bosland, 2006).

Các nghiên cứu về hiện tượng biến dị qua ghép cây (Graft hybridization)

Cơ sở sinh học của mối ghép liên quan đến sự phân chia tế bào nhu mô hình thành mô sẹo (callus), sau đó biệt hóa thành mạch gỗ và mạch rây để tạo mạch dẫn liên tục (Hartmann et al., 2002; Melnyk & Meyerowitz, 2015). Phương pháp Mentor grafting (Ohta & Chuong, 1975; Ohta, 1991) chỉ ra rằng việc sử dụng gốc ghép già mang cành ghép non và loại bỏ lá cành ghép giúp thúc đẩy sự vận chuyển vật chất di truyền từ gốc ghép lên cành ghép. Yagishita & Hirata (1984, 1986) cùng Ogata et al. (1986) ghi nhận sự biến đổi hình dạng trái và độ cay capsaicin có thể di truyền qua 26 thế hệ tự thụ sau ghép. Taller et al. (1998) dùng chỉ thị RAPD phát hiện DNA gốc ghép hiện diện ở cành ghép. Tsaballa et al. (2013) ghi nhận cành ghép ớt tròn trên gốc ghép dài cho trái ở thế hệ T1 và T2 biến đổi sang dạng thon dài, đồng thời chỉ thị ISSR cho thấy có sự thay đổi nhỏ về kiểu gen. Stegemann & Bock (2009) và Fuentes et al. (2014) chứng minh có sự chuyển giao vật chất di truyền và chuyển gen ngang tại vị trí mối ghép. Tại Việt Nam, Thanh (2010) và Võ Thị Bích Thủy cùng cộng sự (2014) khảo sát ảnh hưởng của các dòng gốc ghép đến sinh trưởng, năng suất và kích thước trái của ớt Hiểm lai 207 và ớt Sừng vàng Châu Phi.

Các nghiên cứu về lai tạo và ứng dụng chỉ thị phân tử ở cây ớt

Lai hữu tính là phương thức tạo biến dị tổ hợp và khai thác ưu thế lai hiệu quả (Allard, 1960; Tuấn, 1992; Kiếm, 2016). Owens (1992) báo cáo con lai F1 tăng năng suất 200–300% và cải thiện chất lượng quả. Joshi et al. (1992) cải thiện độ ngọt và cay qua các tổ hợp lai. Tại Việt Nam, các giống ớt lai như HB9, HB14, GL1-10 (Thi và ctv., 2015), Long Định 3 (Cương và ctv., 2010) đã được phát triển và đưa vào sản xuất. Việc sử dụng chỉ thị phân tử SSR để lập bản đồ liên kết và đánh giá đa dạng di truyền ớt đã được chứng minh bởi Minamiyama et al. (2006), Hanacek et al. (2009), Sudre et al. (2010), Berhanu Yadeta et al. (2011) và Se-Jong Oh et al. (2012).

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Luận án tập trung giải quyết việc kiểm chứng thực nghiệm hiện tượng biến dị di truyền khi ghép nêm ở độ tuổi cây lớn và chiều dài gốc ghép cao trên các giống ớt có kiểu hình khác biệt, đồng thời đánh giá song song biến dị tổ hợp từ các phép lai thuận nghịch thông qua việc kết hợp hệ thống tính trạng nông học, chỉ thị SSR liên kết tính trạng trái và giải trình tự gen quy định dạng trái CaOvate.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Lý thuyết biến dị di truyền và chọn giống: Sử dụng khái niệm biến dị di truyền trong nhân (biến dị tái tổ hợp do lai) và biến nạp qua mối ghép (graft transformation / graft hybridization) (Hổ, 2007; Goldschmidt, 2014).
• Lý thuyết ghép có điều khiển (Mentor grafting): Dựa trên nguyên lý gốc ghép già cung cấp dinh dưỡng và phân tử tín hiệu cho cành ghép non, tạo điều kiện cho sự chuyển vị vật chất qua hệ thống mạch dẫn (Ohta, 1991).
• Lý thuyết di truyền lai thuận nghịch: Đánh giá ảnh hưởng của tế bào chất và hiệu ứng tương tác gen bố mẹ ở thế hệ F1 và sự phân ly tính trạng ở thế hệ F2 (Kiếm, 2016).
• Cơ sở sinh học phân tử: Khảo sát tính đa hình thông qua chỉ thị vi vệ tinh (SSR) liên kết tính trạng nông học và dấu phân tử SNP trên vùng gen CaOvate chi phối hình dạng trái.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Hạng mục	Phương pháp và thông số kỹ thuật thực hiện
Vật liệu nghiên cứu	3 giống ớt nhập nội từ AVRDC: ớt Sừng (trái thon dài, chỉ địa), ớt Hiểm (trái nhỏ, chỉ thiên), ớt Cà (trái tròn, chỉ địa).
Bố trí thí nghiệm ghép	Ghép nêm ngọn theo nguyên lý Mentor grafting. Thực hiện ghép thuận nghịch hai cặp: Sừng – Hiểm (S–H, H–S) và Hiểm – Cà (H–C, C–H). Khảo sát ở 3 độ tuổi gốc ghép: 50 ngày (dài 15 cm và 20 cm), 60 ngày (dài 20 cm và 25 cm), 70 ngày (dài 25 cm và 30 cm). Theo dõi tỉ lệ sống ở 5, 10, 15, 20 ngày sau ghép. Khảo sát thế hệ T1.
Bố trí thí nghiệm lai	Khử đực vào buổi chiều, bao hoa; thụ phấn nhân tạo từ 9h00 đến 12h00 sáng hôm sau. Thực hiện lai thuận nghịch hai cặp: Sừng × Hiểm (và Hiểm × Sừng), Sừng × Cà (và Cà × Sừng). Thu hạt F0, gieo trồng khảo sát thế hệ lai F1 và theo dõi sự phân ly tính trạng ở thế hệ F2.
Đánh giá tính trạng nông học	Đo đạc thời gian sinh trưởng (ngày trổ hoa, thu trái đầu, thu trái cuối); chiều cao cây; kích thước lá (chiều dài, chiều rộng); tính trạng hoa (màu tràng hoa, màu bao phấn, vị trí hoa); tính trạng trái (chiều dài, đường kính, chiều dài cuống, độ dày vách, khối lượng trái, hướng trái chỉ thiên/chỉ địa, độ cong trái); năng suất cá thể.
Phân tích sinh học phân tử	Ly trích DNA tổng số bằng phương pháp CTAB/SDS; đo độ tinh sạch và nồng độ DNA. Thực hiện phản ứng chuỗi polymerase (PCR) với các cặp mồi SSR (như CAMS493, CaeMS010, HpmsE045, Hpms 1-169, Hpms 1-172) và cặp mồi Left+Right khuếch đại gen CaOvate. Điện di sản phẩm PCR trên gel agarose 2%, nhuộm ethidium bromide và chụp ảnh dưới ánh sáng tử ngoại.
Giải trình tự và phân tích SNP	Tinh sạch sản phẩm PCR đoạn gen CaOvate, gửi giải trình tự nucleotide trực tiếp tại Viện Nghiên cứu hệ gen. Dóng hàng và so sánh trình tự giữa cây ghép/cây lai với các dòng đối chứng bằng phần mềm chuyên dụng để phát hiện đột biến đơn nucleotide (SNP).
Phân tích thống kê	Số liệu đo đếm được xử lý thống kê mô tả, phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh trung bình nghiệm thức, tính toán hệ số biến thiên (CV%).

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Giới thiệu

Chương I trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ nhu cầu tự chủ nguồn giống ớt trong nước phục vụ chế biến và xuất khẩu. Tác giả xác định rõ 3 mục tiêu nghiên cứu, 2 nội dung chính, đối tượng gồm 3 giống ớt nhập nội (Sừng, Hiểm, Cà) cùng các thế hệ T1, F1, F2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án được khẳng định qua việc xây dựng quy trình ghép nêm ở gốc ghép già, đánh giá biến dị di truyền ở mức độ kiểu hình và giải trình tự gen CaOvate, cung cấp dẫn liệu cho công tác chọn giống ớt.

Chương II: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng thuật toàn diện cơ sở lý luận gồm:

• Đặc tính thực vật học, nguồn gốc địa lý từ vùng nhiệt đới châu Mỹ, cấu trúc bộ gen lưỡng bội (2n = 24, 26) và các thời kỳ sinh trưởng của cây ớt.
• Lý thuyết về giống cây trồng, tính trạng số lượng, tính trạng chất lượng và mục tiêu chọn tạo giống ớt (năng suất, hàm lượng capsaicin, vitamin C, tính kháng bệnh).
• Biến dị di truyền hình thái thân, cành, lá, hoa, trái và hạt ở ớt do các hệ thống gen chi phối.
• Lịch sử, cơ chế sinh học phân chia mô sẹo và hình thành mạch dẫn trong ghép cây, phương pháp Mentor grafting, các công trình chứng minh sự chuyển vị DNA/RNA qua mối ghép.
• Cơ sở di truyền của phương pháp lai giống, phương pháp lai thuận nghịch, hiện tượng ưu thế lai và tác động của tương tác gen.
• Tổng quan về các chỉ thị phân tử (RAPD, AFLP, SSR) và vai trò của gen CaOvate trong việc quy định hình dạng trái ở cây họ Cà.

Chương III: Phương pháp nghiên cứu

Chương III mô tả chi tiết phương tiện thí nghiệm (địa điểm Đồng Tháp và Cần Thơ; vật liệu 3 giống ớt AVRDC; hóa chất, máy PCR, hệ thống điện di). Trình bày quy trình kỹ thuật ghép nêm ở các mức tuổi 50, 60, 70 ngày và độ dài 15, 20, 25, 30 cm; quy trình thụ phấn chéo tạo con lai F1; phương pháp thu thập dữ liệu nông học theo tiêu chuẩn mô tả của IPGRI/AVRDC. Trình bày chi tiết quy trình tách chiết DNA, thành phần phản ứng PCR, chu kỳ luân nhiệt khuếch đại các mồi SSR và gen CaOvate, quy trình giải trình tự gen và phương pháp xử lý thống kê ANOVA.

Chương IV: Kết quả và thảo luận

Chương IV trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được:

Kết quả thí nghiệm ghép cây

• Tỉ lệ sống: Phương pháp ghép nêm cho tỉ lệ sống sau 20 ngày đạt trên 50% ở các nghiệm thức ghép.
• Biến dị nông học ở thế hệ T1:
  • Cặp ghép Sừng – Hiểm: Cây ghép có sự biến đổi về màu bao phấn và hình dạng phiến lá; các nghiệm thức gốc ghép 60 ngày (chiều dài 20 cm, 25 cm) và 70 ngày (chiều dài 25 cm) làm gia tăng chiều dài, đường kính và khối lượng trái của cây ghép so với cành ghép ban đầu; tuy nhiên hình dạng trái không đổi.
  • Cặp ghép Hiểm – Sừng: Ghi nhận sự thay đổi về màu bao phấn, dạng lá và dạng trái có xu hướng thiên về đặc tính của giống Sừng.
  • Cặp ghép Cà – Hiểm và Hiểm – Cà: Màu bao phấn và dạng lá có sự thay đổi; dạng trái phần lớn giữ theo đặc tính của cành ghép, song một số tính trạng số lượng (khối lượng, độ dày vách trái) ở một số nghiệm thức biểu hiện vượt trội hơn cành ghép.
• Phân tích phân tử ở cây ghép:
  • Điện di các sản phẩm PCR với các cặp mồi SSR liên kết tính trạng trái (CAMS493, CaeMS010, HpmsE045) không ghi nhận sự sai khác về kích thước băng DNA giữa các nghiệm thức cây ghép thế hệ T1 so với cành ghép và gốc ghép ban đầu.
  • Giải trình tự đoạn gen CaOvate cho thấy trình tự nucleotide của cây ghép về cơ bản tương đồng với cành ghép, nhưng đã phát hiện một số vị trí đột biến điểm (SNP) đa hình giữa cây ghép và cành ghép ở các tổ hợp ghép Sừng – Hiểm, Hiểm – Sừng, Cà – Hiểm và Hiểm – Cà.

Kết quả thí nghiệm lai giống

• Tỉ lệ lai thành công và đặc tính F1:
  • Tổ hợp lai Sừng × Hiểm và Hiểm × Sừng: Thế hệ F1 biểu hiện màu bao phấn trung gian giữa dòng bố và dòng mẹ; hình dạng lá thiên về giống Sừng; dạng trái thon dài và hướng trái chỉ địa thiên về giống Sừng ở cả hai phép lai thuận nghịch.
  • Tổ hợp lai Sừng × Cà và Cà × Sừng: Cây lai F1 có dạng hoa giống ớt Sừng nhưng màu bao phấn vàng giống ớt Cà ở cả hai phép lai; dạng phiến lá của tổ hợp Sừng × Cà giống Sừng trong khi tổ hợp Cà × Sừng giống Cà; dạng trái F1 ở cả hai phép lai đều mang hình thái trung gian giữa dạng thon dài (Sừng) và dạng tròn (Cà), hướng trái chỉ địa tương tự ớt Sừng.
• Phân tích phân tử cây lai F1: Chỉ thị phân tử SSR (Hpms 1-169, Hpms 1-172) và trình tự đoạn gen CaOvate thể hiện tính chất dị hợp tử, nhận vật chất di truyền từ cả dòng bố và dòng mẹ.
• Sự phân bố tính trạng ở thế hệ F2: Đánh giá trên 4 quần thể F2 (Hiểm – Sừng, Sừng – Hiểm, Sừng – Cà, Cà – Sừng) ghi nhận sự phân ly đa dạng về vị trí hoa, màu bao phấn, kích thước trái, dạng trái, hướng trái và độ cong trái.

Chương V: Kết luận và khuyến nghị

Chương cuối đúc kết các phát hiện chính từ kết quả ghép và lai; xác nhận tiềm năng tác động của gốc ghép lên một số tính trạng sinh trưởng và chất lượng trái ở T1; khẳng định giá trị của các tổ hợp lai F1 mang ưu thế lai rõ rệt. Đề xuất các khuyến nghị tiếp tục theo dõi các thế hệ tự thụ tiếp theo và giải trình tự các vùng gen liên quan đến tính trạng hoa.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới về mặt khoa học

• Luận án đã thực hiện thành công phương pháp ghép nêm trên cây ớt ở điều kiện độ tuổi gốc ghép cao (50, 60, 70 ngày) và chiều dài gốc ghép lớn (15 đến 30 cm) theo định hướng Mentor grafting, tạo ra dẫn liệu thực nghiệm về sự ảnh hưởng của gốc ghép lên cành ghép đối với các tính trạng chất lượng và số lượng.
• Xác định được sự thay đổi hình thái rõ rệt trên cây ghép thế hệ T1 đối với tính trạng hoa (màu bao phấn) và dạng lá, trong khi hình dạng trái phần lớn giữ theo cành ghép nhưng có sự gia tăng về kích thước và khối lượng trái ở các nghiệm thức gốc ghép 60 ngày và 70 ngày.
• Chứng minh tính ổn định của các chỉ thị SSR liên kết tính trạng trái giữa cây ghép và cành ghép; đồng thời phát hiện các vị trí đa hình nucleotide (SNP) trên vùng gen CaOvate giữa cây ghép và cành ghép ban đầu.
• Xác định quy luật di truyền kiểu hình và kiểu gen ở các tổ hợp lai thuận nghịch giữa các dạng hình ớt tương phản (Sừng, Hiểm, Cà), chứng minh dạng trái trung gian và hướng trái chỉ địa ở con lai F1 giữa dạng thon dài và dạng tròn.

Đóng góp về mặt thực tiễn và giải pháp đề xuất

• Xây dựng hoàn chỉnh quy trình kỹ thuật ghép nêm cây ớt ở độ tuổi gốc ghép cao đạt tỉ lệ sống trên 50%, có thể ứng dụng trong nghiên cứu chuyển nạp biến dị và cải thiện tính chống chịu cho cây ớt.
• Cung cấp các tổ hợp lai F1 có ưu thế lai cao về kích thước và khối lượng trái, cùng tập đoàn phân ly F2 phong phú phục vụ cho công tác chọn lọc dòng thuần và tạo giống ớt mới tại Đồng bằng sông Cửu Long.
• Cung cấp tài liệu tham khảo khoa học phục vụ nghiên cứu và giảng dạy chuyên ngành Công nghệ sinh học và Chọn giống cây trồng.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

• Thí nghiệm đồng ruộng chỉ được thực hiện trong phạm vi trồng chậu có mái che lưới tại một địa điểm nghiên cứu (tỉnh Đồng Tháp), chưa thực hiện khảo nghiệm diện rộng trên nhiều vùng sinh thái khác nhau.
• Số lượng vật liệu khởi đầu giới hạn ở 3 giống ớt nhập nội từ AVRDC.
• Khảo sát phân tử trên cây ghép chủ yếu tập trung vào các chỉ thị SSR liên kết tính trạng trái và đoạn gen CaOvate, chưa khảo sát các đoạn gen kiểm soát màu sắc hoa và màu bao phấn.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

• Thiết kế các đoạn mồi đặc hiệu để giải trình tự và phân tích biến dị di truyền ở các gen quy định tính trạng màu bao phấn và màu hoa trên các thế hệ cây ghép.
• Tiếp tục theo dõi, đánh giá sự di truyền của các biến dị hình thái và kiểu gen qua các thế hệ tự thụ tiếp theo (T2, T3) của cây ghép.
• Thực hiện chọn lọc cá thể ưu tú từ các quần thể phân ly F2 của các tổ hợp lai Sừng – Hiểm và Sừng – Cà để phát triển các dòng thuần phục vụ tạo giống thương mại.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng và tham khảo đối với các đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên: Chuyên ngành Công nghệ sinh học, Di truyền học, Nông học và Khoa học cây trồng có thể tham khảo quy trình thực nghiệm ghép cây có điều khiển, kỹ thuật lai thuận nghịch, quy trình ly trích DNA và kỹ thuật phân tích chỉ thị phân tử kết hợp giải trình tự gen.
• Cán bộ nghiên cứu và chọn tạo giống: Các viện nghiên cứu nông nghiệp, trung tâm giống cây trồng có thể khai thác dẫn liệu về sự tương tác bố mẹ trong các tổ hợp lai ớt, đặc điểm phân ly tính trạng F2 và phương pháp cải thiện kích thước trái qua kỹ thuật ghép.
• Phần đáng tham khảo nhất: Chương III (Phương pháp nghiên cứu chi tiết về bố trí thí nghiệm ghép, lai và phân tích phân tử) và Chương IV (Số liệu thực nghiệm về tính trạng nông học T1, F1, F2 cùng dữ liệu so sánh trình tự đoạn gen CaOvate).

---

Câu hỏi thường gặp

1. Ba giống ớt được sử dụng trong luận án có nguồn gốc từ đâu và mang những đặc tính hình thái nổi bật nào?

Ba giống ớt nghiên cứu gồm ớt Sừng, ớt Hiểm và ớt Cà đều được nhập nội từ Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Rau châu Á (AVRDC). Đặc tính hình thái nổi bật của chúng gồm:

• Ớt Sừng: Trái dạng thon dài, hướng trái chỉ địa (rủ xuống), lá to.
• Ớt Hiểm: Trái nhỏ, hướng trái chỉ thiên (hướng lên trên), màu bao phấn đặc trưng.
• Ớt Cà: Trái dạng hình tròn, hướng trái chỉ địa, màu bao phấn vàng.

2. Thí nghiệm ghép cây được bố trí ở những độ tuổi và chiều dài gốc ghép cụ thể nào?

Thí nghiệm ghép nêm ngọn thuận nghịch giữa hai cặp giống (Sừng – Hiểm và Hiểm – Cà) được bố trí ở 3 mức độ tuổi gốc ghép và các mức chiều dài gốc ghép khác nhau:

• Gốc ghép 50 ngày tuổi: Chiều dài gốc ghép 15 cm và 20 cm.
• Gốc ghép 60 ngày tuổi: Chiều dài gốc ghép 20 cm và 25 cm.
• Gốc ghép 70 ngày tuổi: Chiều dài gốc ghép 25 cm và 30 cm.

3. Gốc ghép ảnh hưởng như thế nào đến đặc tính nông học của cây ghép thế hệ T1?

Ở thế hệ T1, gốc ghép đã tạo ra những biến đổi hình thái rõ rệt trên cành ghép:

• Màu bao phấn và dạng lá: Ghi nhận có sự thay đổi ở cả cặp ghép Sừng – Hiểm và Cà – Hiểm. Cặp ghép Hiểm – Sừng có dạng lá và màu bao phấn thiên về giống Sừng.
• Tính trạng trái: Cặp ghép Sừng – Hiểm không thay đổi về hình dạng trái, nhưng kích thước và khối lượng trái tăng lên rõ rệt so với cành ghép ban đầu ở các nghiệm thức gốc ghép 60 ngày (20 cm, 25 cm) và 70 ngày (25 cm). Cặp ghép Cà – Hiểm có dạng trái phần lớn thiên về cành ghép nhưng có sự vượt trội về một số tính trạng số lượng ở một số nghiệm thức.

4. Con lai F1 từ các phép lai thuận nghịch giữa Sừng với Hiểm và Sừng với Cà có đặc điểm gì?

• Tổ hợp lai giữa Sừng và Hiểm: Cả hai phép lai thuận nghịch đều cho cây F1 có hoa mang màu bao phấn trung gian giữa cha và mẹ; phiến lá và dạng trái thon dài cùng hướng trái chỉ địa đều thiên về đặc tính của cây Sừng.
• Tổ hợp lai giữa Sừng và Cà: Cả hai phép lai đều cho F1 có hoa mang dạng hoa của Sừng nhưng màu bao phấn vàng của Cà; dạng lá ở phép lai Sừng × Cà giống Sừng còn Cà × Sừng giống Cà; dạng trái ở cả hai phép lai đều mang kiểu hình trung gian giữa dạng thon dài và dạng tròn, hướng trái chỉ địa giống ớt Sừng.

5. Kết quả phân tích chỉ thị SSR và giải trình tự gen CaOvate cho thấy điều gì về mặt di truyền?

• Đối với cây ghép T1: Các cặp mồi SSR liên kết tính trạng trái (CAMS493, CaeMS010, HpmsE045) không phát hiện sự sai khác kích thước băng DNA giữa cây ghép với gốc ghép và cành ghép. Trình tự đoạn gen CaOvate của cây ghép phần lớn tương đồng với cành ghép, nhưng đã phát hiện một số vị trí đa hình nucleotide (SNP) giữa cây ghép và cành ghép.
• Đối với cây lai F1: Chỉ thị SSR (Hpms 1-169, Hpms 1-172) và trình tự gen CaOvate xác nhận trạng thái dị hợp tử của con lai, dung hợp vật chất di truyền từ cả hai nguồn bố và mẹ.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trần Ngọc Chi đã giải quyết đồng bộ việc đánh giá biến dị di truyền ở cây ớt thông qua hai phương thức ghép nêm theo nguyên lý Mentor grafting và lai thuận nghịch trên 3 giống ớt có kiểu hình tương phản (Capsicum spp. từ AVRDC). Kết quả nghiên cứu đã chứng minh ảnh hưởng của gốc ghép già đến sự gia tăng kích thước, khối lượng trái và làm thay đổi màu bao phấn của cành ghép ở thế hệ T1, đồng thời phát hiện các đột biến điểm SNP trên gen quy định hình dạng trái CaOvate. Các tổ hợp lai F1 và quần thể phân ly F2 đã cung cấp nguồn vật liệu phong phú và dữ liệu khoa học tin cậy cho công tác chọn tạo giống ớt lai chất lượng cao phục vụ sản xuất trong nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Ớt cay (Capsicum annum spp.) là loại rau gia vị được trồng lâu đời ở nước ta. Tuy nhiên, nó chỉ được xem là cây gia vị nên có mức tiêu thụ ít. Trong những năm gần đây ớt trở thành một mặt hàng có giá trị kinh tế vì ớt không chỉ là gia vị tươi mà còn được sử dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm và dược liệu để bào chế thuốc nhờ tính chất capsaicine chứa trong trái. Bên cạnh đó một số loại ớt còn được dùng làm cây cảnh nhờ vào sự đa dạng về màu sắc và dạng trái của nó.

Vì vậy ớt đã trở thành một trong những loại cây trồng có giá trị kinh tế cao. Trong thực tế hiện nay ớt sản xuất ở nước ta chủ yếu là các giống F1, số lượng công ty sản xuất giống trực tiếp của nước ta còn ít, chủ yếu sản xuất các giống nhập nội. Vì vậy nguồn giống phụ thuộc vào thị trường giống nước ngoài và có giá thành cao. Bên cạnh đó xét về phương diện rau xuất khẩu thì ớt là mặt hàng chủ lực của Đồng bằng sông cửu long xuất khẩu ra nước ngoài với số lượng lớn và ổn định so với các cây trồng khác.

Do đó để cây ớt thực sự trở thành cây hàng hóa, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ ngày càng tăng đối với các sản phẩm chế biến từ ớt thì việc nâng cao năng suất và chất lượng của các giống ớt là nhiệm vụ hết sức cấp bách mà các nhà chọn giống cần phải thực hiện một cách nghiêm túc. Để thực hiện được nhiệm vụ này, trước hết các nhà chọn giống cần phải có nguồn tập đoàn giống ớt phong phú về số lượng được sưu tập từ khắp nơi, không chỉ trong nước, mà còn ở cả các nước trên thế giới, mang đầy đủ các đặc tính đa dạng về mặt di truyền. Bên cạnh đó cũng cần thiết tạo ra các giống lai để có thể tận dụng được các đặc tính tốt của cả bố và mẹ vào cùng một cá thể lai. Việc sử dụng giống lai F1 trong các loại cây trồng đặc biệt là ớt đang được sử dụng rộng rãi trong thương mại và nông dân.

Owens (1992) đã báo cáo rằng năng suất trái tăng từ 200-300%, chất lượng, màu sắc và hình dạng trái cũng được cải thiện. Cải thiện chất lượng trái bằng cách lai tạo đã được báo cáo bởi Joshi et al. (1992), lai hai giống Y02 và Y70 đã cải thiện được tính ngọt và cay, trong khi lai giống EC-203599 với Kt-PI-18 đã cải thiện được tính ngọt và lai giống EC- 203600 với Kt-PI-19 đã cải thiện được tính cay. Cải thiện khả năng kháng bệnh như bệnh virus đã được Ganashan nghiên cứu năm 1992.

Một giống mới được tạo ra có khả năng kháng bệnh tốt, chịu được điều kiện môi trường, năng suất cao và độ cay cũng được tăng lên. Kivadasannavar (2008) đã kết luận rằng tiến hành thụ phấn từ 9 đến 12 giờ sáng sau khi khử đực 1 ngày sẽ cho tỷ lệ đậu trái là 53.63% và tỷ lệ nảy mầm là 88,20%. Colla et al. (2006) khi nghiên cứu về ảnh hưởng của việc ghép cây lên năng suất và chất lượng của quả ớt ở điều kiện phòng thí nghiệm đã cho thấy rằng cây ghép cao hơn 28-29% so với cây cha mẹ ban đầu.

Tổng sản lượng thu được, sản lượng có thể tiêu thụ được và số lượng quả bị ảnh hưởng trực tiếp bởi gốc ghép. Sản lượng quả có thể tiêu thụ được của cây ghép cao hơn nhiều so với cây bình thường. Yagishita & Hirata (1984, 1986) đã cho thấy rằng việc ghép cây dẫn đến việc 1 thay đổi dạng quả, nồng độ capsaicin và loại cây được truyền qua 26 thể hệ tự thụ.