Đặt vấn đề Cây hồ tiêu (Piper nigrum L.) là một mặt hàng xuất khẩu nổi tiếng của Việt Nam. Sau những năm 1998, 1999, khi giá hồ tiêu tăng cao (60.000 đồng/kg), nhiều địa phƣơng đã tăng rất nhanh diện tích trồng hồ tiêu. Đến năm 2003, Việt Nam có tổng diện tích cây tiêu cả nƣớc tăng gần 5.000 ha so với năm 2002, dẫn đầu về sản lƣợng xuất khẩu hồ tiêu trên thế giới với 85. Việt Nam chiếm tỷ trọng xuất khẩu cao nhƣng chủ yếu là mặt hàng tiêu đen cấp thấp, bình quân năm 2003 xuất với giá 1.
Tháng 4 đầu năm 2004, lƣợng tiêu xuất khẩu của Việt Nam giảm 28% so với cùng kỳ năm 2003, đồng thời giá xuất khẩu cũng giảm mạnh. Là một tỉnh thuộc khu vực miền Đông Nam Bộ, Bà Rịa – Vũng Tàu có tổng diện tích trồng tiêu là 7.245,6 ha, trong đó huyện Châu Đức 5.300,5 ha, Xuyên Mộc 1.244,7 ha và thị xã Bà Rịa là 263,5 ha. Tính từ năm 2001 đến nay, diện tích tiêu của tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu có xu hƣớng giảm (từ 8. Nguyên nhân là do những năm gần đây, năng suất hạt giảm đáng kể so với những năm trƣớc, có khi mất trắng.
Mặt khác, giá tiêu khô cân tại vƣờn lại bấp bênh (khoảng từ 16.000 ngàn đồng/kg) làm ngƣời dân không tự tin để tiếp tục canh tác. Do đó, nếu không có những giải pháp đúng đắn, kịp thời, mặt hàng tiêu xuất khẩu của Việt Nam sẽ ngày càng giảm sút về số lƣợng lẫn chất lƣợng. Nhìn chung, hiện trạng trồng tiêu của Việt Nam đang gặp phải một số hạn chế cần đƣợc khắc phục. Trong số đó, quan trọng nhất là khâu giống, vì hiện nay phần lớn giống trồng của chúng ta đã lâu đời, chƣa đƣợc phục tráng tuyển chọn để tìm ra các giống tốt, ổn định về mặt năng suất và kháng sâu bệnh.
Bên cạnh đó, kỹ thuật chọn và nhân giống còn tự phát, đơn điệu (Trần Văn Hòa, 2001) [16]. Đa số các hộ trồng tiêu thƣờng không biết rõ nguồn gốc, đặc điểm cơ bản của giống tiêu và chỉ gọi giống theo tên của địa phƣơng, trong đó tình trạng gọi tên giống bị lẫn lộn rất nhiều, có khi cùng một giống nhƣng đƣợc gọi với nhiều tên khác nhau, ví dụ nhƣ tiêu sẻ Đất Đỏ có nơi gọi là sẻ mở, sẻ xanh…(Phạm Thị Chín và Nguyễn Xuân Vinh, 2005) [11]. Vì vậy trƣớc hết chúng ta cần phải tiến hành khảo sát tính đa dạng di truyền các giống tiêu địa phƣơng và giống nhập ngoại hiện có, trên cơ sở đó thực hiện có hiệu quả việc nhân và 2 tạo giống mới cho năng suất cao và chất lƣợng tiêu tốt, đồng thời xây dựng các định hƣớng về kiểm tra, quản lý và bảo vệ nguồn gen các giống cây trồng sẵn có trong nƣớc cũng nhƣ du nhập từ nƣớc ngoài. Để nghiên cứu đa dạng di truyền ngƣời ta có thể sử dụng nhiều phƣơng pháp khác nhau: phƣơng pháp sử dụng các chỉ thị hình thái, chỉ thị isozyme hay chị thị phân tử (RFLP, RAPD, AFLP, SSR.
Tuỳ vào đối tƣợng, điều kiện và mục đích nghiên cứu mà ngƣời ta lựa chọn phƣơng pháp phù hợp nhất. Trong đề tài này chúng tôi tiến hành nghiên cứu tính đa dạng về di truyền của tiêu bằng kỹ thuật RAPD vì đây là kỹ thuật đơn giản, cho kết quả nhanh, và đặc biệt là không cần phải biết trƣớc trình tự bộ gen của đối tƣợng. Vì vậy, chúng tôi đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu đa dạng di truyền cây tiêu (Piper nigrum L.) tại thị xã Bà Rịa thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu bằng kỹ thuật RAPD”. Hy vọng kết quả của đề tài này sẽ đóng góp một phần nhất định vào tiền đề của công tác chọn tạo giống tiêu ở Bà Rịa – Vũng Tàu nói riêng và cả nƣớc nói chung.
Mục tiêu và yêu cầu 1. Mục tiêu - Khảo sát và thu thập thông tin về các giống tiêu hiện đƣợc trồng tại thị xã Bà Rịa. - Thông qua kỹ thuật RAPD đánh giá sơ bộ mức độ đa dạng di truyền của quần thể tiêu tại thị xã Bà Rịa. Yêu cầu - Điều tra về các giống tiêu hiện đƣợc trồng tại thị xã Bà Rịa.
- Thực hiện kỹ thuật RAPD để đánh giá độ đa dạng di truyền của các giống tiêu thu thập đƣợc tại thị xã Bà Rịa. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Một số khái niệm về đa dạng sinh học 2. Đa dạng sinh học Đa dạng sinh học có nghĩa là sự phong phú, đa dạng của các dạng sống hiện đang tồn tại trên Trái Đất.
Theo quỹ quốc tế về bảo tồn thiên nhiên – WWF (World Wildlife Fund) (1989) [5], đa dạng sinh học đƣợc định nghĩa nhƣ sau: “Đa dạng sinh học là sự phồn thịnh của sự sống trên trái đất, là hàng triệu loài thực vật, động vật và vi sinh vật, là các gen chứa đựng trong các loài và là những hệ sinh thái vô cùng phức tạp tồn tại trong môi trƣờng”. Ða dạng sinh học là tổng hợp toàn bộ các gen, các loài và các hệ sinh thái. Ðó là sự biến đổi liên tục theo tiến hóa để tạo ra các loài mới trong điều kiện sinh thái mới khi những loài khác biến đi [5]. Sự đa dạng sinh học đƣợc biết ở ba mức, đó là: - Sự đa dạng của các hệ sinh thái.
- Sự đa dạng của các loài. - Sự đa dạng di truyền hay sự đa dạng của các nguồn gen bên trong loài. Đa dạng di truyền Các cá thể trong một quần thể thƣờng có bộ gen khác nhau. Sự đa dạng về bộ gen đƣợc biểu hiện qua sự khác nhau về gen giữa các cá thể.
Những alen khác nhau của cùng một gen có thể làm cho sự phát triển các đặc điểm sinh lý ở mỗi cá thể khác nhau là khác nhau. Những cây trồng đƣợc lai ghép hay những động vật đƣợc lai tạo từ những bộ gen khác nhau có thể tạo ra những giống cây trồng, vật nuôi cho năng suất cao, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt [12]. Trong quá trình sinh sản hữu tính, kiểu gen của các cá thể trong quần thể sẽ tăng lên do kết quả tái tổ hợp. Các gen đa hình là nguyên nhân dẫn đến sự tồn tại các kiểu gen dị hợp trong quần thể.
Sự khác biệt về kiểu gen của các cá thể trong quần thể cho phép các quần thể này thích nghi hơn với những thay đổi môi trƣờng [12]. Ý nghĩa của việc nghiên cứu và bảo vệ sự đa dạng di truyền [7] Đa dạng di truyền là đòi hỏi của bất kỳ loài nào để đảm bảo sự sinh sản, chịu đựng bệnh tật và khả năng thích nghi với điều kiện môi trƣờng luôn luôn thay đổi. Bảo tồn nguồn gen không chỉ nhằm ngăn chặn sự tuyệt chủng của một loài mà bảo tồn nguồn gen còn nhằm ngăn chặn sự mất mát của các gen, các phức hợp gen và các genotype, ngăn chặn sự tuyệt chủng các nòi địa lý (landraces) mà vốn gen của chúng bị suy giảm nghiêm trọng tới mức một số gen và một số phức hợp gen có thể bị mất đi, tiềm năng di truyền của loài bị giảm mạnh, và trong trƣờng hợp cực đoan, đó là sự tiệt chủng của loài. Giới thiệu chung về cây tiêu 2.
Nguồn gốc cây tiêu [13], [14], [15], [16] Tiêu có nguồn gốc ở vùng Ghats miền Tây Ấn Độ, ở đây có nhiều giống tiêu hoang dại, mọc rất lâu đời. Sau đó, tiêu đƣợc ngƣời Hindu mang tới Java (Indonesia) vào khoảng 600 năm sau công nguyên. Cuối thế kỷ 12, tiêu đƣợc trồng ở Mã Lai. Đến thế kỷ 18, tiêu đƣợc trồng ở Srilanka và Campuchia.
Vào đầu thế kỷ 20 thì tiêu đƣợc trồng nhiều ở các nƣớc nhiệt đới nhƣ Châu Phi với Mandagasca, Nigieria, Congo và Châu Mỹ với Brazil, Mexico… Tiêu du nhập vào Đông Dƣơng từ thế kỷ 17 nhƣng mãi đến thế kỷ 18 mới bắt đầu phát triển mạnh khi một số ngƣời Trung Hoa di dân vào Campuchia ở vùng dọc bờ biển vịnh Thái Lan nhƣ Konpong, Trach, Kep, Kampot và tiêu vào Đồng bằng Sông Cửu Long qua ngõ Hà Tiên của tỉnh Kiên Giang, rồi sau đó lan dần đến các tỉnh khác ở miền Trung nhƣ Thừa Thiên – Huế, Quảng Trị… 2. Công dụng của cây tiêu [16] Tiêu là loại cây trồng có thể sống lâu năm và có giá trị kinh tế cao. Tiêu đƣợc sử dụng làm gia vị, trong y dƣợc, trong công nghiệp hƣơng liệu và làm chất trừ côn trùng. - Chất gia vị: Hạt tiêu có vị nóng, cay, có mùi thơm hấp dẫn nên rất thích hợp cho việc chế biến các món ăn.
Vì vậy mà tiêu đã trở thành gia vị đƣợc dùng rất phổ biến trên thế giới. - Trong y dƣợc: Do có sự hiện diện của chất piperin, tinh dầu và nhựa có mùi thơm, cay, nóng đặc biệt, tiêu có tác dụng kích thích tiêu hóa, làm cho ăn ngon miệng. 5 Ngoài ra, tiêu còn có tác dụng làm cho ấm bụng, thƣờng dùng chung với gừng để chữa chứng tiêu chảy, ói mửa khi ăn nhằm món ăn lạ, dùng chung với hành lá trong tô cháo giải cảm… Tuy nhiên, khi dùng quá nhiều, tiêu có thể gây táo bón, kích thích niêm mạc dạ dày, gây sốt, viêm đƣờng tiểu và có khi gây tiểu ra máu. - Trong công nghiệp hƣơng liệu: Chất piperin trong hạt tiêu đƣợc thủy phân thành piperidin và acid piperic.
Oxy hóa acid piperic bằng permanganate kali (KMnO4), ta thu đƣợc piperonal (heliotropin nhân tạo) có mùi hƣơng tƣơng tự nhƣ heliotropin và coumarin, dùng để thay thế các hƣơng liệu này trong kỹ nghệ làm nƣớc hoa. Tinh dầu tiêu với mùi thơm đặc biệt đƣợc sử dụng trong công nghiệp hƣơng liệu và hóa dƣợc. - Trừ côn trùng: Trƣớc kia, ngƣời ta dùng dung dịch chiết xuất từ hạt tiêu xay tẩm vào da trong khi thuộc để ngừa côn trùng phá hoại, nhƣng từ khi xuất hiện các loại thuốc hóa học công dụng và rẻ tiền hơn thì tiêu không còn đƣợc sử dụng trong lĩnh vực này nữa. Đặc điểm hình thái của cây tiêu [15], [16] Hệ thống rễ Thƣờng gồm từ 3 – 6 rễ cái và một chùm rễ phụ ở dƣới mặt đất, trên đốt thân có rễ bám (rễ thằn lằn) - Rễ cọc: Chỉ có những cây tiêu trồng bằng hạt mới có rễ cọc.
Rễ này đâm sâu xuống đất đến độ sâu 2,5 m, làm nhiệm vụ chính là hút nƣớc. - Rễ cái: Các rễ này cũng làm nhiệm vụ chính là hút nƣớc. Đối với cây tiêu trồng bằng giâm cành, sau khi trồng ra ngoài nọc đƣợc 1 năm, các rễ cái này có thể ăn sâu đến 2 m.