MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ở Việt Nam cây sen mọc hoang dại và được trồng khá phổ biến suốt từ Bắc vào Nam trong các ao, hồ, đầm, ruộng sâu nhiều bùn, thậm chí có thể sinh trưởng, phát triển tốt ngay cả trong điều kiện đất trũng, nước ngập sâu mà các cây trồng khác không thể tồn tại được. Diện tích trồng sen ở nước ta còn ít, ước chừng khoảng trên 3000 ha, nhưng hàng năm đã cung cấp từ vài trăm đến 1.000 tấn hạt sen cho thị trường trong nước và xuất khẩu. Từ lâu cây sen đã trở nên thân thuộc và gần gũi với người dân Việt Nam.
Miền Bắc nổi tiếng với sen Tây Hồ dùng làm hoa cảnh và ướp chè; miền Trung có sen Hồng Nghệ An; sen Trắng Đại nội Huế dùng lấy hạt, làm hoa cảnh; miền Nam có sen Hồng Đồng Tháp lấy hạt. Giá trị của cây sen không chỉ dừng lại ở ý nghĩa vật chất, kinh tế mà còn mang cả ý nghĩa về mặt tinh thần. Tại Myanmar từ cuống lá sen người ta còn có thể sản xuất ra tơ và vải lụa gắn với tín ngưỡng Phật giáo (Bộ Ngoại giao Việt Nam, 2013). Hầu hết các bộ phận của cây sen đều có thể sử dụng được trong văn hóa ẩm thực và trong y học.
Từ phiến lá, cuống lá, nụ, hoa, hạt đến ngó sen, củ sen đều có thể dùng để chế biến các món ăn, thức uống ngon và bổ dưỡng như nộm ngó sen, mứt sen, chè sen Huế, gà hấp lá sen, cá hấp lá sen, bánh lá sen, củ sen muối, cốm trong lá sen, trà sen Tây Hồ, rượu sen Đồng Tháp… mang đậm nét văn hóa Việt. Hạt sen và củ sen là những thực phẩm quý, giàu dinh dưỡng, chứa nhiều nguyên tố vi lượng, các vitamin, chất xơ… giúp tăng cường sức khỏe cho con người (Nguyen, Q. Hạt sen, tâm sen, lá sen cũng là những nguyên liệu quý trong các bài thuốc cổ truyền giúp an thần, điều trị mất ngủ, ổn định huyết áp và cầm máu. Giá trị tinh thần mà cây sen mang lại được thể hiện trong các lĩnh vực văn học, văn hóa mỹ thuật.
Hình ảnh hoa sen xuất hiện rất nhiều trong thơ ca nhằm ca ngợi Bác Hồ kính yêu: “Tháp Mười đẹp nhất bông sen/Việt Nam đẹp nhất có tên Bác Hồ”; Ca ngợi sức sống bền vững và mãnh liệt: “Hoa sen mọc bãi cát lâm/Tuy rằng lấm láp vẫn mầm hoa sen” và ca ngợi tình yêu đôi lứa: “Hôm qua tát nước đầu 2 đình/Bỏ quên chiếc áo trên cành hoa sen”. Hình ảnh hoa sen còn xuất hiện trong nhiều tác phẩm nghệ thuật từ thời Đinh, Lý, Trần, Lê như kiến trúc Chùa Một Cột, bia tiến sĩ ở Văn Miếu, bệ tượng Phật… và hiện nay là biểu tượng của Hãng hàng không quốc gia Việt Nam hay trên trang thông tin điện tử của Bộ VHTTDL. Tại các vùng trồng sen người dân còn gắn với du lịch sinh thái để phục vụ giáo dục và quảng bá hình ảnh quê hương đất nước. Tuy đã có vị trí nhất định trong đời sống văn hóa và đậm nét trong tiềm thức của người Việt nhưng đến nay hoa sen vẫn chưa được lựa chọn, suy tôn là Quốc hoa của Việt Nam, mặc dù kết quả lựa chọn Quốc hoa do Bộ VHTTDL tổ chức năm 2011 được người dân hưởng ứng, đã có 62,1% ý kiến được hỏi trên mạng internet chọn hoa sen là Quốc hoa Việt Nam (Thanh Hoài, 2013).
Một số nguyên nhân chính được xác định do: (1) Hoa sen Trắng đã được Ấn Độ tôn vinh là Quốc hoa; (2) Bộ sưu tập hoa sen của Việt Nam còn nghèo nàn, đồng thời ở miền Bắc nước ta chỉ có duy nhất 1 vụ sen/năm; (3) Hoa sen rất nhanh tàn; (4) Nghiên cứu và khai thác công dụng của cây sen còn rất hạn chế, vì vậy giá trị cũng như vị thế của cây sen chưa xứng tầm với những gì vốn có thuộc về loài cây này (Đặng Văn Đông, 2011), do đó rất cần có những nghiên cứu sâu thêm về giống và kỹ thuật canh tác. Trong khi đó, hiện nay các giống sen địa phương có các đặc tính quí đang bị suy giảm một cách nghiêm trọng và đứng trước nguy cơ mất dần theo thời gian do phương thức tự để giống và lối canh tác theo kinh nghiệm dân gian, sản xuất manh mún, tự phát, thiếu qui hoạch tổng thể và diện tích trồng sen có xu hướng giảm dần do qũy đất nông nghiệp ngày càng hạn hẹp. Việc chế biến sản phẩm sen tươi hoàn toàn thủ công chưa có máy móc hỗ trợ nên không thể sản xuất hàng hóa lớn cũng là một nguyên nhân hạn chế việc mở rộng diện tích trồng sen ở nhiều vùng có điều kiện thuận lợi phát triển sen. Hơn nữa, việc nghiên cứu trên cây sen chưa nhiều, chủ yếu tập trung vào lĩnh vực thực phẩm và dược liệu dùng làm thuốc, thực phẩm chức năng thông thường, mới có một số nghiên cứu nhập nội giống và kỹ thuật canh tác trong khi công tác bảo tồn và chọn tạo giống sen ở Việt Nam hầu như chưa được quan tâm nghiên cứu.
3 Tạo lập tập đoàn sen với đầy đủ các dữ liệu quản lý, dữ liệu mô tả, đánh giá của các giống sen ở Việt Nam để phục vụ công tác bảo tồn và khai thác sử dụng là việc làm tất yếu, cấp bách phục vụ công tác bảo tồn và khai thác tài nguyên hoa sen trong nền kinh tế tri thức. Đánh giá nguồn gen, bao gồm đánh giá đa dạng di truyền và xác định đơn vị bảo tồn (kiểu gen) là công đoạn quan trọng trong công tác bảo tồn và sử dụng nguồn gen thực vật. Hiểu biết về phân loại, phân nhóm và mối quan hệ di truyền giữa các nguồn gen là cơ sở để sử dụng hiệu quả nguồn vật liệu cho công tác chọn tạo giống sen mới cũng như định hướng bảo tồn và thực hiện quyền sở hữu trí tuệ về sản phẩm hoa sen bản địa quí. Tuy nhiên, đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu về công tác thu thập, bảo tồn, đánh giá và phân lập tập đoàn sen ở Việt Nam dựa vào đặc điểm hình thái đặc trưng của giống và bằng chỉ thị phân tử, từ đó đề xuất hướng khai thác sử dụng nguồn gen cây sen phục vụ cho bảo tồn và chọn tạo cải tiến giống sen.
Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu đa dạng nguồn gen cây sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) phục vụ công tác bảo tồn và chọn tạo giống”. Mục tiêu của đề tài Điều tra thu thập và tạo lập được tập đoàn cây sen có quy mô 35-40 mẫu giống, xây dựng được bản đồ phân bố các mẫu giống sen trong tập đoàn. Đánh giá được các đặc điểm nông sinh học, đa dạng hình thái và mức độ đa dạng di truyền của các mẫu giống sen trong tập đoàn phục vụ cho công tác bảo tồn và chọn tạo giống. Tuyển chọn, xác định được các mẫu giống sen triển vọng, phù hợp cho các mục đích sử dụng khác nhau (lấy hoa, lấy hạt, lấy củ) và một số tổ hợp lai tiềm năng phục vụ cho công tác chọn tạo, cải tiến giống sen.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp các dẫn liệu khoa học có giá trị về đặc điểm nông sinh học, phân nhóm theo các tính trạng đặc trưng và mức độ đa dạng di truyền của tập đoàn 42 mẫu giống sen được thu thập từ các vùng miền của Việt Nam cũng như nguồn vật liệu di truyền khởi đầu cho công tác bảo tồn và chọn tạo giống sen. Luận án là tài liệu tham khảo tốt cho công tác nghiên cứu, đào tạo, bảo tồn và phát triển nguồn gen cây sen Việt Nam. Ý nghĩa thực tiễn Đã chỉ ra được những khó khăn và hạn chế của sản xuất và tiêu thụ sen, góp phần thiết thực vào việc định hướng bảo tồn và phát triển cây sen ở ĐBSH nói riêng và cả nước nói chung.
Kết quả về đánh giá đặc điểm nông sinh học và phân tích đa dạng di truyền là cơ sở khoa học để đề xuất các hướng khai thác sử dụng hiệu quả tập đoàn 42 mẫu giống sen hiện có. Đề tài đã tuyển chọn và giới thiệu cho sản xuất 6 giống sen triển vọng, trong đó có 3 giống sen lấy hoa gồm sen Tây Hồ (S21), sen Trắng (S22) sen Cảnh (S25) và 3 giống sen lấy hạt là sen Mặt Bằng (S2), sen Bát xanh (S12) và sen Cánh hồng (S18). Bước đầu đề xuất được 8 tổ hợp lai cho mục đích sen lấy hoa, sen lấy hạt, phục vụ công tác chọn tạo giống sen. Những đóng góp mới của đề tài Tạo lập được tập đoàn với 42 mẫu giống sen Việt Nam với đầy đủ bộ dữ liệu về quản lý và dữ liệu mô tả là nguồn vật liệu di truyền quí phục vụ công tác bảo tồn và khai thác sử dụng nguồn gen sen ở Việt Nam.
Bổ sung những dẫn liệu khoa học mới về đặc điểm nông sinh học và đa dạng di truyền của 42 mẫu giống sen thu thập từ 3 miền của Việt Nam. Kết quả phân 5 nhóm mẫu giống theo các tính trạng đặc trưng, theo mối quan hệ di truyền dựa trên sự kết hợp phân tích chỉ thị hình thái và chỉ thị phân tử là cơ sở khoa học tin cậy cho công tác bảo tồn và khai thác sử dụng hiệu quả các nguồn gen sen hiện có. Giới thiệu 8 tổ hợp lai và 6 giống sen triển vọng cho mục đích lấy hoa, lấy hạt phục vụ sản xuất, nhằm nâng cao giá trị sử dụng và giá trị kinh tế của cây sen. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 5.
Đối tượng nghiên cứu Các mẫu giống sen hiện còn tồn tại trong sản xuất và đã được trồng tại Việt Nam; hiện trạng sản xuất và thị trường sen tại vùng ĐBSH; đa dạng di truyền của 42 mẫu nguồn gen sen hiện có. Phạm vi nghiên cứu Điều tra, đánh giá tình hình sản xuất và thị trường tiêu thụ các sản phẩm từ cây sen chỉ tiến hành tại 6 tỉnh ở miền Bắc bao gồm Bắc Giang, Bắc Ninh, Hà Nội, Hải Dương, Hưng Yên và Hà Nam. Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, đa dạng hình thái và tính đa dạng di truyền của tập đoàn 42 mẫu giống sen được thu thập từ 10 tỉnh thành trong cả nước gồm: Hà Nội, Bắc Ninh, Hải Dương, Hưng Yên, Hà Nam, Hải Phòng, Quảng Ninh, Nghệ An, Thừa Thiên Huế và Đồng Tháp. Tuyển chọn xác định giống sen triển vọng theo các mục đích sử dụng.
Toàn bộ các thí nghiệm của đề tài được thực hiện tại Trung tâm Tài nguyên thực vật trong thời gian từ 2011-2015.
