Nghiên Cứu Chọn Tạo Giống Khoai Tây Từ Nguồn Andigena Và Nhân Giống Khoai Tây Ở Vùng Cao Phía Bắc Việt Nam

• Tác giả: Đào Huy Chiên
• Người hướng dẫn: GSTS Nguyễn Quang Thạch
• Trường học: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Di truyền và Chọn giống Cây trồng
• Đề tài: Nghiên Cứu Chọn Tạo Giống Khoai Tây Từ Nguồn Andigena Tại Vùng Cao Phía Bắc Việt Nam
• Loại tài liệu: luận án tiến sỹ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY KHOAI TÂY
• 1.1.1. Tầm quan trọng
• 1.1.2. Nguồn gốc, phân loại và lịch sử phát triển
• 1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT KHOAI TÂY TRÊN THẾ GIỚI
• 1.3. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT KHOAI TÂY Ở VIỆT NAM
• 1.4. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CHỌN TẠO GIỐNG KHOAI TÂY TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
• 1.4.1. Đặc tính của cây khoai tây liên quan đến chọn tạo giống
• 1.4.2. Nguồn vật liệu di truyền cho chọn tạo giống khoai tây
• 1.4.2.1. Khoai tây trồng (cultivated potatoes)
• 1.4.2.2. Khoai tây dại (wild potatoes) và phạm vi thích ứng
• 1.4.2.3. Các dạng bố mẹ chủ yếu trong chọn tạo giống khoai tây
• 1.4.3. Các mục tiêu chọn tạo giống. Năng suất cao. Chất lượng tốt
• 1.4.4. Phương pháp chọn tạo giống truyền thống. Lai hữu tính thông qua phương pháp chọn lọc theo chu kỳ (recurrent selection). Chọn tạo giống ở mức tứ bội thể. Chọn tạo giống ở mức nhị bội thể
• 1.4.5. Triển vọng ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống khoai tây. Sử dụng công nghệ tế bào trong chọn tạo giống khoai tây: Dung hợp tế bào trần (protoplast fusion). Chuyển gene từ các loài khoai tây dại
• 1.4.6. Chọn tạo giống khoai tây ở Việt Nam
• 1.5. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NHÂN GIỐNG VÀ SẢN XUẤT KHOAI TÂY GIỐNG CHỦ YẾU
• 1.5.1. Hiện tượng thoái hóa khoai tây giống do virus
• 1.5.2. Hiện tượng thoái hóa khoai tây giống do củ giống trồng bị già về sinh lý
• 1.5.3. Nhân giống bằng hạt giống khoai tây (TPS)
• 1.5.4. Nhân giống và sản xuất khoai tây giống ở Việt Nam. Hệ thống sản xuất khoai tây giống ở Đà Lạt (1500 m so với mặt biển). Hệ thống sản xuất khoai tây giống ở Đồng bằng Bắc bộ (5 m so với mặt biển). Hệ thống sản xuất khoai tây giống ở Vùng cao Sa Pa (1581 m so với mặt biển). Hệ thống khoai tây giống dựa vào nguồn khoai tây giống nhập khẩu từ các nước phát triển. Khoai tây ăn nhập từ Trung quốc dùng làm củ giống trồng. Bảo quản khoai tây giống. Kiểm nghiệm và xác nhận khoai tây giống
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Các vật liệu di truyền Andigena sử dụng trong nghiên cứu
• 2.2. Các giống khoai tây Tuberosum (bảng 2.3) sử dụng trong nghiên cứu nhân giống
• 2.3. Tên và ký hiệu các vật liệu nghiên cứu
• 2.4. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.4.1. Nội dung 1: Nghiên cứu lai tạo giống và chọn giống khoai tây từ nguồn vật liệu Andigena. Lai tạo các tổ hợp lai tại Sa Pa, Lào Cai. Đánh giá các tổ hợp hạt giống khoai tây và chọn các dòng khoai tây có triển vọng được lai tạo tại Sa Pa từ nguồn vật liệu khoai tây Andigena
• 2.4.2. Nội dung 2: Nghiên cứu chọn lọc giống từ nguồn vật liệu Andigena nhập từ CIP (năm 2005)
• 2.4.3. Nội dung 3: Nghiên cứu nhân giống từ nguồn vật liệu Tuberosum. Nghiên cứu nhân giống khoai tây Tuberosum nhập từ Đức năm 2003 tại Vùng cao Sa Pa. Nghiên cứu nhân giống khoai tây Tuberosum nhập từ Đức năm 2003 ở Đồng bằng sông Hồng. Nghiên cứu nhân giống một số giống khoai tây (đã được công nhận chính thức) tại Vùng cao Sa Pa. Nghiên cứu ảnh hưởng của giống và nguồn củ giống đến nhân giống khoai tây
• 2.5. CÁC CHỈ TIÊU THEO DÕI VÀ ĐÁNH GIÁ
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG KHOAI TÂY TỪ NGUỒN VẬT LIỆU DI TRUYỀN ANDIGENA
• 3.1.1. Kết quả lai tạo các tổ hợp lai tại Sa Pa bằng cách sử dụng các nguồn Andigena làm bố mẹ
• 3.1.2. Kết quả chọn lọc các dòng khoai tây có triển vọng từ các vật liệu được lai tạo tại Sa Pa
• 3.1.3. Kết quả đánh giá và chọn lọc các dòng khoai tây Andigena nhập từ Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP)
• 3.1.4. Chất lượng một số dòng khoai tây Andigena có triển vọng
• 3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG KHOAI TÂY TỪ CÁC VẬT LIỆU TUBEROSUM
• 3.2.1. Kết quả nghiên cứu nhân giống khoai tây Tuberosum nhập từ Đức năm 2003 tại Vùng cao Sa Pa
• 3.2.2. Kết quả nghiên cứu nhân giống khoai tây Tuberosum nhập từ Đức năm 2003 ở Đồng bằng sông Hồng (Thanh Trì, Hà Nội)
• 3.2.3. Kết quả nghiên cứu nhân giống một số giống khoai tây (đã được công nhận chính thức) tại Vùng cao Sa Pa
• 3.2.4. Ảnh hưởng của giống và nguồn củ giống đến nhân giống khoai tây
• 3.3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN NHÂN GIỐNG KHOAI TÂY Ở VÙNG CAO VÀ ĐỒNG BẰNG
• 3.3.1. Các dòng khoai tây Andigena ở Vùng cao và Đồng bằng
• 3.3.2. Các giống khoai tây Tuberosum ở đồng bằng và vùng cao
• 3.3.3. Tình hình gây hại của một số loại sâu bệnh chủ yếu đối với cây khoai tây ở Vùng cao Sa Pa và Đồng bằng Bắc bộ. Bệnh mốc sương (Phytophthora infestans (Mont. Các loại bệnh virus. Kiến nâu (mối) đục củ khoai tây. Bệnh héo xanh (Ralstonia solanacearum)
• 3.3.4. Hệ số nhân giống, năng suất khoai tây giống (tấn/ha), sản lượng củ giống (số củ/ha), thời vụ và lợi thế nhân giống ở Vùng cao phía Bắc so với Đồng bằng. Hệ số nhân giống, năng suất khoai tây giống và sản lượng củ giống. Thời vụ nhân giống. Lợi thế của Vùng cao so với đồng bằng đối với việc nhân giống và sản xuất khoai tây giống
• CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới Thiệu Nghiên Cứu Chọn Tạo Giống Khoai Tây Andigena 55 ký tự

Ở Việt Nam, khoai tây đóng vai trò quan trọng trong an ninh lương thực và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Tại Đồng bằng Bắc bộ, vụ Đông-Xuân 2011-12 cho thấy cây khoai tây có giá trị thu nhập gấp 2-3 lần so với cây lúa trên cùng diện tích và thời gian sinh trưởng ngắn hơn (90 ngày so với 120 ngày). Ước tính Việt Nam có khoảng 400.000 ha đất thích hợp trồng khoai tây. Việc phát triển các giống lúa Xuân ngắn ngày đã tạo điều kiện cho vụ Đông phát triển, trong đó khoai tây là cây lương thực, thực phẩm có giá trị cao. Tuy nhiên, các giống khoai tây Tuberosum vẫn chiếm ưu thế với nhược điểm là khả năng chống chịu sâu bệnh còn hạn chế. Một số giống khoai tây Andigena đã được đưa vào sản xuất nhưng chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ.

1.1. Tầm Quan Trọng Kinh Tế và Tiềm Năng Phát Triển Khoai Tây

Khoai tây là một cây trồng vụ đông quan trọng, có giá trị kinh tế cao hơn hẳn so với lúa ở Đồng bằng Bắc Bộ. Tiềm năng phát triển của khoai tây còn rất lớn với khoảng 400.000 ha đất có thể canh tác được. Chính phủ và các nhà nghiên cứu cần tập trung vào việc phát triển các giống khoai tây mới, có năng suất cao và khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, để khai thác tối đa tiềm năng này. Việc phát triển giống khoai tây phù hợp có thể cải thiện thu nhập cho người nông dân và góp phần vào sự phát triển kinh tế nông thôn.

1.2. Thực Trạng Sử Dụng Giống Khoai Tây Tuberosum và Andigena

Hiện nay, các giống khoai tây Tuberosum chiếm ưu thế trong sản xuất, mặc dù có nhiều ưu điểm về năng suất và chất lượng. Tuy nhiên, khả năng chống chịu sâu bệnh của chúng còn hạn chế. Một số giống khoai tây Andigena đã được đưa vào sử dụng nhưng tỷ lệ còn thấp. Việc nghiên cứu và phát triển các giống khoai tây Andigena có tiềm năng lớn do nguồn gen đa dạng, khả năng kháng bệnh tốt, năng suất cao, hàm lượng chất khô cao. Cần có chính sách khuyến khích sử dụng và phát triển các giống Andigena để đa dạng hóa nguồn gen và tăng cường khả năng chống chịu của cây khoai tây.

II. Thách Thức Thiếu Giống Khoai Tây Chống Chịu Bệnh 57 ký tự

Các giống khoai tây Tuberosum hiện nay dễ bị sâu bệnh tấn công, gây thiệt hại lớn cho năng suất. Nguồn gene Andigena giàu biến dị di truyền và khả năng chống chịu các bệnh như virus và mốc sương. Tuy nhiên, việc nghiên cứu sử dụng nguồn gene này trong chọn tạo giống khoai tây ở Việt Nam còn hạn chế. Vì vậy, cần tập trung nghiên cứu chọn tạo giống khoai tây từ nguồn Andigena để giải quyết vấn đề thiếu giống kháng bệnh, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất khoai tây.

2.1. Hạn Chế Về Khả Năng Chống Chịu Sâu Bệnh của Giống Tuberosum

Các giống khoai tây Tuberosum hiện đang được trồng phổ biến tại Việt Nam thường gặp phải các vấn đề về sâu bệnh, đặc biệt là bệnh virus và mốc sương. Điều này gây ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng của khoai tây. Nông dân thường phải sử dụng nhiều thuốc bảo vệ thực vật để phòng trừ, làm tăng chi phí sản xuất và gây hại cho môi trường. Việc nghiên cứu và phát triển các giống khoai tây có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt hơn là một yêu cầu cấp thiết.

2.2. Tiềm Năng Kháng Bệnh từ Nguồn Gene Khoai Tây Andigena

Khoai tây Andigena là một nguồn gene quý giá với nhiều đặc tính ưu việt, đặc biệt là khả năng chống chịu sâu bệnh. Các nghiên cứu cho thấy Andigena có khả năng kháng các loại virus, bệnh mốc sương và nhiều loại bệnh khác. Việc khai thác và sử dụng nguồn gene này trong chọn tạo giống khoai tây có thể tạo ra các giống mới có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt hơn, giảm thiểu việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và bảo vệ môi trường. Đồng thời, việc này cũng giúp tăng năng suất và ổn định sản xuất khoai tây.

2.3. Nghiên Cứu Ứng Dụng Nguồn Gene Andigena Còn Hạn Chế

Mặc dù tiềm năng của nguồn gene khoai tây Andigena rất lớn, nhưng việc nghiên cứu và ứng dụng nguồn gene này trong chọn tạo giống khoai tây ở Việt Nam vẫn còn hạn chế. Cần có thêm các chương trình nghiên cứu chuyên sâu để khai thác tối đa tiềm năng của nguồn gene Andigena. Đồng thời, cần tăng cường hợp tác quốc tế với các trung tâm nghiên cứu khoai tây hàng đầu thế giới để tiếp thu kinh nghiệm và công nghệ mới. Việc đầu tư vào nghiên cứu và phát triển các giống khoai tây Andigena sẽ mang lại lợi ích to lớn cho ngành nông nghiệp Việt Nam.

III. Phương Pháp Lai Tạo và Chọn Lọc Giống Tại Sa Pa 58 ký tự

Luận án tập trung nghiên cứu khả năng lai tạo và chọn lọc từ nguồn Andigena, tạo vật liệu khởi đầu cho công tác chọn tạo giống khoai tây. Mục tiêu là xác định điều kiện tự nhiên vùng cao Sa Pa thích hợp cho việc lai tạo giống khoai tây. Đề tài được thực hiện từ 2003 đến 2012, sử dụng các vật liệu Andigena nhập từ Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP) và các giống Tuberosum để lai tạo và đánh giá các tổ hợp lai tại Sa Pa.

3.1. Mục Tiêu Nghiên Cứu và Phạm Vi Thời Gian Thực Hiện

Nghiên cứu hướng đến việc xác định khả năng lai tạo và chọn lọc từ nguồn Andigena, nhằm tạo ra vật liệu khởi đầu cho công tác chọn tạo giống khoai tây tại Việt Nam. Đồng thời, nghiên cứu cũng nhằm đánh giá tính phù hợp của vùng cao Sa Pa đối với việc lai tạo giống khoai tây. Đề tài đã được triển khai trong khoảng thời gian từ năm 2003 đến năm 2012, cho phép thu thập dữ liệu và đánh giá một cách toàn diện.

3.2. Sử Dụng Vật Liệu Andigena và Tuberosum Trong Lai Tạo

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, đề tài đã sử dụng các vật liệu Andigena nhập từ Trung tâm Khoai tây Quốc tế (CIP) cùng với các giống Tuberosum. Việc sử dụng cả hai nguồn vật liệu này cho phép lai tạo và tạo ra các tổ hợp lai đa dạng. Từ đó, có thể chọn lọc ra các dòng khoai tây có tiềm năng, kết hợp được những đặc tính tốt từ cả Andigena và Tuberosum.

3.3. Địa Điểm Thực Nghiệm Chính Vùng Cao Sa Pa Lào Cai

Vùng cao Sa Pa, Lào Cai được lựa chọn làm địa điểm thực nghiệm chính cho nghiên cứu. Điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng đặc biệt của Sa Pa được cho là phù hợp với việc lai tạo và chọn lọc giống khoai tây. Các thí nghiệm được tiến hành tại Sa Pa nhằm đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các tổ hợp lai trong điều kiện tự nhiên của vùng cao.

IV. Kết Quả Chọn Lọc Dòng Khoai Tây Triển Vọng 52 ký tự

Nghiên cứu đã xác định điều kiện tự nhiên vùng Sa Pa thích hợp cho lai tạo giống khoai tây. Đã chọn lọc được các dòng khoai tây có triển vọng từ các tổ hợp lai tại Sa Pa và các vật liệu nhập từ CIP. Các dòng này được đánh giá về năng suất, khả năng kháng bệnh virus và mốc sương, cũng như chất lượng củ. Kết quả cho thấy tiềm năng lớn của nguồn gene Andigena trong cải thiện giống khoai tây.

4.1. Khả Năng Lai Tạo Giống Khoai Tây tại Sa Pa Được Khẳng Định

Nghiên cứu đã chứng minh rằng điều kiện tự nhiên tại vùng Sa Pa rất phù hợp cho việc lai tạo giống khoai tây. Khí hậu mát mẻ và độ ẩm cao tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thụ phấn và phát triển của cây khoai tây. Điều này mở ra cơ hội cho việc phát triển các chương trình chọn tạo giống khoai tây tại Sa Pa và các vùng cao khác ở Việt Nam.

4.2. Các Dòng Khoai Tây Triển Vọng Được Chọn Lọc Thành Công

Từ các tổ hợp lai được tạo ra tại Sa Pa và các vật liệu nhập từ CIP, nghiên cứu đã chọn lọc được một số dòng khoai tây có triển vọng. Các dòng này có năng suất cao, khả năng kháng bệnh virus và mốc sương tốt, cũng như chất lượng củ đáp ứng yêu cầu thị trường. Các dòng này có thể được sử dụng làm vật liệu khởi đầu cho công tác chọn tạo giống khoai tây ở Việt Nam.

4.3. Đánh Giá Chất Lượng và Khả Năng Kháng Bệnh của Các Dòng

Các dòng khoai tây được chọn lọc đã được đánh giá kỹ lưỡng về năng suất, khả năng kháng bệnh và chất lượng củ. Các thử nghiệm được tiến hành trong điều kiện đồng ruộng và phòng thí nghiệm để đảm bảo tính chính xác của kết quả. Các dòng có khả năng kháng bệnh virus và mốc sương cao, năng suất ổn định và chất lượng củ tốt được đánh giá là có tiềm năng lớn để phát triển thành các giống khoai tây thương phẩm.

V. Ứng Dụng Vùng Cao Thích Hợp Nhân Giống Khoai Tây 58 ký tự

Luận án đề xuất cơ sở khoa học cho việc lựa chọn vùng cao là vùng thích hợp để sản xuất khoai tây giống. Điều kiện khí hậu ở vùng cao giúp hạn chế sự lây lan của virus và bệnh tật, từ đó nâng cao chất lượng khoai tây giống. So sánh hiệu quả nhân giống giữa vùng cao và đồng bằng cho thấy vùng cao có nhiều ưu thế vượt trội trong sản xuất khoai tây giống.

5.1. Cơ Sở Khoa Học Cho Lựa Chọn Vùng Cao Sản Xuất Giống

Luận án cung cấp cơ sở khoa học vững chắc cho việc lựa chọn vùng cao làm khu vực sản xuất khoai tây giống. Khí hậu mát mẻ, độ ẩm cao và sự chênh lệch nhiệt độ ngày đêm lớn ở vùng cao tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của khoai tây giống. Đồng thời, môi trường vùng cao ít bị ô nhiễm hơn so với vùng đồng bằng, giúp giảm thiểu nguy cơ lây lan của các bệnh virus.

5.2. Ưu Thế Vượt Trội Của Vùng Cao So Với Đồng Bằng

So sánh hiệu quả nhân giống khoai tây giữa vùng cao và đồng bằng cho thấy vùng cao có nhiều ưu thế vượt trội. Vùng cao có hệ số nhân giống cao hơn, năng suất ổn định hơn và ít bị sâu bệnh tấn công hơn. Điều này giúp giảm chi phí sản xuất và nâng cao chất lượng khoai tây giống.

5.3. Hạn Chế Lây Lan Virus và Bệnh Tật ở Vùng Cao

Điều kiện khí hậu đặc biệt ở vùng cao giúp hạn chế sự lây lan của virus và bệnh tật trên cây khoai tây. Nhiệt độ thấp và độ ẩm cao làm giảm hoạt động của các loại côn trùng truyền bệnh. Đồng thời, sự cách ly địa lý của vùng cao cũng giúp ngăn chặn sự xâm nhập của các mầm bệnh từ các khu vực khác. Điều này góp phần quan trọng vào việc sản xuất khoai tây giống chất lượng cao.

VI. Kết Luận Tiềm Năng Phát Triển Giống Khoai Tây 52 ký tự

Nghiên cứu này cung cấp dẫn liệu khoa học mới về cây khoai tây ở Việt Nam, đặc biệt về khả năng sử dụng nguồn gene Andigena trong chọn tạo giống. Kết quả khẳng định điều kiện tự nhiên vùng Sa Pa thích hợp cho lai tạo giống và đề xuất vùng cao là khu vực lý tưởng để sản xuất khoai tây giống. Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giống khoai tây mới để đáp ứng nhu cầu sản xuất.

6.1. Khẳng Định Điều Kiện Sa Pa Thích Hợp Lai Tạo Giống

Nghiên cứu đã khẳng định rằng điều kiện tự nhiên ở vùng Sa Pa là rất thích hợp cho công tác lai tạo giống khoai tây. Khí hậu mát mẻ, độ ẩm cao và sự khác biệt nhiệt độ giữa ngày và đêm tạo điều kiện lý tưởng cho quá trình thụ phấn và phát triển của cây khoai tây.

6.2. Vùng Cao Có Ưu Thế Trong Sản Xuất Khoai Tây Giống

Luận án đã chỉ ra rằng vùng cao có nhiều ưu thế vượt trội so với vùng đồng bằng trong việc sản xuất khoai tây giống. Vùng cao có hệ số nhân giống cao hơn, năng suất ổn định hơn và ít bị sâu bệnh tấn công hơn. Điều này giúp giảm chi phí sản xuất và nâng cao chất lượng khoai tây giống.

6.3. Cần Tiếp Tục Nghiên Cứu và Phát Triển Giống Khoai Tây

Nghiên cứu đã mở ra một hướng đi mới trong công tác chọn tạo giống khoai tây ở Việt Nam. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giống khoai tây mới có năng suất cao, khả năng kháng bệnh tốt và chất lượng củ đáp ứng yêu cầu thị trường. Đồng thời, cần tăng cường hợp tác quốc tế để tiếp thu kinh nghiệm và công nghệ mới trong lĩnh vực này.