Tổng quan luận án

Cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) giữ vị trí quan trọng trong sản xuất nông nghiệp Việt Nam nhờ giá trị dinh dưỡng cao, khả năng cải tạo đất và vai trò cắt đứt chuỗi lây truyền sâu bệnh trong các hệ thống luân canh cây trồng. Mặc dù nhu cầu tiêu thụ nội địa liên tục gia tăng, sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được khoảng 8 – 10% nhu cầu. Năm 2012, Việt Nam phải nhập khẩu 1.292,3 nghìn tấn đậu tương với giá trị 780,25 triệu USD. Các tỉnh phía Bắc chiếm 70 – 80% diện tích gieo trồng đậu tương cả nước (chủ yếu tập trung tại vùng Trung du miền núi phía Bắc với 41,4% và Đồng bằng sông Hồng với 27,6%), nhưng diện tích và sản lượng có xu hướng giảm sút trong giai đoạn 2007 – 2012 (diện tích giảm trung bình 3,5%/năm, sản lượng giảm 2%/năm).

Khoảng trống nghiên cứu và sản xuất xuất phát từ sự thiếu hụt bộ giống đậu tương thích hợp cho từng vùng sinh thái và mùa vụ:

  • Tại vùng Trung du miền núi phía Bắc (như Hà Giang, Cao Bằng, Lào Cai, Sơn La, Điện Biên), năng suất bình quân thấp (năm 2012 chỉ đạt 1,20 tấn/ha, bằng 82,8% bình quân cả nước), tập quán canh tác còn lạc hậu và phần lớn diện tích vẫn gieo trồng các giống địa phương dài ngày, năng suất không ổn định.
  • Tại vùng Đồng bằng sông Hồng, đậu tương vụ Đông trên đất sau 2 vụ lúa chiếm trên 40% diện tích đậu tương cả nước, đòi hỏi giống có thời gian sinh trưởng (TGST) ngắn từ 80 – 90 ngày để kịp thu hoạch trước ngày 31/12, tránh nhiệt độ thấp (< 18°C) ở giai đoạn ra hoa kết quả và mưa phùn tháng 1. Tuy nhiên, giống DT84 sau hơn 20 năm sử dụng đã bị thoái hóa nhưng vẫn chiếm trên 81% cơ cấu giống vụ Đông và trên 60% vụ Hè thu (số liệu Cục Trồng trọt, 2012).

Xuất phát từ thực trạng đó, đề tài luận án "Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương thích hợp với một số tỉnh phía Bắc Việt Nam" được thực hiện với các mục tiêu cụ thể:

  1. Tạo ra nguồn vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống đậu tương.
  2. Chọn tạo được giống đậu tương cho một số tỉnh tại Đồng bằng sông Hồng và Trung du miền núi phía Bắc.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án:

  • Đối tượng nghiên cứu: Các tổ hợp lai đậu tương (thực hiện lai vụ Xuân 2009); các dòng, giống đậu tương triển vọng được chọn tạo bằng phương pháp lai hữu tính và xử lý đột biến thực nghiệm.
  • Phạm vi không gian: Các thí nghiệm xử lý đột biến, lai tạo, chọn lọc dòng thực hiện tại khu thí nghiệm của Viện Di truyền Nông nghiệp (Cổ Nhuế – Bắc Từ Liêm – Hà Nội và Song Phượng – Đan Phượng – Hà Nội); khảo nghiệm và thử nghiệm sản xuất triển khai tại một số tỉnh phía Bắc gồm Hà Nội, Hà Giang, Phú Thọ, Thái Nguyên.
  • Phạm vi thời gian: Từ tháng 12/2010 đến tháng 12/2014 (kế thừa các kết quả nghiên cứu tạo dòng đột biến từ năm 2003 của tác giả).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng quan hệ thống các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế về di truyền học, kỹ thuật chọn giống và phân tích đa dạng di truyền trên cây đậu tương:

  • Di truyền và biến dị các tính trạng số lượng: Tác giả Trần Đình Long (1991) xác định các tính trạng có thể chọn lọc sớm ở thế hệ đầu; Nguyễn Tấn Hinh và Vũ Tuyên Hoàng (1990) chỉ ra sự di truyền của khối lượng 1000 hạt chủ yếu chịu tác động cộng hợp, trong khi số quả chắc/cây chịu tác động không cộng hợp; Nguyễn Tấn Hinh (1992) nghiên cứu tính ổn định kiểu hình về TGST và năng suất; Vũ Đình Chính và cộng sự (1994) ghi nhận tương quan thuận chặt ($r = 0,64 - 0,86$) giữa năng suất với số quả/cây, tỷ lệ quả chắc, quả 3 hạt, khối lượng 1000 hạt, số đốt mang quả, số nốt sần và diện tích lá.
  • Ứng dụng chỉ thị phân tử RAPD trong đánh giá đa dạng di truyền: Các nghiên cứu quốc tế của Williams và cs. (1990), Welsh & McClelland (1990), Li và cs. (2002), Seitova và cs. (2004), Gyu-Taek Cho và cs. (2008), Zhou và cs. (2002), Yong-Bi Fu và cs. (2007), Brown-Guedira và cs. (2000), Yiwu Chen và cs. (2005, 2006). Tại Việt Nam, kỹ thuật RAPD được ứng dụng bởi Chu Hoàng Mậu (2001) trong phân tích sai khác hệ gen các dòng đột biến; Pham Thi Be Tu và cs. (2003); Đinh Thị Phòng và Ngô Thị Lam Giang (2008); Nguyễn Thị Lang và cs. (2007); Vũ Thanh Trà (2012) phân tích mức độ đa hình nguồn gen đậu tương.
  • Phương pháp đột biến phóng xạ và lai hữu tính: Trên thế giới, chiếu xạ gamma $^{60}\text{Co}$ và tia X đã tạo ra hàng chục giống đậu tương thương mại tại Trung Quốc (Henong, Tiefeng 18), Nhật Bản (Ichihime), Thái Lan (cải tiến giống Chiang Mai 60, SJ4), Brazil, Bulgaria, Iran (Bhatia và cs., 2001; Primomo và cs., 2002; Nakagawa, 2008; El-Bagoury và cs., 1999; Yathaputanon và cs., 1996; Tomlekova, 2010; Tulmann Neto và Alves, 1997; Hamzekhanlu và cs., 2010). Tại Việt Nam, các nhà khoa học Lương Định Của, Trần Duy Quý, Nguyễn Hữu Đống, Trần Đình Long, Nguyễn Minh Công, Mai Quang Vinh, Trần Tú Ngà, Trần Minh Nam đã tạo ra các giống đột biến chủ lực như DT84, AK06, DT90, DT95, DT99, ĐT22, DT2008 bằng liều chiếu xạ 100 – 180 Gy (Vinh M., 2009; Nguyễn Thị Bình, 2008).

Vị trí của luận án tập trung giải quyết khoảng trống: Phối hợp phương pháp xử lý đột biến thực nghiệm chiếu xạ tia gamma $^{60}\text{Co}$ với phương pháp lai hữu tính định hướng, kết hợp đánh giá mức độ sai khác di truyền bằng chỉ thị phân tử RAPD để chọn tạo các giống đậu tương mới vừa có tiềm năng năng suất cao, vừa có tính thích ứng rộng (trồng được 3 vụ/năm) đáp ứng yêu cầu cơ cấu mùa vụ cho các tỉnh phía Bắc.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết

  • Cơ sở sinh vật học và sinh thái học: Cây đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) có bộ nhiễm sắc thể $2n = 40$, kích thước hệ gen khoảng 1,1 tỷ cặp bazơ (Nguyen và cs., 2007). Đậu tương là cây ngày ngắn, mẫn cảm với độ dài chiếu sáng (< 12 giờ kích thích ra hoa sớm, > 12,5 giờ làm chậm ra hoa). Nhiệt độ tối thích cho sinh trưởng phát triển là 22 – 27°C, ngưỡng nhiệt cản trở phân hóa mầm hoa là < 10°C và không đậu quả khi < 18°C. Nhu cầu nước toàn bộ chu kỳ sinh trưởng khoảng 300 mm.
  • Cơ sở lai hữu tính: Phối hợp các tính trạng bổ sung của bố mẹ thông qua các phương pháp lai quy tụ, lai luân phiên (diallel) và lai trở lại (backcross). Kỹ thuật lai gồm khử đực trước thụ phấn hoặc thụ phấn không khử đực dựa trên đặc điểm nhụy chín trước nhị 1 ngày.
  • Cơ sở đột biến thực nghiệm chiếu xạ: Bức xạ ion hóa tia gamma $^{60}\text{Co}$ (bước sóng $10^{-9} - 10^{-12}\text{ m}$) gây tác động trực tiếp làm đứt gãy liên kết ADN và tác động gián tiếp thông qua sự xạ phân nước tạo gốc tự do ($\text{H}^+, \text{OH}^-$), phá vỡ cấu trúc vật chất di truyền để tạo biến dị mới.
  • Cơ sở chỉ thị phân tử RAPD: Sử dụng các đoạn mồi ngẫu nhiên 10 nucleotit (10-mer) nhân bản các đoạn ADN bổ sung qua phản ứng chuỗi Polymerase (PCR) nhằm xác định tính đa hình, tính hệ số tương đồng di truyền và thiết lập sơ đồ hình cây theo phương pháp UPGMA.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp tạo nguồn vật liệu và chọn giống:
    • Xử lý hạt khô bằng chiếu xạ tia gamma $^{60}\text{Co}$ liều lượng 180 Gy.
    • Lai hữu tính định hướng các cặp bố mẹ có tính trạng bổ sung (thực hiện vụ Xuân 2009).
    • Chọn lọc phả hệ (pedigree selection) qua các thế hệ phân ly đột biến ($M_1 - M_{13}$) và con lai ($F_1 - F_8$).
  • Phương pháp phân tích di truyền phân tử:
    • Chiết tách ADN tổng số, kiểm tra độ tinh sạch và nồng độ bằng điện di gel agarose 0,8% và đo quang phổ.
    • Phân tích PCR với tập hợp mồi RAPD ngẫu nhiên 10bp.
    • Tính toán hệ số đa hình (PIC), hệ số tương đồng di truyền và vẽ sơ đồ phân nhóm di truyền UPGMA.
  • Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng và xử lý số liệu:
    • Bố trí thí nghiệm so sánh sơ bộ, so sánh tính thích ứng qua 3 vụ (Xuân, Hè, Đông) và qua các địa điểm theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD).
    • Đánh giá các chỉ tiêu nông sinh học, thời gian các giai đoạn sinh trưởng, mức độ sâu bệnh (gỉ sắt, phấn trắng, sương mai, dòi đục thân, sâu ăn lá), khả năng chống đổ ngã, tính tách quả.
    • Phân tích di truyền số lượng: Kiểm định phân ly tỉ lệ kiểu hình Mendel bằng kiểm định Chi bình phương ($\chi^2$), xác định mức độ trội ($D$), hệ số di truyền theo nghĩa rộng ($H^2$), giá trị trung bình ($\bar{X}$), hệ số biến động ($CV%$), và chỉ số thích nghi, ổn định môi trường.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học của đề tài

Chương 1 trình bày tổng quan hệ thống cơ sở lý luận và thực tiễn liên quan đến đề tài:

  • Trình bày cơ sở khoa học của phương pháp lai hữu tính, kỹ thuật thụ phấn có khử đực và không khử đực, cùng 3 sơ đồ lai chính (lai quy tụ, lai luân phiên, lai trở lại).
  • Làm sáng tỏ cơ chế tác động của tia phóng xạ gamma $^{60}\text{Co}$ lên phân tử ADN và tế bào sinh vật, các mức liều lượng chiếu xạ hiệu quả (100 – 200 Gy) trên cây đậu tương.
  • Nêu nguyên lý và quy trình kỹ thuật chỉ thị RAPD 5 bước (thiết kế mồi, tách chiết ADN và chạy PCR, kiểm tra sản phẩm trên gel, phân tích phần mềm, thiết lập sơ đồ di truyền).
  • Trình bày 4 bước chuẩn trong quy trình chọn giống đậu tương: (1) Tạo vật liệu khởi đầu; (2) Chọn lọc; (3) Đánh giá giống; (4) Nhân giống và đưa ra sản xuất.
  • Phân tích đặc điểm sinh thái cây đậu tương (ánh sáng, nhiệt độ, nước) tương quan với điều kiện thời tiết 3 vụ gieo trồng (Xuân, Hè, Đông) tại miền Bắc.
  • Đánh giá tình hình sản xuất và tiêu thụ đậu tương trên thế giới và tại Việt Nam, phân tích thực trạng sản xuất tại 2 vùng trọng điểm miền núi phía Bắc và Đồng bằng sông Hồng, đồng thời phân nhóm các giống đậu tương hiện có thành 3 nhóm theo khả năng thích ứng mùa vụ.

Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết vật liệu nghiên cứu, các nội dung triển khai và hệ thống phương pháp thực hiện:

  • Vật liệu nghiên cứu: Gồm các giống đậu tương đối chứng, giống gốc, các dòng đột biến qua các thế hệ $M_1 - M_{13}$ (nguồn gốc từ dòng 01HC45, giống DT2008), các dòng phân ly con lai thế hệ $F_1 - F_8$ từ các tổ hợp lai thực hiện năm 2009 (Bảng 2.1).
  • Nội dung nghiên cứu:
    1. Nghiên cứu tạo vật liệu khởi đầu phục vụ công tác chọn tạo giống đậu tương (bằng phương pháp đột biến chiếu xạ gamma $^{60}\text{Co}$ và phương pháp lai hữu tính kết hợp đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị RAPD).
    2. Chọn tạo giống đậu tương thích hợp cho một số tỉnh phía Bắc (đánh giá khả năng thích ứng qua các mùa vụ và địa điểm, khảo nghiệm và thử nghiệm sản xuất).
  • Phương pháp nghiên cứu: Trình bày chi tiết phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng (diện tích ô, số lần nhắc lại, mật độ gieo), phương pháp tách chiết ADN và phản ứng PCR-RAPD, quy chuẩn theo dõi các chỉ tiêu nông học, đo lường năng suất, phương pháp đánh giá mức độ nhiễm bệnh (thang điểm bệnh gỉ sắt, phấn trắng, sương mai) và phương pháp phân tích thống kê sinh học.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được của luận án:

Nguồn vật liệu khởi đầu
  1. Kết quả tạo vật liệu khởi đầu bằng đột biến thực nghiệm chiếu xạ:

    • Xử lý chiếu xạ hạt khô bằng tia gamma $^{60}\text{Co}$ liều 180 Gy thu được các biến dị ở thế hệ $M_1 - M_2$ (Bảng 3.1).
    • Chọn lọc được 2 cá thể chín sớm C1 và C2 ở thế hệ $M_2$ vụ Xuân 2004 (Bảng 3.2), theo dõi sự di truyền tính trạng chín sớm qua thế hệ $M_2 - M_3$ (Bảng 3.3, 3.4).
    • Quá trình chọn lọc phả hệ từ $M_2$ đến $M_{10}$ (2003 – 2006) đã phân lập được dòng đậu tương đột biến thuần 01HC45 (Bảng 3.5, 3.6, 3.7).
    • Đánh giá dòng 01HC45 qua 3 vụ Xuân, Hè, Đông năm 2007 tại Từ Liêm – Hà Nội cho thấy dòng có đặc tính hình thái ổn định, TGST thích hợp, nhiễm nhẹ sâu bệnh, năng suất cao (Bảng 3.8, 3.9, 3.10), từ đó công nhận và phát triển thành giống DT2008 mở rộng tại các tỉnh phía Bắc từ 2009 – 2014 (Bảng 3.11, 3.12; Hình 3.1).
  2. Kết quả tạo vật liệu khởi đầu bằng phương pháp lai hữu tính và chỉ thị RAPD:

    • Đánh giá hàm lượng và độ tinh sạch ADN tổng số của các giống nghiên cứu trên gel agarose 0,8% (Bảng 3.13; Hình 3.2).
    • Phân tích chỉ số đa hình (PIC), hệ số tương đồng di truyền và khoảng cách di truyền giữa giống DT2008 với các giống tham gia nghiên cứu (Bảng 3.14, 3.15, 3.16), xây dựng sơ đồ quan hệ di truyền UPGMA (Hình 3.3).
    • Thực hiện thành công các tổ hợp lai định hướng trong vụ Xuân 2009 (Bảng 3.17).
    • Đánh giá tính trạng hình thái con lai $F_1$ vụ Hè 2009 (Bảng 3.18) và kiểm tra tỷ lệ phân ly kiểu hình ở $F_2$ vụ Đông 2009 bằng giá trị $\chi^2$ đối với tính trạng màu hoa (Bảng 3.19), màu lông (Bảng 3.20), màu vỏ quả (Bảng 3.21) và màu rốn hạt ở tổ hợp DT2008 x DT99 (Bảng 3.22).
    • Đánh giá giá trị trung bình ($\bar{X}$), mức độ trội ($D$), hệ số di truyền ($H^2$), và hệ số biến động ($CV%$) của các tính trạng sinh trưởng, yếu tố cấu thành năng suất ở thế hệ $F_1$ và $F_2$ (Bảng 3.23, 3.24, 3.25, 3.26, 3.27).
    • Chọn lọc phả hệ qua các thế hệ $F_3 - F_8$ (2009 – 2011) tại Hà Nội, thu được các dòng thuần ưu tú tham gia thí nghiệm so sánh sơ bộ ở thế hệ $F_8$ (Bảng 3.28, 3.29, 3.30).
  3. Kết quả đánh giá và chọn tạo các giống đậu tương mới (DT2010 và DT2012):

    • Đánh giá các dòng, giống triển vọng qua 3 vụ (Xuân, Hè, Đông) năm 2012 tại Hà Nội về đặc điểm nông sinh học, thời gian các giai đoạn sinh trưởng, sinh trưởng thân lá, yếu tố cấu thành năng suất và năng suất hạt (Bảng 3.31, 3.32, 3.33, 3.34, 3.35, 3.36).
    • Đánh giá mức độ phát sinh sâu hại và mức độ nhiễm bệnh (gỉ sắt, phấn trắng, sương mai), khả năng chống đổ ngã (Bảng 3.37, 3.38).
    • Phân tích chất lượng hạt, xác định hàm lượng protein và lipid của các giống mới DT2008, DT2010 và DT2012 (Bảng 3.39).
    • Phân tích tính thích nghi và độ ổn định năng suất qua các mùa vụ và các địa điểm khác nhau năm 2012 (Bảng 3.40, 3.41, 3.42, 3.43).
    • Thử nghiệm sản xuất giống DT2010 và DT2012 tại một số tỉnh phía Bắc (Hà Nội, Hà Giang, Phú Thọ, Thái Nguyên) giai đoạn 2012 – 2013 về sinh trưởng phát triển, tính chống chịu và năng suất thực thu (Bảng 3.44, 3.45, 3.46).

Kết quả và những đóng góp mới

Kết quả khoa học và đóng góp mới của luận án

  1. Về nguồn vật liệu di truyền: Đã tạo ra nguồn vật liệu khởi đầu có tiềm năng năng suất cao, nhiễm nhẹ các loại bệnh hại chính (gỉ sắt, phấn trắng, sương mai), có tính thích ứng rộng và khả năng gieo trồng được 3 vụ/năm. Luận án cung cấp các dẫn liệu về hệ số di truyền ($H^2$), mức độ trội ($D$), chỉ số đa hình (PIC) và khoảng cách di truyền bằng chỉ thị RAPD giữa các giống bố mẹ và dòng lai.
  2. Về chọn tạo giống mới cho sản xuất: Đã chọn tạo thành công 2 giống đậu tương triển vọng cho vùng sinh thái phía Bắc:
    • Giống đậu tương DT2010: Thuộc nhóm ngắn ngày, năng suất khá và ổn định, thích ứng rộng, trồng được 3 vụ/năm, nhiễm nhẹ bệnh hại chính (gỉ sắt, phấn trắng, sương mai), thích hợp cho cơ cấu gieo trồng vụ Xuân và đặc biệt là vụ Đông trên đất sau 2 vụ lúa tại vùng Đồng bằng sông Hồng.
    • Giống đậu tương DT2012: Thuộc nhóm trung ngày, tiềm năng năng suất cao và ổn định, thích ứng rộng, trồng được 3 vụ/năm, nhiễm nhẹ bệnh hại chính, thích hợp cho cơ cấu gieo trồng vụ Xuân trên đất 1 vụ, vụ Hè thu trên đất nương rẫy tại các tỉnh miền núi phía Bắc và vụ Hè thu trên đất ngô tại vùng Đồng bằng sông Hồng.

Bảng tổng hợp đặc tính nông học của hai giống đậu tương mới chọn tạo

Tiêu chí Giống đậu tương DT2010 Giống đậu tương DT2012
Nhóm thời gian sinh trưởng Ngắn ngày (80 – 90 ngày) Trung ngày (95 – 105 ngày)
Khả năng thích ứng mùa vụ Trồng được 3 vụ/năm (Xuân, Hè, Đông) Trồng được 3 vụ/năm (Xuân, Hè, Thu Đông)
Vùng sinh thái và cơ cấu thích hợp Vụ Xuân và vụ Đông trên đất sau 2 lúa tại Đồng bằng sông Hồng Vụ Xuân đất 1 vụ, vụ Hè thu nương rẫy miền núi phía Bắc; vụ Hè thu đất ngô Đồng bằng sông Hồng
Tính chống chịu bệnh hại Nhiễm nhẹ bệnh gỉ sắt, phấn trắng, sương mai Nhiễm nhẹ bệnh gỉ sắt, phấn trắng, sương mai
Khả năng chống chịu cơ học Chống đổ tốt, tính tách quả thấp Chống đổ tốt, tính tách quả thấp
Tiềm năng năng suất Khá và ổn định qua các vụ Cao và ổn định qua các vụ

Kiến nghị và đề xuất

  • Đề nghị tiếp tục khảo nghiệm diện rộng và hoàn thiện hồ sơ công nhận giống đối với DT2010 và DT2012 để đưa vào cơ cấu giống quốc gia phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng tại các tỉnh phía Bắc.
  • Xây dựng quy trình kỹ thuật canh tác thâm canh phù hợp cho từng giống trong từng khung thời vụ và vùng sinh thái cụ thể.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Luận án tập trung khảo nghiệm và thử nghiệm sản xuất chủ yếu tại 4 tỉnh đại diện phía Bắc (Hà Nội, Hà Giang, Phú Thọ, Thái Nguyên). Các thí nghiệm đánh giá sâu bệnh và phản ứng quang chu kỳ chủ yếu dựa trên điều kiện tự nhiên đồng ruộng qua các mùa vụ.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng khảo nghiệm sản xuất trên các tiểu vùng sinh thái khác thuộc vùng Tây Bắc và Đông Bắc Bộ.
    • Nghiên cứu ứng dụng thêm các chỉ thị phân tử liên kết với các gen kháng bệnh chuyên biệt (như gen kháng gỉ sắt) để phục vụ công tác chọn giống trợ giúp bằng chỉ thị phân tử (MAS) trong các thế hệ tiếp theo.

Giá trị tham khảo

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên ngành Nông nghiệp (Di truyền & Chọn giống cây trồng, Cây trồng, Bảo vệ thực vật): Luận án cung cấp hệ thống phương pháp luận kết hợp giữa đột biến thực nghiệm, lai hữu tính định hướng, chọn lọc phả hệ và đánh giá di truyền phân tử bằng chỉ thị RAPD; các số liệu về mức độ trội, hệ số di truyền và tương quan tính trạng là tài liệu tham khảo trong giảng dạy và nghiên cứu chọn giống cây tự thụ phấn.
  • Đối với các cơ quan quản lý nông nghiệp và khuyến nông (Bộ Nông nghiệp & PTNT, Sở Nông nghiệp các tỉnh phía Bắc): Cung cấp cơ sở khoa học và nguồn giống cụ thể (DT2010, DT2012) để xây dựng kế hoạch chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên đất lúa, giải quyết bài toán thiếu hụt giống đậu tương vụ Đông ngắn ngày tại Đồng bằng sông Hồng và giống năng suất cao vụ Hè thu tại miền núi phía Bắc.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao vùng Đồng bằng sông Hồng lại yêu cầu giống đậu tương vụ Đông phải có thời gian sinh trưởng ngắn từ 80 – 90 ngày?

Vụ Đông tại Đồng bằng sông Hồng diễn ra trên đất sau 2 vụ lúa (gieo trồng cuối tháng 9 đến đầu tháng 10). Cây đậu tương cần hoàn thành giai đoạn ra hoa đậu quả trước khi nhiệt độ hạ thấp xuống dưới 18°C (thời điểm tháng 11 – 12) và thu hoạch xong trước ngày 31/12 để tránh thời tiết mưa phùn ẩm ướt kèm gió mùa đông bắc vào tháng 1, giúp tránh hiện tượng thối hạt và đảm bảo chất lượng nông sản.

2. Hai giống đậu tương mới DT2010 và DT2012 được phân bố vào các cơ cấu mùa vụ nào?

  • Giống DT2010 (ngắn ngày): Thích hợp nhất cho vụ Xuân và vụ Đông trên đất sau 2 lúa tại vùng Đồng bằng sông Hồng.
  • Giống DT2012 (trung ngày): Thích hợp cho vụ Xuân trên đất 1 vụ và vụ Hè thu trên đất nương rẫy tại các tỉnh miền núi phía Bắc, cũng như vụ Hè thu trên đất bãi/ngô tại Đồng bằng sông Hồng.

3. Phương pháp gây đột biến nào đã được sử dụng để tạo dòng khởi đầu trong nghiên cứu này?

Tác giả đã sử dụng phương pháp xử lý đột biến thực nghiệm chiếu xạ tia phóng xạ gamma $^{60}\text{Co}$ ở liều lượng 180 Gy trên hạt khô. Quá trình chọn lọc phả hệ từ thế hệ $M_2$ đến $M_{10}$ đã phân lập được dòng đột biến chín sớm 01HC45, sau đó phát triển thành giống đậu tương DT2008.

4. Chỉ thị phân tử RAPD đóng vai trò gì trong việc chọn bố mẹ cho các tổ hợp lai?

Chỉ thị RAPD cho phép đánh giá hàm lượng, độ tinh sạch ADN và xác định mức độ đa hình (chỉ số PIC), hệ số tương đồng di truyền giữa các giống khởi đầu. Dựa trên khoảng cách di truyền phân tử và sơ đồ phân nhóm UPGMA kết hợp tính trạng kiểu hình, tác giả lựa chọn được các cặp bố mẹ có tính trạng bổ sung và khoảng cách di truyền phù hợp để thực hiện các tổ hợp lai định hướng đạt hiệu quả tái tổ hợp gen cao.

5. Thực trạng sản xuất đậu tương tại tỉnh Hà Giang được nêu trong luận án ra sao?

Năm 2012, Hà Giang dẫn đầu cả nước về diện tích gieo trồng đậu tương với 22,5 nghìn ha (chiếm 18,8% diện tích cả nước và 41,4% diện tích vùng miền núi phía Bắc). Tuy nhiên, năng suất bình quân của tỉnh rất thấp, chỉ đạt 1,15 tấn/ha (bằng 78,8% năng suất bình quân cả nước) do canh tác trên đất dốc, thiếu đầu tư thâm canh, thời tiết bất thuận và cơ cấu giống phụ thuộc chủ yếu vào giống DT84 đã thoái hóa (chiếm gần 70%).


Kết luận

Luận án tiến sĩ nông nghiệp của tác giả Phạm Thị Bảo Chung đã kết hợp phương pháp đột biến chiếu xạ tia gamma $^{60}\text{Co}$, lai hữu tính định hướng và phân tích chỉ thị phân tử RAPD để tạo nguồn vật liệu di truyền phong phú trên cây đậu tương. Công trình đã chọn tạo thành công hai giống đậu tương triển vọng DT2010 (ngắn ngày, thích hợp vụ Đông ĐBSH) và DT2012 (trung ngày, năng suất cao, thích hợp miền núi phía Bắc), cả hai đều có khả năng gieo trồng 3 vụ/năm và chống chịu sâu bệnh tốt. Kết quả nghiên cứu có giá trị khoa học và thực tiễn trực tiếp, góp phần thay thế các giống đậu tương thoái hóa và mở rộng sản xuất đậu tương tại các tỉnh phía Bắc Việt Nam.