Đặt vấn đề Cà chua (Solanum lycopersicum L.) thuộc họ cà (Solanaceae) cùng với các cây: thuốc lá, khoai tây, ớt, cà tím… có nguồn gốc ở miền Trung, Nam Mỹ và Nam bắc Mỹ. Ngày nay cà chua đã được sản xuất ở hầu hết các nước trên toàn thế giới với hàng nghìn giống khác nhau, đa dạng về mầu sắc, dạng quả, dạng hình sinh trưởng…Cà chua được sử dụng dưới nhiều hình thức khác nhau như ăn tươi, làm Salat, nước uống. Sản phẩm chế biến cũng có nhiều dạng như đóng hộp quả bóc vỏ, cô đặc, nước sốt cà chua, mứt cà chua. Cà chua là loại rau có giá trị dinh dưỡng cao, chứa nhiều glucid, axit hữu cơ, và là nguồn cung cấp chất chống ô xy hóa quan trọng như Lycopen, Phenolic, Vitamin C.[2] Chọn tạo giống cà chua được bắt đầu thực hiện ở châu Âu (Italia) khoảng 200 năm trước.
Ở Mỹ chọn tạo giống cà chua được thực hiện vào những năm 70 của thể kỷ 19 [21],[22]. Nhờ chọn giống đã đưa năng suất của cà chua ở Mỹ tăng từ 10,1 tấn/ha trong những năm 20 của thế kỷ 20 đến 72,4 tấn trong những năm 90 và đến năm 2004 là 102 tấn/ha .[13] Mặc dù chọn tạo giống cà chua theo phương pháp truyền thống đã mang lại thành tựu to lớn nhưng cần nhiều thời gian. Công nghệ chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống giúp xác định chính xác gene cần chọn và rút ngắn quá trình tạo giống. Cà chua là một trong những cây trồng đầu tiên được ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống[23],[24].
Từ những năm 1980, chỉ thị phân tử đã được sử dụng như công cụ cơ bản trong chọn tạo giống cà chua. Đến nay khoảng 40 gene liên quan đến tính kháng bệnh chính đã được lập trên bản đồ phân tử của cà chua [ 19],[20]. Công nghệ chỉ thị phân tử DNA đã được sử dụng trong các chương trình tạo giống cà chua thương mại từ những năm 90[25]. Bệnh sương mai (late blight) gây hại bởi nấm Phytophthora infestans là một trong những bệnh gây hại hủy diệt ở hầu hết các vùng cà chua và khoai tây trên toàn thế giới[4].
Bệnh có thể hại trong mọi thời gian sinh trưởng của n 2 cây [21]. Nấm bệnh hại nhiều bộ phận của cà chua: thân, lá, quả và hạt [11],[12]. Bệnh có thể tiền ẩn trong đất, hạt giống, và phát tán được trong không khí. Ở nước ta, vụ đông xuân là thời kỳ hội tụ nhiều yếu tố môi trường (nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng.) rất thuận lợi cho bệnh sương mai phát triển.
Bệnh gây hại nghiêm trọng và có ảnh hưởng lớn tới năng suất (giảm 60- 70%) và phẩm chất trên cà chua, khoai tây ở một số vùng Hà Nội, Hải Phòng, Lào Cai, Đà Lạt [10]. Bệnh nặng từ tháng 1 – tháng 3 ở đồng bằng Bắc bộ và trong mùa mưa ở các vùng cao có khí hậu ôn hòa: Mộc châu- Sơn la, Sapa- Lào cai, Đà lạt –Lâm đồng. Để hạn chế bệnh, kỹ thuật phổ biến nhất đang được nông dân áp dụng là phun thuốc trừ bệnh với 13-15 lần phun/ vụ cà chua. Tuy nhiên, hiệu quả phun thuốc hóa học rất hạn chế do nhiều mẫu nấm sương mai có khả năng kháng metalaxyl, hoạt chất chính trong các thuốc trị bệnh sương mai.Với đặc thù này sản xuất cà chua luôn tiềm ẩn tính thiếu ổn định và nguy cơ không an toàn vệ sinh thực phẩm cao.
[3] Những năm qua, trong nhiều chương trình, dự án chọn tạo giống rau, các cơ quan thuộc Bộ Nông nghiệp & PTNT, trường đại học của Việt nam đã đưa ra một số giống cà chua mới vào sản xuất. Giống cà chua phục vụ chế biến PT18 (Viện nghiên cứu rau quả), Giống C95, VT3 ( Viện cây lương thực & cây thực phẩm), các giống cà chua lai F1 : FM 20, FM29, lai số 4, lai số 9 (Viện nghiên cứu rau quả), HT21, HT144 (trường đại học nông nghiệp Hà nội).So với các giống cà chua truyền thống ( cà chua Ba lan, cà chua Pháp, cà chua Hồng lan.) các giống mới tạo ra thể hiện vượt trội về năng suất và chất lượng. Các giống mới được chọn tạo đều áp dụng công nghệ truyền thống (conventional breeding) và chỉ chú ý đến biển hiện năng suất, chất lượng quả. và tính chống chịu bệnh đồng ruộng.
[9] Trước thực trạng trên, Viện nghiên cứu đã thực hiện chương trình tạo giống cà chua chống chịu bệnh sương mai bằng chỉ thị từ năm 2009. Qua đó, một số dòng cà chua đã được tạo ra. Để tiếp tục chương trình chọn giống này, chúng tôi xin được thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng cà chua chống chịu bệnh sương mai chọn tạo bằng chỉ thị phân tử”. Mục đích nghiên cứu Xác định được các dòng cà chua mang gene Ph3 đồng hợp tử, chống chịu bệnh sương mai, và thích hợp mùa vụ cụ thể (đông xuân hoặc xuân hè).
Yêu cầu của đề tài Để đạt mục đích trên, đề tài có các yêu cầu sau: -Nghiên cứu kiểu gene và kiểu hình liên quan đến tính kháng bệnh sương mai của các dòng cà chua -Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học trong mùa vụ cụ thể của các dòng cà chua 1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1. Ý nghĩa khoa học Kết quả thu được từ đề tài sẽ góp phần xây dựng phương pháp chọn tạo giống cà chua chống chịu bệnh bằng chỉ thị phân tử đối với cà chua tại Việt nam 1. Ý nghĩa thực tiễn Xác định được dòng cà chua chống chịu bệnh sương mai với các đặc điểm nông sinh học tốt để phục vụ sản xuất hoặc là nguồn vật liệu cho các chương trình tạo giống tiếp theo.
n 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.Tình hình sản xuất cà chua trong giai đoạn hiện nay 2.Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới Trong 3 năm liên tiếp 2006-2008 diện tích trồng cà chua trên thế giới liên tục tăng từ 4,6 triệu ha lên 5,2 triệu ha nhưng sản lượng ổn định khoảng 130 triệu tấn, điều đó chứng tỏ rằng năng suất cà chua trong thời gian trên không tăng, nguyên nhân của hiện tượng này có thể do các yếu tố thời tiết bất thuận hoặc do dịch bệnh. Châu Á là châu lục có diện tích và sản lượng cà chua lớn nhất (trên 60% của thế giới) (FAO) (Bảng 1). Diện tích và sản lượng cà chua trên thế giới (1000ha – tấn)[17] Năm 2006 Năm 2007 Năm 2008 Diện Diện Châu lục Diện Sản Sản Sản tích tích tích lượng lượng lượng Châu Phi 678 15.403 Châu Đại Dương 9 548 9 412 9 412 Tổng 4.650 Theo FAO (2011) sản xuất cà chua tập trung ở một số nước chính là Trung quốc (~ 1,5 triệu ha), Ấn độ, Ai Cập ( ~500.000 ha), tiếp theo là các nước Italia, Mỹ, Thổ Nhĩ Kỳ, mỗi nước vài trăm nghìn ha.Trên thế giới, năng suất cà chua trung bình đạt trên 30 tấn/ha (năm 2008: 33,54 tấn/ha, năm 2009: 34,82 tấn/ha). Mức độ chênh lệch về năng suất thể hiện rất rõ theo trình độ khoa học công nghệ và vùng lãnh thổ.
Cà chua tại Mỹ đạt năng suất cao nhất (>80 tấn/ha), Italia, Brazil, Tân ban nha đạt năng suất 60-70 tấn/ha, Trung quốc đạt 40-50 tấn/ha, Ấn Độ là ~ 20 tấn/ha. Tiêu dùng cà chua theo đầu người cao nhất ở các nước Hy lạp, Ai cập (~100kg/người/năm), tiếp theo là n 5 Italia, Thổ Nhĩ Kỳ, Cuba (60-70kg/ người/năm), Hàn Quốc, Nhật bản chỉ tiêu thụ 9-10kg/người/năm.[3] Theo Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO), năm 1999, trên thế giới có 158 nước trồng cà chua với diện tích 4. Cũng theo FAO, diện tích sản lượng năng xuất của cà chua năm 2009 trên thế giới như sau[17] : Theo FAO, 2009: Diện tích: 4.793 Theo bảng trên năm 2011, châu Á có diện tích trồng cà chua và sản lượng cà chua lớn nhất thế giới còn châu Úc và châu Mỹ có năng suất lớn nhất. Diện tích trồng cà chua ở châu Á chiếm 60,67% diện tích trồng cà chua trên toàn thế giới, nhưng năng suất chỉ chiếm 48,1% tổng năng suất trên thế giới.
Trong khi đó châu Âu chiếm 13,47% diên tích trồng cà chua trên thế giới nhưng năng suất chiếm tới 19,42%. Khoảng 150 triệu tấn cà chua đã được sản xuất trên thế giới trong năm 2009. Trung Quốc là nước sản xuất cà chua lớn nhất, chiếm khoảng một phần tư sản lượng toàn cầu, tiếp theo là Hoa Kỳ và Ấn Độ. Các khu vực chế biến tại California chiếm 90% lượng sản xuất ở Mỹ và 35% lượng sản xuất thế giới.
Trung Quốc vẫn đứng đầu về sản xuất cà chua trong những năm tiếp theo. Dưới đây là năm quốc gia có sản lượng cà chua cao nhất trong năm 2011 [18].: Những nước có sản lượng cà chua cao nhất năm 2011 [18] STT Tên nước Sản lượng (tấn) 1 Trung Quốc 48.700 4 Thổ Nhĩ Kỳ 11.260 Cà chua là loại rau cho hiệu quả kinh tế cao và là mặt hàng xuất khẩu quan trọng của nhiều nước ở cả dạng ăn tươi và chế biến. Đứng đầu về tiêu thụ cà chua là nước Mỹ, sau đó là các nước châu Âu. Năm 2008 Mỹ đã nhập khẩu 1116340 tấn cà chua, tiếp theo là các nước Nga (628923 tấn), Đức (1293840 tấn) [18].
Cà chua là một trong những loại rau cho hiệu quả kinh tế cao và là mặt hàng xuất khẩu của nhiều nước trên thế giới. Lượng cà chua trao đổi trên thị trường thế giới năm 1999 là 30,7 triệu tấn, trong đó cà chua ăn tươi chỉ từ 5- 7%. Từ năm 2003 đến năm 2007 khối lượng cà chua xuất khẩu trên thế giới tăng 30%. Mexico là nước đứng đầu trong xuất khẩu cà chua, năm 2007 khối lượng xuất khẩu của nước này đạt 1,1 triệu tấn, chiếm hơn 50% khối lượng xuất khẩu trên toàn thế giới.
Ở Việt Nam Ở Việt Nam, cây cà chua được xếp vào các loại rau có giá trị kinh tế cao, diện tích trồng cà chua lên đến chục ngàn ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng và trung du phía Bắc. Hiện nay có một số giống chịu nhiệt mới lai tạo chọn lọc có thể trồng tại miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ nên diện tích ngày càng được mở rộng. Nhiều giống cà chua lai ghép chất lượng tốt được phát triển mạnh ở Đà Lạt, Lâm Đồng. Một số giống cà chua chất lượng đã được xuất khẩu ra thị trường thế giới.
Cà chua là cây du nhập vào Việt Nam mới được hơn 100 năm nhưng đã trở thành một loại rau phổ biến và được sử dụng ngày càng rộng rãi.