Đặt vấn đề Ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long, tỉnh Đồng Tháp là một trong những tỉnh có nghề trồng hoa kiểng lâu đời và có làng hoa truyền thống tại thành phố Sa Đéc. Làng hoa Sa Đéc hiện nay có hơn 4.000 hộ trồng hoa, cây cảnh với diện tích gần 1.000 ha và có trên 1.000 chủng loại hoa cảnh khác nhau. Lợi nhuận bình quân trên 1 hecta (ha) cây trồng năm 2022 là trên 700 triệu đồng, rất cao so với cây lúa và các loại hoa màu khác (Chi cục Thống kê thành phố Sa Đéc, 2022). Hoa kiểng Sa Đéc được phát triển mạnh và sản xuất quanh năm tập trung, nhiều nhất là các loại cây công trình và những sản phẩm đặc trưng trong mùa hoa Tết như hoa cúc, hoa hồng.
Riêng nhu cầu phục vụ Tết hàng năm, Sa Đéc sản xuất trên 2 triệu giỏ hoa kiểng và nhiều nhất là hoa hồng. Ở nước ta hiện nay, nhu cầu về hoa hồng cảnh quan, hoa hồng trồng chậu đang ngày một tăng lên. Đã có nhiều vùng sản xuất hoa hồng trồng chậu với diện tích lớn, tuy nhiên nhìn chung hiệu quả trong sản xuất mang lại chưa cao. Trong đó, nguyên nhân chính xuất phát từ việc người trồng hoa chưa có được bộ giống hoa hồng phù hợp (Lê Đức Thảo, 2021).
Hầu hết các giống hoa hồng được trồng hiện nay mang tính chất thương mại đều nhập được từ các nước khác và qua rất nhiều nguồn nhập khác nhau. Vì vậy, các giống hoa hồng trồng ở Việt Nam rất phong phú và đa dạng, với rất nhiều màu sắc, hình dáng khác nhau và tên gọi cũng không thống nhất (Đặng Văn Đông và ctv. Bộ giống hoa hồng ở các vùng trồng luôn thay đổi, nhập mới và bổ sung làm phong phú thêm nguồn giống cho sản xuất. Tuy nhiên, chỉ những giống có ưu điểm vẫn được duy trì trong sản xuất như giống thân cao như hồng Nhung, nhiều hoa như hồng Lửa, kháng hạn tốt như hồng Tường vi… (Nguyễn Bảo Vệ và ctv.
Hoa hồng Lửa là một trong hai giống hoa hồng chủ lực của làng hoa Sa Đéc (sau hoa hồng Nhung) (Nguyễn Bảo Vệ và ctv. Do đặc tính ra hoa hầu như liên tục, đồng đều và đồng loạt sau mỗi đợt hoa và mỗi lần cắt tỉa cành nên giống hoa hồng Lửa dễ dàng cho việc kiến tạo nên cảnh quan đẹp. Trong khi đó, nhiều giống nhập nội như hồng leo, hồng tỷ muội … rất đa dạng màu sắc và hình dáng nhưng khó tạo tán, cắt tỉa (như hồng leo) và ít sử dụng trang trí cảnh quan (như hồng tỷ muội). Do đó, việc tạo thêm dòng hoa hồng mới có màu sắc mới lạ từ việc cải thiện giống hoa hồng Lửa sẽ góp phần làm đa dạng giống hoa hồng phù hợp trang trí cảnh quan phục vụ cho sản xuất hoa hồng nơi đây.
Trong công tác chọn tạo giống, trong 70 năm qua, có hơn 2.250 giống đột biến đã được phóng thích (Ahloowalia et al. Theo IAEA (2005), tia gamma là tác nhân 1 đóng góp 60,3% trong tất cả các tác nhân tạo giống đột biến.300 giống đột biến đã được đăng ký cho thấy việc sử dụng tác nhân gây đột biến rộng rãi trong chọn tạo giống cây trồng hiện đại. IAEA (2021) đã thống kê một nửa số giống cây trồng đột biến trên thế giới được tạo ra là từ việc chiếu xạ tia gamma. Phương pháp xử lý đột biến kết hợp nuôi cấy in vitro đã và đang là phương pháp được áp dụng rộng rãi, mở ra triển vọng to lớn trong cải tạo giống cây trồng, đặc biệt là hoa và cây cảnh.
Nhiều công trình nghiên cứu về tạo đột biến in vitro bằng việc chiếu xạ tia gamma trên cây hoa hồng đã được công bố (Smilansky et al., 1986; Datta, 2009, 2018; Arnold et al., 1998; Ibrahim, 1999; Chakrabarty & Datta, 2010; Kahrizi et al. Có nhiều giống hoa hồng mới được tạo ra trên thế giới và được phát triển sản xuất thương mại từ phương pháp này vì có sự khác biệt về màu sắc và hình dạng hoa, điển hình là 3 giống hoa hồng đột biến Rosmarun, Yulikara và Rosanda (Jain, 2006). Ở Việt Nam, đột biến tia gamma trên đối tượng hoa và cây cảnh nói chung đã có nhiều nghiên cứu công bố; nhưng riêng cây hoa hồng chỉ có vài nghiên cứu được thực hiện ở một số Viện, Trường và chỉ công bố kết quả bước đầu tạo nguồn vật liệu biến dị (Nguyễn Mai Thơm, 2009, Nguyễn Bảo Vệ và ctv. Từ đó cho thấy, đề tài nghiên cứu “Tạo dòng hoa hồng Lửa (Rosa hybrida L.) mới bằng phương pháp xử lý đột biến tia gamma in vitro” đã thực hiện là rất cần thiết.
Mục tiêu nghiên cứu 1.1 Mục tiêu chung: Cải thiện giống hoa hồng Lửa truyền thống bằng phương pháp xử lý đột biến tia gamma in vitro để tạo dòng hoa hồng Lửa mới có kích thước hoa to và màu sắc khác biệt so với giống gốc.2 Mục tiêu cụ thể - Xác định quy trình nhân giống cho giống hoa hồng Lửa bằng phương pháp nuôi cấy mô và thiết lập mẫu cấy cho việc đột biến in vitro. - Xác định liều chiếu xạ thích hợp tạo đột biến về kích thước và màu sắc hoa đối với mẫu đoạn thân hoa hồng Lửa in vitro. - Chọn được 1 - 2 dòng hoa hồng Lửa mới có triển vọng khác biệt về hình thái (kích thước và màu sắc hoa) và di truyền so với giống hoa hồng Lửa truyền thống.3 Đối tượng nghiên cứu Giống hoa hồng Lửa thu thập được từ làng hoa Sa Đéc, tỉnh Đồng Tháp được chọn làm đối tượng nghiên cứu. Mẫu đoạn thân hoa hồng Lửa in vitro được chọn làm đối tượng để xử lý đột biến nhằm tạo đột biến với lượng lớn mẫu cấy, tăng tần suất chọn ra giống hoa mới.4 Phạm vi nghiên cứu Thí nghiệm xử lý đột biến, nhân giống, khảo sát các dòng được thực hiện tại phòng nghiên cứu và nhà lưới của Viện Cây ăn quả miền Nam từ tháng 11/2016 đến tháng 03/2023.5 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu nhân giống hoa hồng Lửa bằng phương pháp nuôi cấy mô.
- Ảnh hưởng của liều chiếu xạ tia gamma đến mẫu cấy đoạn thân hoa hồng Lửa in vitro. - Đánh giá hình thái và đa dạng di truyền các dòng hồng Lửa mới chọn tạo.6 Ý nghĩa khoa học của luận án Ứng dụng phương pháp chọn giống đột biến bằng chiếu xạ tia gamma kết hợp nuôi cấy mô để rút ngắn thời gian và tăng hiệu quả chọn tạo giống hoa hồng mới. Xác định liều chiếu xạ thích hợp tạo đột biến về màu sắc trên mẫu đoạn thân in vitro của giống hoa hồng Lửa; đồng thời đề xuất được phương pháp chọn tạo giống hoa hồng mới.7 Ý nghĩa thực tiễn của luận án Tạo ra dòng hoa hồng Lửa mới là nguồn vật liệu cho công tác chọn tạo giống hoa hồng và làm đa dạng cơ cấu giống hoa hồng phục vụ cho sản xuất.8 Điểm mới của luận án Xây dựng được quy trình kỹ thuật nhân giống hoa hồng Lửa bằng phương pháp nuôi cấy mô và tạo nguồn vật liệu in vitro cho việc chiếu xạ gây đột biến tia gamma; đồng thời, áp dụng quy trình để nhân nhanh dòng hoa hồng đột biến mới tạo ra. Xác định được liều chiếu xạ hiệu quả trong việc tạo đột biến về kích thước và màu sắc hoa trên mẫu cấy đoạn thân in vitro của giống hoa hồng Lửa.
Tạo được 01 dòng hoa hồng triển vọng từ giống hoa hồng Lửa truyền thống bằng phương pháp xử lý đột biến tia gamma in vitro. 3 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung về cây hoa hồng 2.1 Nguồn gốc và phân loại 2.1 Nguồn gốc Cây hoa hồng hay còn gọi là hường, tên khoa học Rosa sp., có rất nhiều loài, thuộc lớp song tử diệp (Dicotyledones), bộ hoa hồng (Rosales), họ hoa hồng (Rosaceae) (Trần Hợp, 1993; Võ Văn Chi, 1994; Phạm Hoàng Hộ, 1999). Nguồn gốc của hoa hồng hiện nay rất phức tạp, khó xác định một cách chính xác được, bởi vì chúng được tạo ra từ vô số sự lai tạo, và được thực hiện giữa các loài hồng rất khác biệt nhau về chất lượng và màu sắc hoa. Việc lai tạo với các giống hồng sau này với giống hoa hồng màu vàng đã cho ra các “giống hồng lai của hồng trà” đầu tiên và các giống Pernet là tổ tiên của các giống siêng ra hoa và có hoa to như hiện nay (Dương Công Kiên, 1993).
Họ hoa hồng có khoảng có 115 chi và trên 3.000 loài phân bố chủ yếu ở vùng ôn đới và cận nhiệt đới Bắc bán cầu. Trên thế giới, hoa hồng được trồng nhiều ở các nước như Hà Lan, Bungary, Pháp, Hoa Kỳ, Bỉ, Colombia, Nhật, Israel… trong đó, Hà Lan là nước trồng và xuất khẩu hoa hồng nhiều nhất thế giới, còn Pháp nổi tiếng về nước hoa hoa hồng (Huỳnh Văn Thới, 2001; Đinh Thế Lộc & Đặng Văn Đông, 2003). Phạm Xuân Tùng và ctv. (2012) đã tổng quan về cây hoa hồng (Rosa spp.) là loài hoa được trồng từ 5.000 năm trước, là hoa cắt cành được sản xuất và tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới.
Hoa hồng có phạm vi phân bố rất rộng nhờ khả năng thích ứng rộng và được trồng khá phổ biến từ trước công nguyên ở các vùng ôn đới, cận nhiệt đới và nhiệt đới. Ngày nay, trên thế giới, hoa hồng là loài hoa thương mại lớn thứ hai sau hoa cúc. Theo Bendahmane et al. (2013), chi Rosa thuộc họ lớn Rosaceae.
Hoa hồng đã được trồng từ thời cổ đại, sớm nhất là vào năm 3000 BC ở Trung Quốc, Tây Á và Bắc Phi. Hoa hồng dại lần đầu tiên được thuần hóa và nhân rộng để sử dụng làm hàng rào. Người La Mã, Hy Lạp và Ba Tư đã sử dụng hoa hồng thuần hóa làm hoa trang trí và làm cây thuốc. Vào thế kỷ 14, các nhà truyền giáo đã giới thiệu hoa hồng Trung Quốc đến châu Âu.
Sau đó, sự lai tạo giữa những giống hoa hồng Trung Quốc, châu Âu và Trung Đông đã hình thành cơ sở di truyền của “các giống hoa hồng hiện đại” (Hình 2.1) ((Raymond, 1999) trích dẫn bởi Bendahmane et al. Ngày nay, khoảng 30.000 giống hoa hồng được trồng và tồn tại, thường được gọi là Rosa hybrida (Gudin, 2003). Hoa hồng là một trong những loại cây cảnh được trồng phổ biến nhất trên thế giới. Hoa hồng được sử dụng rất phổ biến 4 như làm cảnh và hoa cắt cành; đồng thời, còn có nhu cầu rất lớn trong ngành công nghiệp nước hoa và mỹ phẩm.
Hoa hồng có khoảng 200 loài, trong số đó chỉ có 8-20 loài góp phần tạo nên các giống hoa hồng ngày nay, giống được lai tạo phức tạp này có tên Rosa hybrida ((De Vries & Dubois, 1996; Reynders-Aloisi & Bollereau, 1996; Gudin, 2001) được trích dẫn bởi Bendahmane et al.