Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ nông nghiệp chuyên ngành Khoa học cây trồng của tác giả Trần Thanh Truyền, với đề tài "Nghiên cứu chọn tạo và biện pháp nâng cao năng suất, phẩm chất dòng dưa hấu (Citrullus vulgaris L.) tam bội in vitro", được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. Lâm Ngọc Phương tại Trường Đại học Cần Thơ năm 2019.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Dưa hấu (Citrullus vulgaris L.) là cây trồng phổ biến có giá trị thương phẩm cao. Tuy nhiên, dưa hấu nhị bội (2n) thông thường chứa nhiều hạt, gây bất tiện trong tiêu dùng. Ngược lại, dưa hấu tam bội (3n) không hạt có phẩm chất thịt quả ngon ngọt, được thị trường ưa chuộng dù giá thành cao hơn. Việc sản xuất dưa hấu tam bội theo phương pháp truyền thống gặp nhiều trở ngại: cây mẹ tứ bội (4n) cho số lượng hạt rất thấp (giảm 10 lần so với dưa nhị bội), tỷ lệ nảy mầm kém, việc duy trì dòng tứ bội tốn kém chi phí và hạt giống tam bội khó lưu trữ, nhanh mất sức nảy mầm. Tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, sản xuất dưa không hạt phụ thuộc chủ yếu vào nguồn hạt giống nhập nội đắt tiền. Xuất phát từ thực trạng đó, việc ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô kết hợp xử lý đa bội hóa để tạo dòng dưa hấu tam bội có xuất xứ tại Việt Nam là yêu cầu cấp thiết nhằm chủ động nguồn giống, rút ngắn thời gian nhân dòng và giảm giá thành sản xuất.

Mục tiêu nghiên cứu

  • Mục tiêu chính: Chọn tạo được cây dưa hấu tam bội in vitro.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Tạo được các dòng dưa hấu tứ bội và tam bội.
    2. Xác định môi trường dinh dưỡng thích hợp để nhân nhanh các dòng dưa hấu tứ bội và tam bội in vitro.
    3. Đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng trái của các dòng dưa hấu tam bội tạo ra trong điều kiện ngoài đồng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu:
    • 04 dòng dưa hấu nhị bội thuần: TPS (nguồn gốc từ giống Sugar Baby), TPT (từ giống Thành Long), TPB (từ giống Bảo Long), TPX (từ giống Xuân Lan).
    • Các dòng dưa hấu tứ bội in vitro tạo thành: TPB, TPS, TPT, TPX.
    • Các dòng dưa hấu tam bội cấy mô: TriP1 (lai từ TPX × 2n), TriP2 (lai từ TPT × 2n), TriP3 (lai từ TPB × 2n), TriP4 (lai từ TPS × 2n).
    • Giống dưa hấu tam bội đối chứng: Mặt Trời Đỏ (TriĐC) của Công ty Syngenta.
  • Phạm vi không gian: Phòng thí nghiệm Bộ môn Sinh lý - Sinh hóa, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học (Trường Đại học Cần Thơ); địa bàn khảo nghiệm đồng ruộng tại quận Bình Thủy (Cần Thơ) và huyện Châu Thành (Hậu Giang).
  • Phạm vi thời gian: Luận án hoàn thành và bảo vệ năm 2019.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước trong và ngoài nước

Tác giả đã tổng thuật các công trình nghiên cứu liên quan đến đa bội thể và kỹ thuật vi nhân giống dưa hấu:

  • Lịch sử chọn tạo dưa hấu tam bội: Kihara và Nishiyama (1939, 1947), Kihara (1951, 1958), Andrus et al. (1971), Terada và Masuda (1940, 1941, 1943) đã xác lập nguyên lý tạo quả không hạt bằng cách lai giữa cây mẹ tứ bội (4n) với cây bố nhị bội (2n), đồng thời chỉ ra vai trò của quá trình thụ phấn bổ khuyết (giao phối giả) để kích thích noãn phát triển nhờ auxin từ hạt phấn.
  • Tác nhân hóa học gây đa bội thể: Blakeslee và Avery (1937) phát hiện tác dụng của colchicine trong ức chế thoi vô sắc. Các nghiên cứu tiếp theo của Morejohn et al. (1987), Dolezel et al. (1992), Makioka et al. (2000), Madon et al. (2005) đã chứng minh hoạt tính của oryzalin trong việc cảm ứng đa bội hóa ở nồng độ micromolar (µM), cho hiệu quả cao và ít độc hại hơn nồng độ milimolar (mM) của colchicine.
  • Xử lý đa bội trên đỉnh sinh trưởng dưa hấu: Nasr et al. (2004), Jaskani et al. (2005), Omran et al., Kombo et al., Hasnain et al., Lê Văn Hòa et al. (2003), Lâm Ngọc Phương và Nguyễn Kim Hằng (2010) đã khảo sát các mức nồng độ, thời gian xử lý colchicine và oryzalin trên mô phân sinh chồi in vivo và in vitro.
  • Phương pháp giám định mức bội thể: Hamill et al., Cohen và Yao (1996), Sari et al. (1999), Jaskani và Khan (2000) so sánh phương pháp hình thái học, mật số khí khẩu và đếm nhiễm sắc thể. Galbraith et al., Murphy (2006), Saminathan et al., Nguyễn Vũ Linh et al. (2011), Levin (2002) khẳng định phân tích dòng chảy tế bào (Flow Cytometry - FCM) là công cụ nhanh và chuẩn xác nhất để định lượng hàm lượng ADN nhân và phát hiện thể khảm/tạp bội.
  • Vi nhân giống dưa hấu in vitro và canh tác ngoài đồng: Compton và Gray (1992), Compton et al. (1993), Lâm Ngọc Phương và Nguyễn Bảo Vệ (2005, 2006, 2008), Lâm Ngọc Phương và Nguyễn Thanh Thịnh (2009) nghiên cứu các tổ hợp chất điều hòa sinh trưởng (BA, IBA, NAA) và giá thể thuần dưỡng ex vitro. Về kỹ thuật canh tác, các tác giả Phạm Hồng Cúc (2007), Trần Thị Ba et al., Hoàng Thị Thái Hòa et al., Nguyễn Văn Huệ (2004), Strang et al., Walters (2009) đã phân tích tương tác giữa mật độ trồng và lượng phân đạm bón đến năng suất dưa hấu.

Khoảng trống nghiên cứu luận án giải quyết

Phần lớn các nghiên cứu trước đây chỉ giải quyết đơn lẻ từng công đoạn (xử lý đa bội hóa hoặc vi nhân giống giống thương mại nhập khẩu). Luận án này đã kết nối toàn diện một quy trình khép kín: từ cảm ứng tạo thể tứ bội in vitro từ các giống dưa hấu nhị bội thuần trong nước, vi nhân giống cây mẹ tứ bội, đưa ra đồng lai tạo hạt tam bội, khử trùng nhân nhanh dòng tam bội in vitro, thuần dưỡng cây con cấy mô đưa ra đồng ruộng, đến xác định mật độ trồng và liều lượng phân đạm thích hợp cho dòng tam bội mới.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

  • Lý thuyết đa bội thể cùng nguồn (Autopolyploidy): Sự nhân đôi bộ nhiễm sắc thể (2n=22 lên 4n=44) làm tăng thể tích tế bào, kéo theo sự gia tăng kích thước các cơ quan sinh dưỡng và cơ quan sinh sản (thân, lá, hoa, hạt phấn). Khi lai cây tứ bội (4n) với cây nhị bội (2n), con lai tam bội (3n=33) có quá trình giảm phân bất thường, không tạo được giao tử hữu thụ, dẫn đến quả không hạt khi được kích thích thụ phấn giả bằng hạt phấn nhị bội.
  • Cơ chế tác động của colchicine và oryzalin: Cả hai chất liên kết với tubulin, ngăn cản sự trùng hợp vi ống hình thành thoi vô sắc trong kỳ giữa của nguyên phân, khiến nhiễm sắc thể nhân đôi nhưng không phân ly về hai cực, hình thành tế bào tứ bội.
  • Nguyên lý phân tích dòng chảy tế bào (Flow Cytometry - FCM): Xác định mức bội thể dựa trên cường độ phát huỳnh quang của thuốc nhuộm DAPI liên kết đặc hiệu với ADN nhân, tính toán theo công thức: $$\text{Mức bội thể} = \left(\frac{C}{C_0}\right) \times N_0$$ Trong đó: $C$ là giá trị trung bình hàm lượng ADN của mẫu khảo sát, $C_0$ là giá trị của mẫu đối chứng nhị bội, $N_0$ là mức bội thể đối chứng ($2n$).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Luận án thực hiện 14 thí nghiệm định lượng có lặp lại, chia làm 4 giai đoạn logic:

  1. Giai đoạn cảm ứng tạo tứ bội in vitro: Xử lý đỉnh sinh trưởng chồi dưa nhị bội 7 ngày tuổi (đã cắt 2/3 lá mầm) bằng dung dịch colchicine (0,01% trong 4, 6, 8 ngày) hoặc oryzalin (0,004% trong 48, 54 giờ). Giám định sơ bộ qua mật số khí khẩu (phương pháp màng collodion, quan sát kính hiển vi độ phóng đại $10 \times 40$) và khẳng định bằng máy đo đa bội thể Partec Ploidy Analyser PA-I (dùng kít CyStain UV ploidy).
  2. Giai đoạn nhân dòng vô tính cây tứ bội in vitro và lai tạo hạt tam bội: Khảo sát môi trường MS bổ sung BA (0; 0,5; 1,0 mg/L) cho nhân chồi và IBA (0; 1,0 mg/L) kết hợp NAA (0; 0,2; 0,5 mg/L) cho tạo rễ. Cây tứ bội hoàn chỉnh được thuần dưỡng trên giá thể mụn xơ dừa + tro trấu (tỷ lệ 1:1) rồi đem trồng ngoài đồng tại Hậu Giang; thụ phấn bổ khuyết bằng tay (thu phấn hoa đực 2n lúc sáng sớm, thụ cho hoa cái 4n đã bao cách ly từ chiều hôm trước) để thu hạt lai tam bội (3n).
  3. Giai đoạn vi nhân giống và khảo nghiệm dòng tam bội ngoài đồng: Khử trùng hạt lai tam bội, nuôi cấy tạo chồi in vitro. Khảo sát môi trường tái sinh chồi (MS + BA 0,5 - 1,5 mg/L, có/không có than hoạt tính) và môi trường tạo rễ (MS + IBA 0,5 - 2,0 mg/L kết hợp than hoạt tính 2,0 g/L). Đưa cây tam bội cấy mô ra đồng ruộng tại Cần Thơ và Hậu Giang để đánh giá sinh trưởng, năng suất và phẩm chất trái so với giống đối chứng TriĐC.
  4. Giai đoạn tối ưu hóa kỹ thuật canh tác dòng tam bội ngoài đồng: Thí nghiệm thừa số 2 nhân tố bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD) gồm 2 mật độ trồng (8.750 cây/ha và 10.000 cây/ha) và 2 mức phân đạm (150 kg N/ha và 200 kg N/ha) trên dòng dưa tam bội TriP1 tại Cần Thơ.
Giai đoạn nghiên cứu Hóa chất / Môi trường chính Chỉ tiêu định lượng theo dõi Thiết bị / Kỹ thuật phân tích
1. Đa bội hóa in vitro Colchicine 0,01%; Oryzalin 0,004% Chiều cao chồi, số chồi, số lá, mật số khí khẩu/mm², tỷ lệ cây 4n Kính hiển vi quang học, máy Partec Ploidy Analyser PA-I
2. Vi nhân giống 4n & Lai tạo MS + BA (0,5-1 mg/L); MS + IBA (1 mg/L) Số chồi, chiều dài rễ, tỷ lệ đậu trái lai, số hạt chắc 3n/trái Tủ cấy vô trùng, thụ phấn nhân tạo ngoài đồng
3. Vi nhân giống 3n & Khảo nghiệm MS + BA (1 mg/L); MS + IBA (0,5 mg/L) + Than hoạt tính (2 g/L) Số rễ, chiều dài rễ, chiều dài dây, khối lượng trái, độ Brix, độ dày vỏ Khúc xạ kế đo độ Brix, thước kẹp cơ học, cân điện tử
4. Phân bón và mật độ 150 - 200 kg N/ha; 8.750 - 10.000 cây/ha Chiều dài dây, diện tích lá, khối lượng trái, năng suất (tấn/ha), độ Brix Cân đồng hồ, khúc xạ kế, phân tích ANOVA/thống kê

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương này nêu rõ cơ sở khoa học, tính cấp thiết của đề tài chọn tạo giống dưa hấu tam bội in vitro tại Việt Nam. Tác giả trình bày cấu trúc luận án gồm 1 mục tiêu chính, 3 mục tiêu cụ thể, 5 ý nghĩa khoa học - thực tiễn và 5 điểm mới của công trình nghiên cứu.

Chương 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa các tài liệu khoa học về:

  • Đặc điểm thực vật học, giá trị dinh dưỡng của dưa hấu (Citrullus vulgaris Schrad / Citrullus lanatus).
  • Cơ chế phát sinh và đặc tính hình thái, tế bào học của đa bội thể cùng nguồn.
  • Tính chất lý hóa và độc tính của colchicine ($C_{22}H_{25}O_6N$) và oryzalin ($C_{12}H_{18}N_4O_6S$).
  • Cơ sở nguyên lý của các phương pháp xác định thể đa bội: quan sát hình thái mô phân sinh, giải phẫu khí khẩu biểu bì lá, kỹ thuật đếm số lượng nhiễm sắc thể kỳ giữa nguyên phân, và kỹ thuật đo huỳnh quang dòng chảy tế bào (Flow Cytometry).
  • Quy trình 4 bước sản xuất hạt lai dưa hấu không hạt theo sơ đồ của Wehner (2008) và kỹ thuật thụ phấn nhân tạo bằng tay.
  • Các nghiên cứu về môi trường dinh dưỡng MS, vai trò của chất điều hòa sinh trưởng (nhóm auxin và cytokinin), kỹ thuật thuần dưỡng cây mô ex vitro và ảnh hưởng của liều lượng đạm, mật độ gieo trồng lên chất lượng quả dưa hấu.

Chương 3: Vật liệu và phương pháp

Chương này mô tả chi tiết phương pháp luận, vật liệu và quy trình thực hiện của 14 thí nghiệm:

  • Thí nghiệm 1 & 2: Xử lý colchicine 0,01% (4, 6, 8 ngày) trên 2 dòng nhị bội (TPS, TPT) và oryzalin 0,004% (48, 54 giờ) trên 4 dòng nhị bội (TPS, TPB, TPT, TPX). Quy trình chuẩn bị mẫu đo dòng chảy tế bào trên máy Partec Ploidy Analyser PA-I với dung dịch ly trích và nhuộm CyStain UV ploidy.
  • Thí nghiệm 3 & 4: Đánh giá khả năng tạo chồi của 4 dòng tứ bội (TPT, TPS, TPB, TPX) trên môi trường MS bổ sung BA (0; 0,5; 1,0 mg/L).
  • Thí nghiệm 5, 6, 7: Đánh giá khả năng tạo rễ của các dòng tứ bội trên môi trường MS có bổ sung IBA (0; 1,0 mg/L) và NAA (0; 0,2; 0,5 mg/L).
  • Thí nghiệm 8: Đánh giá sinh trưởng của 4 dòng tứ bội cấy mô sau thuần dưỡng khi trồng ngoài đồng tại Hậu Giang và tiến hành lai tạo hạt tam bội bằng phương pháp thụ phấn tay.
  • Thí nghiệm 9 & 10: Nhân chồi các dòng tam bội cấy mô (TriP1, TriP2, TriP3, TriP4) trên môi trường MS bổ sung BA và khảo sát bổ sung than hoạt tính.
  • Thí nghiệm 11 & 12: Khảo sát sự tạo rễ của các chồi tam bội trên môi trường MS bổ sung IBA kết hợp than hoạt tính (2,0 g/L).
  • Thí nghiệm 13: Đánh giá sinh trưởng, năng suất và phẩm chất trái của 2 dòng tam bội cấy mô (TriP1, TriP2) so với giống đối chứng TriĐC ngoài đồng tại Cần Thơ và Hậu Giang.
  • Thí nghiệm 14: Thí nghiệm 2 yếu tố đánh giá tương tác giữa 2 mức phân đạm (150 kg N/ha, 200 kg N/ha) và 2 mật độ trồng (8.750 cây/ha, khoảng cách $0,4 \times 5,7\text{ m}$; 10.000 cây/ha, khoảng cách $0,35 \times 5,7\text{ m}$) trên dòng dưa tam bội TriP1.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương này trình bày các phát hiện thực nghiệm và số liệu cụ thể:

  1. Kết quả cảm ứng tạo thể tứ bội:
    • Xử lý colchicine 0,01% trong 8 ngày cho tỷ lệ cây tứ bội đạt 9% (xác định bằng FCM).
    • Xử lý oryzalin 0,004% trong 54 giờ cho tỷ lệ cây tứ bội đạt 4%.
    • Cây tứ bội có đặc điểm: lá to tròn, phiến lá dày, màu xanh đậm, tỷ lệ chiều dài/chiều rộng lá nhỏ hơn cây nhị bội, mật số khí khẩu giảm đáng kể so với cây nhị bội (mật số khí khẩu cây nhị bội TPS là $540,6 \pm 27,5/\text{mm}^2$, trong khi cây đa bội giảm còn $301,2 \pm 24,9/\text{mm}^2$).
  2. Kết quả vi nhân giống dòng tứ bội:
    • Môi trường MS + BA 1,0 mg/L cho số chồi gia tăng cao nhất (đạt 2,6 chồi/mẫu sau 3 tuần nuôi cấy).
    • Môi trường MS + IBA 1,0 mg/L cho hiệu quả ra rễ tốt nhất, tạo từ 9 - 12 rễ/chồi, chồi sinh trưởng khỏe mạnh thành cây hoàn chỉnh.
  3. Kết quả khảo nghiệm dòng tứ bội và lai tạo hạt tam bội ngoài đồng:
    • Cây tứ bội cấy mô sinh trưởng phát triển bình thường ngoài đồng ruộng Hậu Giang, kích thước hoa đực và hoa cái lớn hơn cây nhị bội. Tiến hành thụ phấn tay thành công, thu được hạt lai tam bội chắc mẩy từ quả tứ bội.
  4. Kết quả vi nhân giống dòng tam bội:
    • Môi trường MS + BA 1,0 mg/L cho khả năng nhân chồi cao nhất sau 3 tuần nuôi cấy, chồi khỏe, không có hiện tượng thủy tinh thể.
    • Môi trường MS + IBA 0,5 mg/L kết hợp 2,0 g/L than hoạt tính cho tỷ lệ ra rễ đạt 100%, số lượng rễ, chiều dài rễ, chiều cao cây và số lá đạt giá trị tối ưu.
  5. Kết quả khảo nghiệm dòng dưa tam bội cấy mô ngoài đồng:
    • Tại Cần Thơ: Hai dòng TriP1 và TriP2 sinh trưởng tốt. Dòng TriP1 có chiều dài dây, số lá/dây và kích thước lá vượt trội hơn so với dòng TriP2 và giống đối chứng TriĐC. Khối lượng trái, năng suất, độ dày vỏ và độ Brix giữa các dòng không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê.
    • Tại Hậu Giang: Dòng TriP1 đạt khối lượng trái bình quân 2,2 kg/trái và năng suất đạt 36,91 tấn/ha, vượt trội có ý nghĩa thống kê so với giống đối chứng TriĐC (1,73 kg/trái; 28,94 tấn/ha) và dòng TriP2 (1,55 kg/trái; 25,56 tấn/ha). Phẩm chất thịt quả (độ Brix $>10%$) tương đương giống đối chứng.
  6. Ảnh hưởng của mật độ và phân đạm lên dòng TriP1:
    • Trồng ở mật độ 10.000 cây/ha kết hợp mức phân đạm 200 kg N/ha cho năng suất trái cao nhất đạt 23,19 tấn/ha, độ Brix $>10%$, cao hơn rõ rệt so với nghiệm thức mật độ 8.750 cây/ha kết hợp mức đạm 150 kg N/ha.
Chỉ tiêu theo dõi Dòng TriP1 (Hậu Giang) Dòng TriP2 (Hậu Giang) Giống đối chứng TriĐC (Hậu Giang)
Khối lượng trái trung bình (kg) 2,20 1,55 1,73
Năng suất thương phẩm (tấn/ha) 36,91 25,56 28,94
Độ Brix (%) $> 10,0$ $> 10,0$ $> 10,0$
Đặc điểm thịt quả Đỏ, không hạt Đỏ, không hạt Đỏ, không hạt

Chương 5: Kết luận và đề xuất

Tổng kết toàn bộ các thông số kỹ thuật tối ưu đã đạt được và đưa ra khuyến nghị tiếp tục mở rộng thử nghiệm trên các vùng đất khác nhau tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học và thực tiễn

Luận án đã công bố 5 điểm mới cụ thể:

  1. Ứng dụng thành công phương pháp đa bội hóa in vitro: Xác lập quy trình xử lý đỉnh sinh trưởng chồi dưa hấu nhị bội bằng colchicine 0,01% (trong 8 ngày) và oryzalin 0,004% (trong 54 giờ) để tạo cây tứ bội in vitro, kiểm tra chính xác bằng kỹ thuật phân tích dòng chảy tế bào (FCM).
  2. Lai tạo thành công hạt lai tam bội từ nguồn vật liệu trong nước: Đưa cây tứ bội cấy mô ra đồng ruộng làm cây mẹ, tiến hành thụ phấn nhân tạo với hạt phấn cây nhị bội để tạo hạt lai tam bội (3n).
  3. Xây dựng quy trình vi nhân giống in vitro hoàn chỉnh: Xác định môi trường MS bổ sung BA 1,0 mg/L cho nhân chồi và môi trường bổ sung IBA 0,5 - 1,0 mg/L (kết hợp than hoạt tính 2,0 g/L) cho tạo rễ ở cả dòng dưa hấu tứ bội và tam bội, giúp nhân nhanh số lượng lớn cây giống chất lượng đồng đều.
  4. Chọn tạo được dòng dưa hấu tam bội cấy mô ưu tú (TriP1): Dòng TriP1 sinh trưởng mạnh, thích nghi tốt tại Cần Thơ và Hậu Giang, cho khối lượng trái (2,2 kg) và năng suất (36,91 tấn/ha) cao hơn giống đối chứng nhập nội TriĐC tại Hậu Giang.
  5. Xác định thông số canh tác ngoài đồng cho dòng dưa tam bội cấy mô: Xác định mật độ 10.000 cây/ha kết hợp mức bón 200 kg N/ha giúp dòng TriP1 đạt năng suất 23,19 tấn/ha và độ Brix $>10%$.

Đề xuất kỹ thuật

  • Áp dụng quy trình vi nhân giống dưa hấu tam bội in vitro để sản xuất cây giống trực tiếp phục vụ sản xuất đại trà, thay thế việc gieo hạt giống tam bội nhập khẩu.
  • Ứng dụng công thức bón phân 200 kg N/ha và mật độ trồng 10.000 cây/ha trong canh tác dòng tam bội TriP1 để đạt hiệu quả năng suất và chất lượng quả cao.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Các thí nghiệm đồng ruộng của luận án mới chỉ được tiến hành trong phạm vi hai địa phương thuộc Đồng bằng sông Cửu Long (Cần Thơ và Hậu Giang); các mức khảo nghiệm về phân bón và mật độ mới dừng lại ở hai mức thử nghiệm thăm dò ban đầu đối với dòng TriP1.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Khảo nghiệm dòng dưa tam bội TriP1 trên các vùng sinh thái đất phèn, đất cát giồng khác nhau ở Đồng bằng sông Cửu Long.
    • Tiếp tục hoàn thiện quy trình phân bón cân đối N-P-K và chế độ chăm sóc cho các dòng tam bội triển vọng khác (TriP2, TriP3, TriP4).
    • Nghiên cứu biện pháp nâng cao tỷ lệ sống và giảm chi phí trong giai đoạn thuần dưỡng cây cấy mô từ in vitro ra vườn ươm.

Giá trị tham khảo

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và nhà chọn tạo giống: Luận án cung cấp quy trình thực nghiệm chi tiết về kỹ thuật đa bội hóa in vitro bằng hóa chất (colchicine và oryzalin), phương pháp định danh mức bội thể bằng máy đo dòng chảy tế bào (Flow Cytometry), và kỹ thuật lai tạo giao phối giả tạo dưa không hạt.
  • Đối với giảng viên và cán bộ kỹ thuật nông nghiệp: Cung cấp tài liệu tham khảo trong giảng dạy môn Nuôi cấy mô tế bào thực vật, Di truyền - Chọn giống cây trồng và Cây rau thương phẩm.
  • Đối với cơ sở sản xuất giống và nông dân: Cung cấp thông số cụ thể về môi trường nhân giống in vitro và kỹ thuật canh tác (mật độ, lượng phân đạm) để áp dụng sản xuất cây giống dưa hấu không hạt cấy mô thương phẩm.

Câu hỏi thường gặp

1. Nồng độ và thời gian xử lý hóa chất tối ưu để cảm ứng tạo chồi tứ bội in vitro trong luận án là bao nhiêu?
Xử lý đỉnh sinh trưởng chồi dưa nhị bội in vitro bằng dung dịch colchicine nồng độ 0,01% trong 8 ngày cho tỷ lệ cây tứ bội đạt 9%; xử lý dung dịch oryzalin nồng độ 0,004% trong thời gian 54 giờ cho tỷ lệ cây tứ bội đạt 4% (được kiểm tra và xác nhận qua phân tích dòng chảy tế bào FCM).

2. Môi trường nuôi cấy nào cho hiệu quả nhân chồi và ra rễ tốt nhất đối với dòng dưa hấu tam bội in vitro?
Môi trường nhân chồi tối ưu là MS bổ sung BA 1,0 mg/L, giúp chồi phát triển khỏe mạnh và hạn chế hiện tượng thủy tinh thể sau 3 tuần nuôi cấy. Môi trường tạo rễ tối ưu là MS bổ sung IBA 0,5 mg/L kết hợp 2,0 g/L than hoạt tính, đạt tỷ lệ ra rễ 100% với bộ rễ dài và số lá phát triển tốt.

3. Khả năng sinh trưởng, năng suất và phẩm chất của dòng dưa hấu tam bội TriP1 tại Hậu Giang đạt kết quả như thế nào so với giống đối chứng?
Tại Hậu Giang, dòng TriP1 đạt khối lượng trái bình quân 2,2 kg/trái và năng suất 36,91 tấn/ha, cao hơn giống đối chứng TriĐC (1,73 kg/trái; 28,94 tấn/ha) và dòng TriP2 (1,55 kg/trái; 25,56 tấn/ha). Phẩm chất thịt quả của TriP1 tương đương giống đối chứng với độ Brix $> 10%$.

4. Mật độ trồng và liều lượng phân đạm nào cho năng suất tối ưu trên dòng dưa tam bội TriP1 ngoài đồng ruộng?
Dòng dưa tam bội TriP1 trồng ở mật độ 10.000 cây/ha kết hợp lượng phân đạm 200 kg N/ha đạt năng suất trái cao nhất (23,19 tấn/ha) và độ Brix $>10%$, cao hơn so với mật độ 8.750 cây/ha kết hợp mức đạm 150 kg N/ha.

Kết luận

Luận án của tác giả Trần Thanh Truyền đã xây dựng thành công quy trình công nghệ tạo chồi dưa hấu tứ bội in vitro bằng hóa chất colchicine 0,01% và oryzalin 0,004%, kiểm tra chuẩn xác bằng phân tích dòng chảy tế bào. Đề tài đã lai tạo và chọn lọc được dòng dưa hấu tam bội cấy mô TriP1 có nguồn gốc từ các dòng thuần trong nước, cho năng suất và phẩm chất trái tốt trong điều kiện đồng ruộng tại Cần Thơ và Hậu Giang. Đồng thời, công trình đã xác lập các thông số môi trường vi nhân giống in vitro và chế độ canh tác phân đạm - mật độ trồng thích hợp, cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để chủ động sản xuất giống dưa hấu không hạt cấy mô tại Việt Nam.