MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN Các tỉnh miền bắc Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa, cùng sự phân hóa của độ cao địa hình tạo nên những tiểu vùng sinh thái đa dạng, có thể phát triển nhiều loại cây ăn quả có nguồn gốc nhiệt đới như chuối, dứa, xoài, á nhiệt đới như vải, nhãn, hồng, cây ăn quả có múi (cam, quýt, bưởi) và một số cây ăn quả ôn đới như lê, đào, mận, mơ. Cho đến nay, nước ta đã hình thành các vùng cây ăn quả hàng hóa tập trung quy mô lớn như: vải thiều ở các tỉnh Bắc Giang, Hải Dương; nhãn lồng ở Hưng Yên, Sơn La; bưởi ở Hà Nội, Phú Thọ, Bắc Giang; chuối ở Hưng Yên, Phú Thọ; na ở Lạng Sơn, Quảng Ninh; xoài ở Sơn La; mận ở Lào Cai và Sơn La. Các vùng trồng cây ăn quả đã góp phần tạo ra các sản phẩm đa dạng phục vụ tiêu dùng và xuất khẩu.
Trong đó, bốn loại cây ăn quả có diện tích và sản lượng lớn nhất theo thống kê của Cục Trồng trọt - Bộ Nông nghiệp & PTNT là chuối (63870 ha), vải (58876 ha), nhãn (395 0 ha) và bưởi (34286 ha). Bảo tồn, lưu giữ và khai thác nguồn gen có ý nghĩa vô cùng quan trọng, cung cấp nguồn nguyên liệu khởi đầu phục vụ công tác nghiên cứu khoa học, cải tạo giống, duy trì đa dạng sinh học. Hiện nay, việc duy trì khai thác và phát triển các nguồn gen cây trồng đặc sản một cách hiệu quả và bền vững đang là xu hướng chung của nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Phương pháp phân loại thực vật truyền thống thường sử dụng những đặc điểm hình thái hoặc các đặc tính sinh lý, sinh hóa để mô tả và giúp nhận dạng giống.
Tuy nhiên phương pháp này còn gặp nhiều khó khăn như mẫu vật chưa phát triển đầy đủ hoặc bị hư hỏng. Ngoài ra, việc thu thập đánh giá còn tốn thời gian, chịu tác động của điều kiện môi trường vì thế dễ gặp sai số trong phân tích số liệu. Trong thời gian gần đây, mã vạch ADN (DNA barcode) đã được sử dụng như một công cụ bổ sung trong công tác nhận dạng sinh vật. Các nhà phân loại học phân tử đã sử dụng mã vạch ADN thông qua việc xác định các trình tự đặc trưng và 1 dùng chúng để nhận biết các mẫu vật.
Phương pháp này có thể áp dụng cho các đối tượng khác nhau từ động vật, thực vật cho tới vi sinh vật…. Sử dụng mã vạch ADN là phương pháp chính xác và nhanh chóng giúp nhận dạng sinh vật ở giai đoạn sớm; bộ dữ liệu thu được, kết quả phân tích, so sánh sẽ được lưu giữ đơn giản. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài luận án: “Nghiên cứu xây dựng mã vạch ADN của một số nguồn gen cây trồng có giá trị kinh tế nhằm phục vụ công tác bảo tồn và chọn tạo giống”. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN Đề tài luận án “Nghiên cứu xây dựng mã vạch ADN của một số nguồn gen cây trồng có giá trị kinh tế nhằm phục vụ công tác bảo tồn và chọn tạo giống” được thực hiện để xây dựng bộ mã vạch ADN từ đó trợ giúp cho công tác phân loại, nhận dạng được nguồn gen cây ăn quả có giá trị kinh tế gồm bưởi, chuối, nhãn và vải.
Những mục tiêu cụ thể của đề tài luận án như sau: Lựa chọn được mẫu đại diện nguồn gen bưởi, chuối, nhãn và vải bằng chỉ thị phân tử EST-SSR/ SCoT để tiến hành xây dựng mã vạch ADN; Khuếch đại và giải trình tự được vùng gen lục lạp rbcL, matK để đánh giá đa dạng di truyền, từ đó xây dựng mã vạch ADN cho nguồn gen bưởi, chuối, nhãn và vải; Thiết lập được dữ liệu SNP bằng công nghệ GBS để xây dựng mã vạch ADN mở rộng các nguồn gen nghiên cứu. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: Trên cơ sở kế thừa các thông tin tư liệu, kết quả thu thập, lưu giữ, bảo tồn các nguồn gen tại ngân hàng gen cây trồng Quốc gia, đề tài luận án đã lựa chọn được một số giống/nguồn gen cây trồng (bưởi, chuối, nhãn, vải) có giá trị kinh tế cao. Đây hầu hết là những giống đặc sản, nổi tiếng về phẩm chất, chất lượng tại các địa phương, phần lớn đã và đang được làm hồ sơ bảo hộ giống để khai thác phát triển và nằm trong danh mục cây trồng quý hiếm đang được lưu giữ tại Trung tâm Tài nguyên thực vật; 2 Đề tài luận án được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Trung tâm Tài nguyên thực vật (An Khánh, Hoài Đức, Hà Nội). NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Việc nhận dạng được một số giống cây ăn quả đặc sản (bưởi, chuối, nhãn, vải) của Việt Nam bằng mã vạch ADN có ý nghĩa quan trọng trong công tác bảo hộ thương hiệu cây ăn quả của nước ta.
Luận án là công trình nghiên cứu công phu, bài bản sử dụng bộ chỉ thị phân tử EST-SSR/ SCoT để đánh giá đa dạng giống cây ăn quả đặc sản của Việt Nam (bưởi, chuối, nhãn, vải), hỗ trợ công tác định danh loài, có thể sử dụng để phân loại sớm và ứng dụng trong chọn giống cây trồng ở nước ta. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN Công trình nghiên cứu đã tạo ra cơ sở dữ liệu về phân loại phân tử của một số cây trồng đặc sản bao gồm bưởi, chuối, nhãn, vải trồng tại Việt Nam, góp phần bảo tồn, lưu giữ và phát triển nguồn gen địa phương. Kết quả của luận án cung cấp thông tin nhận dạng giống cây trồng bản địa phục vụ công tác bảo hộ giống cây trồng đặc sản địa phương. Kết quả của luận án là cơ sở khoa học cho việc xác định nguồn vật liệu trong chọn giống (bưởi, chuối, nhãn, vải), góp phần giải quyết những tranh chấp về thương hiệu giống cây ăn quả đặc sản, đồng thời phục vụ công tác bảo hộ, chỉ dẫn địa lý, phục tráng, phát triển sản phẩm đặc hữu gắn với vùng miền địa phương trên cả nước.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. CÁC ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ CÔNG TÁC BẢO TỒN, CHỌN TẠO GIỐNG 1. Các đối tượng nghiên cứu 1. Cây bưởi Cây bưởi có tên khoa học là Citrus maxima (Burm.
hay Citrus grandis L. Osbeck, nằm trong hệ thống phân loại thực vật sau đây: Thuộc Ngành: Hạt kín Angiospermae Thuộc Lớp: Hai lá mầm (Ngọc Lan) Dicotyledonae (Magnoliopsida) Thuộc Bộ: Bồ Hòn Sapindales Thuộc Họ: Cam Rutaceae Thuộc Họ phụ: Aurantioideae Thuộc Chi: Cam Citrus Loài: Bưởi Citrus maxima Chi Citrus là một chi lớn nằm trong họ Rutaceae. Họ này có 150 chi và 2000 loài, phân bố rộng rãi ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ở nước ta hiện biết được 23 chi và 105 loài (Phạm Hoàng Hộ, 2000).
Theo sơ đồ phân loại cây có múi của Swingle (1948) thì có hai loài bưởi khác nhau trong chi Citrus là bưởi Citrus grandis L. Osbeck (ở miền Bắc nước ta có bưởi Phúc Trạch - Hà Tĩnh, bưởi Đoan Hùng - Phú Thọ, bưởi Thanh Trà - Huế, bưởi Phú Diễn - Hà Nội., ở các tỉnh phía Nam có bưởi Ổi, bưởi Năm Roi, bưởi Da xanh…) và bưởi chùm Citrus paradisi Macf. Hàng năm trên thế giới vẫn sản xuất cả hai loại bưởi chùm và bưởi, chiếm 5,4 - 5,6% tổng sản lượng cây có múi, trong đó chủ yếu là bưởi chùm (chiếm 2/3 sản lượng). Sản xuất bưởi chùm chủ yếu tập trung ở các nước châu Mỹ, châu Âu và được dùng cho chế biến nước quả.
Bưởi chủ yếu được sản xuất ở các nước châu Á, tập trung nhiều ở một số nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Việt Nam… được sử dụng để ăn tươi là chủ yếu (Lương Thị Kim Oanh, 2011). Theo số liệu 4 thống kê của FAO, tính đến năm 2018, diện tích trồng cây bưởi trên thế giới đã được mở rộng lên đến 3 3. 35 ha; năng suất bình quân đạt 25,1 tấn/ha và sản lượng hơn 9. Riêng tại Châu Á, Việt Nam có diện tích trồng bưởi đứng thứ 2 sau Trung Quốc và chiếm 23,11% diện tích trồng bưởi toàn thế giới đạt 86.
Trước đây, bưởi ở Việt Nam chủ yếu được sử dụng ăn tươi và sản xuất bưởi của nước ta chỉ đủ để cung cấp cho thị trường trong nước. Một vài năm gần đây đã có một số công ty đầu tư sản xuất, áp dụng các biện pháp quản lý chất lượng theo GAP, đăng ký thương hiệu một số giống bưởi ngon ở nước ta như Năm Roi, Da Xanh, Phúc Trạch, với mục đích xuất khẩu ra thị trường nước ngoài và đứng đầu giá trị xuất khẩu trong các cây ăn quả có múi. * Một số giống bưởi trên thế giới: Trên thế giới, bưởi được trồng chủ yếu ở các nước Châu Á và Đông Nam Á như Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Lào, Việt nam, Philippine, Malaysia… Ở Trung Quốc, bưởi được trồng nhiều ở tỉnh Quảng Đông, Quảng Tây, Tứ Xuyên, Hồ Nam, Chiết Giang, Phúc Kiến và Đài Loan…. Các giống bưởi nổi tiếng của Trung Quốc được biết đến là bưởi Văn Đán, Sa Điền, bưởi ngọt Quan Khê….
Ở Đài Loan có giống nổi tiếng là bưởi Văn Đán, do có đặc tính tự thụ, phôi không phát triển nên không có hạt, chất lượng rất tốt, được nhiều người ưa chuộng. Ở Thái Lan, tập đoàn giống bưởi cũng rất phong phú, các giống phổ biến trong sản xuất trồng ở các tỉnh miền Trung như Nakkon Pathom, Samut Sakhon, Samut Songkhram, Khao nhan phung, Khao kheaw, Khao Jeeb, Tubtim, Sai Nam Phung…. Một số giống khác như Khao Tangkwa, Som Krun, Khao Udom Sook và Manorom được trồng ở Chai Nat và Nakhon Sawan; giống Khao Uthai là giống đặc sản của tỉnh Uthai Thani; giống Takhoi và Som Pol được trồng phổ biến ở Phichit; giống Pattavia chỉ trồng ở vùng phía Nam như ở tỉnh Surat Thani, Songkhla, Narathiwat và Pattani. Ở Philippine, các giống bưởi đều là các giống nhập nội từ Trung Quốc, Thái Lan… như giống Khao phuang từ Thái Lan, Amoy và Sunkiluk gốc Trung Quốc, chỉ có giống Fortich là giống địa phương.
5 Ở Malaysia có 24 giống bưởi được trồng phổ biến trong sản xuất, bao gồm cả giống trong nước và nhập nội. Một số giống nổi tiếng như Large red fleshed pomelo, Pomelo China. Ở Ấn Độ, bưởi được trồng chủ yếu ở các vườn gia đình thuộc bang Assam và một số bang khác. Một số giống được biết đến là Dowali.
Nowgong, Burni, Gagar, Zemabawk, Jorhat, Khanpara, Kamrup, Khasi, Bor Taga, Hukma Tanga, Holong Tanga, Jamia Tanga và Aijal. Tại Việt Nam, tập đoàn bưởi rất đa dạng, nhiều nguồn gen quý, nhiều giống có tiềm năng xuất khẩu với giá trị kinh tế cao.
