Đặt vấn đề Cam, quýt là một trong những loại cây ăn quả phổ biến trên thế giới nói chung và ở Viê ̣t Nam nói riêng. Cam, quýt có lịch sử phát triển lâu đời và đƣợc trồng trên khắ p các vùng sinh thái của thế giới. Ở nƣớc ta cam đƣợc trồng phổ biến ở các tỉnh nhƣ: Tuyên Quang (cam sành Hàm Yên ), Bắ c Giang (cam Bố Ha )̣ , Hà Giang (cam sành), Hòa Bình (cam Cao Phong ), Nghê ̣ An (cam Vinh), Hà Tĩnh (cam Bù ), Yên Bái (cam canh), quýt nổi tiếng nhất đƣợc trồng tại Bắc Kạn. viê ̣c trồ ng cam , quýt đã mang la ̣i thu nhâ ̣p cao cho nông dân đóng góp mô ̣t phầ n k hông nhỏ vào viê ̣c phát triể n kinh tế chung của cả nƣớc, nâng cao chấ t lƣơ ṇ g cuô ̣c số ng cho ngƣời dân.
Mỗi vùng địa lí khác nhau sẽ phát triển những giống cam khác nhau do ảnh hƣởng của điề u kiê ̣n tƣ̣ nhiên nhƣ: vị trí, đấ t đai, diê ̣n tić h, khí hậu, sông ngòi, biể n. và quá trình chọn lọc tự nhiên đã tạo nên sự đa dạng về mặt di truyền cho các giống cam. Đánh giá đa dạng di truyền là rất hữu ích cho việc nghiên cứu thử nghiệm các lí thuyết về bản chất của các tác động lên các biến thể của gene, nguyên liệu trong tiến hoá, nhƣ một công cụ để tìm hiểu về mối quan hệ giữa các sinh vật, sự đa dạng cũng nhƣ khác nhau giữa chúng. Để có thể đánh giá đô ̣ tƣơng đồ ng di truyề n của các giố ng cam có nhiề u cá ch nhƣ: sƣ̉ du ̣ng chỉ thi ̣hiǹ h thái (kiể u hin ̀ h: màu sắc, kích thƣớc, hàm lƣợng…), chỉ thị sinh hóa (protein: các dạng khác nhau của một enzyme ) tuy nhiên do các đă ̣c điể m hình thái đƣợc hình thành từ kết quả tƣơng tác giữakiể u gene và môi trƣờng nên chiụ ảnh hƣởng nhiều từ môi trƣờng , chỉ thị sinh hóa có nhiều hạn chế về số lƣợng các enzyme có thể phát hiê ̣n đƣơ ̣c trên gel , các enzyme có cấ u tạo đa phân tƣ̉ do đó kế t quả phức tạp phụ thuộc và o môi trƣờng và mô nghiên cƣ́u vì v ậy ít đƣợc sử dụng trong đánh giá đa dạng.
Các chỉ thị phân tử có độ chính xác cao , nhanh chóng và không phu ̣ thuô ̣c vào các đă ̣c điể m hin ̀ h thái. c 2 Hiê ̣n nay có mô ̣t số phƣơng pháp đƣơ ̣c sƣ̉ du ̣ng trong đánh giá đa da ̣ng di truyề n trên cây cam nhƣ : ISSR, SSR, RAPD, RFLP. Trong số đó RAPD và ISSR là các kĩ thuâ ̣t đƣơ ̣c sƣ̉ du ̣ng rô ̣ng raĩ nhất. Qua thời gian vùng cam Bố Hạ với những giống cam quý đặc sản đang dần bị thoái hóa, mai một do nhiều nguyên nhân.
Viê ̣c đánh giá đa hin ̀ h di truyề n , xây dựng cây phát sinh chủng loài cam là cầ n thiế t nhằ m cung cấ p các thông tin , ứng dụng trong công tác nghiên cứu chọn giống , sƣ̉ du ̣ng hơ ̣p lí và bảo tồn các nguồn gene quý trong tƣ̣ nhiên và trong sản xuấ t. Chính vì vậy, để có thể đánh giá đƣợc sự đa dạng di truyền , xây dƣ̣ng cây phát sinh chủng loài cam B ố Hạ so với các giống cam khác trên điạ bàn tỉnh Tuyên Quang, Bắc Giang, Thái Nguyên chúng tôi tiế n hành thƣ̣c hiê ̣n đề tài : “ Ƣ́ng du ̣ng chỉ thị phân tử xây dựng cây phát sinh chủng loài cam Bố Hạ”. Mục tiêu của đề tài 1. Mục tiêu tổng quát So sánh cam Bố Hạ với giống cam Hàm Yên (Tuyên Quang) bằng chỉ thị phân tử, xây dựng cây phát sinh chủng loài cam Bố Hạ.
Mục tiêu cụ thể - Tách chiết đƣợc DNA tổng số từ lá cam đủ điều kiện để thực hiện các phân tích sinh học phân tử. - Ứng dụng đƣợc chỉ thị phân tử DNA phân tích mối quan hệ di truyền của cam Bố Hạ so với cam Hàm Yên (Tuyên Quang). - Xây dƣ̣ng đƣơ ̣c cây phát sinh chủng loài tƣ̀ các giố ng nghiên cƣ́u. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.
Ý nghĩa khoa học của đề tài - Cung cấp thông tin khoa học về so sánh cam Bố Hạ với cam Hàm Yên (Tuyên Quang) bằng chỉ thị phân tử DNA. - Tạo tiền đề cho việc nghiên cứu bảo tồn, khai thác và phát triển cam Bố Hạ, Bắc Giang. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Kết quả nghiên cứu là tiền đề cho việc khai thác và phát triển nguồn gene cam Bố Hạ, Bắc Giang góp phần nâng cao kinh tế, xã hội cho địa phƣơng. c 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Tổng quan về cây cam, quýt 2. Nguồn gốc và phân loại 2. Nguồn gốc Các tác giả Bùi Huy Đáp (1960) [4], Trần Thế Tục (1967) [14], Haa A. (1978) [44] cho thấy các loại cây ăn quả cùng họ với cây nho và có lịch sử trồng trọt lâu đời nhất.
Phần lớn kết quả nghiên cứu đều thống nhất cam, quýt có nguồn gốc ở miền Nam châu Á, trải dài từ Ấn Độ qua Himalaya, Trung Quốc xuống vùng quần đảo Philippin, Malaysia, miền Nam Indonesia hoặc kéo dài đến lục địa châu Úc. Một số báo cáo gần đây Huang C. H (1990) [29] và Wakana A Kira (1998) [55] nhận định tỉnh Vân Nam Trung Quốc có thể là nơi khởi nguyên của nhiều loại cam, quýt quan trọng. Tại đây còn tìm thấy rất nhiều loài cam, quýt hoang dại.
Loài chanh yên, phật thủ (Citrus medica) có nguồn gốc tại Địa Trung Hải và Bắc Phi rất sớm, trƣớc thế kỷ I sau Công Nguyên. Những tài liệu cổ xƣa có ghi chép loài ăn quả này ở Bắc Phi làm nhiều ngƣời hiểu lầm chúng có nguồn gốc tại đây. Các loài chanh vỏ mỏng (Lime, C. Auranlifolia Swingle) đƣợc xác định có nguồn gốc ở miền Nam Trung Quốc và miền Tây Ấn Độ, sau đó đƣợc các thủy thủ đi biển mang về trồng ở châu Phi, Địa Trung Hải và châu Âu, v.
8 loài chanh núm (Lemon, Citrus lemon) chƣa xác định đƣợc nguồn gốc, nhƣng những kỹ thuật di truyền hiện đại gần đây cho thấy có thể chanh núm là con lai tự nhiên giữa Citrus medica và Citrus aurantifolia, chính vì vậy mà chanh núm có dạng hình thái trung gian giữa hai loại trên. Chanh núm đƣợc xác định sử dụng nhƣ một loại quả sớm nhất vào năm 1150 ở Bắc Phi, vùng biển Địa Trung Hải và châu Âu. (1989) [45] cam ngọt (Citrus sinensis L.) đƣợc xác định có nguồn gốc ở miền Nam Trung Quốc, Ấn Độ và miền Nam Indonesia, sau đó đƣợc mang về trồng ở châu Âu, Địa Trung Hải, châu Phi từ thế kỷ 13 đến thế kỷ 17. Giống cam nổi tiếng thế giới “Washington Navel”, ở Việt Nam vẫn thƣờng gọi là cam Navel đƣợc báo cáo là dạng đột biến tự nhiên từ một giống cam ngọt, giống này đƣợc phát hiện ở Bahia Brazil, lần đầu tiên trồng ở Úc năm 1824, ở Florida (Mỹ) năm 1835, ở Califolia năm 1870 và sau đó ở Washington, nó trở nên rất nổi tiếng với tên gọi cam Washington Navel [42].
Giống Washington Navel đƣợc du nhập và trồng ở khắp các vùng cam, quýt trên thế giới. Các giống bƣởi (Citrus grandis) đƣợc Bùi Huy Đáp (1960) [4] và Reuther W. (1989) [45] báo cáo có nguồn gốc ở Malaysia, Ấn Độ, một thuyền trƣởng ngƣời Ấn Độ có tên là Shaddock đã mang giống bƣởi giới thiệu ở Palestin vào năm 900 sau Công Nguyên và tiếp theo mới đến các nƣớc châu Âu. Bƣởi chùm (Citrus paradisis) đƣợc xác định là dạng đột biến hay dạng con lai tự nhiên của bƣởi, xuất hiện sớm nhất ở vùng Barbadas miền Tây Ấn Độ, tiếp theo là trồng ở Bang Florida (Mỹ) vào năm 1809, sau đó lan rộng và trở thành một trong những sản phẩm quả chất lƣợng cao ở châu Mỹ.
Các giống quýt cũng đƣợc xác định có nguồn gốc ở miền Nam Trung Quốc, bán đảo Đông Dƣơng, sau đó đƣợc những ngƣời đi biển mang đến trồng ở Ấn Độ. Quýt (Citrus reticulata) đƣợc trồng ở vùng Địa Trung Hải, châu Âu và châu Mỹ muộn hơn so với các loài quả có múi khác vào khoảng năm 1805. Một số tài liệu nghiên cứu cho thấy cam, quýt có nguồn gốc ở miền Nam châu Á, sự lan trải của cam, quýt trên thế giới gắn liền với lịch sử buôn bán đƣờng biển và các cuộc chiến tranh trƣớc đây. Phân loại Theo các tác giả Swingle W.
(1967) cam, quýt thuộc họ Rutaceae có chung những đặc điểm phân loại, nhƣ cây có mang tuyến dầu (chủ yếu phân bố ở lá), bầu mọc nối trên đài hoa, lá phần lớn có đỉnh viền răng cƣa, quả gồm 2 hay nhiều noãn bên trong. Họ Rutaceae, đƣợc phân chia thành 130 giống c 6 (genus) nằm trong 7 họ phụ khác nhau, trong đó họ phụ Aurantirideae có ý nghĩa nhất. Sự phân loại chi tiết hơn dƣới hơn họ phụ Aurantirideae có tộc Citreae (28 genus) và tộc phụ Citrinae (13 genus), 3 nhóm: “tiền cam, quýt”; “gần cam, quýt” và nhóm “cam, quýt thực sự” (true citrus group) đƣợc phân nhóm từ Citreae và tộc phụ Citrinae. Sự phân loại cam, quýt khá phức tạp vì có các yếu tố nhƣ có rất nhiều giống (cultivas) trong sản xuất và các dạng con lai của chúng (hybrids), đột biến và hiện tƣợng đa bội di lập thể cũng là những nhân tố gây khó khăn cho phân loại cam, quýt.
Theo Wakana A Kira (1998) [55] tổng hợp hiện nay tồn tại 2 hệ thống phân loại cam, quýt đƣợc áp dụng nhiều là Swingle phân chia cam, quýt ra thành 16 loài (species). Tanaka quan sát thực tiễn sản xuất và cho rằng các giống cam, quýt qua trồng trọt đã có nhiều biến dị trở thành giống mới. Căn cứ đặc điểm hình thái của các giống đã biến dị ông phân chúng thành một loài mới hoặc giống mới với tên khoa học đƣợc bắt đầu bằng tên của giống hoặc loài đã sinh ra chúng, kết thúc bằng chữ Horticulture Tanaka. Bảng phân loại của Swingle đơn giản hơn nên đƣợc sử dụng nhiều, tuy nhiên các nhà khoa học vẫn phải dùng bảng phân loại của Tanaka để gọi tên các giống cam, quýt vì bảng này chi tiết đến tên từng giống [12].
Theo nghiên cứu của Richard Ray Lance Walheim (1980) [46] cam ngọt (C. sinensis): quả to hơn các loài khác, mùi vị tinh dầu ở lá các loài cam, quýt là một đặc điểm để phân loại, lá quýt có mùi cay đậm hơn các loại lá khác.