Bài giảng Chọn tạo giống cây trồng - Chương 7: Chọn giống khoai môn, sọ - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

Nội dung text: Bài giảng Chọn tạo giống cây trồng - Chương 7: Chọn giống khoai môn, sọ - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

1. Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Chương 7 CHỌN GIỐNG KHOAI MÔN, SỌ
2. Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 4.4.1 Mở đầu Khoai môn sọ, Colocasia esculenta (L.) Schott rất phổ biến ở các vùng nhiệt đới. Ở Việt Nam cây rất thân thuộc với 3 đại diện khoai môn, khoai sọ và khoai nước. Khoai môn sọ là cây thực phẩm quan trọng, đứng hàng thứ 5 trong số các cây trồng lấy củ (khoai tây, sắn, khoai lang và củ từ). Ở Việt Nam, khoai môn sọ được thuần hoá trước cả cây lúa, đã có thời gian nó là nguồn lương thực quan trọng trong bữa ăn của cư dân các vùng đồng bằng Sông Hồng và sông Cửu Long. Trong tương lai gần, khoai môn sọ sẽ được phát triển trong những điều kiện sinh thái mà những cây trồng khác rất khó cạnh tranh như đất trũng, đất ngập và cả đất lúa. Trong công tác phát triển khoai môn sọ hiện nay, có một số vấn đề cần phải được tiếp cận giải quyết: •Môn sọ có thời gian sinh trưởng dài, chiếm đất lâu; •Chưa thực sự có thị trường tiêu thụ. •Khả năng chế biến còn hạn chế do thiếu công nghệ phù hợp.
3. b. Phân loại .Môn sọ thuộc chi Colocasia, trong họ phụ Colocasioideae của họ một lá mầm Araceae. .Môn sọ trồng được phân vào lớp Colocasia esculenta, nhưng loài này được xác định là có tính đa hình. Nguyên nhân chủ yếu là do chúng có tính đa dạng di truyền cao. .Có thể phân ra thành ít nhất hai nhóm hình thái đối với cây môn sọ Colocasia esculenta (Purseglove, 1972): 1-Colocasia esculenta (L.) Schott var. esculenta; 2- Colocasia esculenta (L.) Schott var. antiquorum .Nhóm C. esculenta var. esculenta được đặc trưng bởi củ trung tâm tròn và lớn với ít củ con. Nó thường được gọi là dạng dasheen. .Nhóm C. esculenta var. antiquorum thì ngược lại có củ trung tâm tròn với một vài củ con lớn phát triển từ củ trung tâm. .Hầu hết các giống môn sọ trồng ở vùng châu Á, Thái Bình Dương có dạng dasheen.
4. 4.4.2 Nguồn gốc, phân loại và đa dạng a. Nguồn gốc Khoai sọ có nguồn gốc từ trung tâm Indo-Malayan, cũng như giữa vùng miền Đông Ấn Độ và Bangladesh hoặc miền Nam Trung Quốc. Nguồn gốc hoang dại cũng như họ hàng hoang dại của loài thuần hóa, ba giả thuyết: 1.Nó phát tán từ Indo - Malay gợi ý rằng khoai sọ có nguồn gốc từ Nam châu Á; 2.Nó cũng được phát tán do di thực và các vector mang hạt; 3.Nó có thể là kết quả của một trung tâm độc lập. Khoảng 100 năm trước công nguyên, môn sọ đã được trồng ở Trung Quốc và Ai Cập. Nó đến bờ phía đông của châu Phi khoảng 2000 năm trước, sau đó được chuyển đến bờ tây bởi các nhà thám hiểm xuyên lục địa, sau đó di chuyển đến vùng Carribe trên các thuyền buôn nô lệ. Ngày nay môn sọ đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống canh tác và trong bữa ăn của các đảo ở Thái Bình Dương.
5. Hình 5.20. So sánh hình dạng củ giữa hai nhóm giống C. esculenta var. esculenta và C. esculenta var. antiquorum. (nguồn Masalkar and Keskar, 1998)
6. c. Đa dạng Khoai sọ biến động về hình thái là một cơ sở chính phân loại thực vật học khác nhau, nhưng còn rất ít biết về đa dạng di truyền của loài. Purseglove (1979) hệ thống hóa gồm một loài nhưng hai giống thực vật học: C. esculenta var. esculenta (đặt tên là dasheen) và C. esculenta var. antiquorum (đặt tên là eddoe), sự khác nhau chính là đoạn thừa bất dục của bông mo. Đỉnh bất dục của bông mo của antiquorum thường dài hơn esculenta. Mẫu các giống nguồn gen thu thập ở Việt Nam, Thái Lan, Indonesia, Philippines, Papua New Guinea và Vanuatu, đại diện cho đa dạng di truyền ở các nước đã đưa vào phân tích hình thái và isozyme. Trên cơ sở tiếp cận này xây dựng vốn gen và phân nhóm khác nhau (hình 5.20).
7. Hình 5.21. Phương pháp phân nhánh sử dụng các mẫu nguồn gen khoai sọ thu thập Ghi chú : KPC = không phân cành, PC = phân cành (nguồn Ramanatha Rao và cs., 2010).
8. 5.4.3 Đặc điểm thực vật và sinh sản a. Đặc điểm hình thái Khoai môn sọ là cây thân thảo, thường có những lá lớn gắn trên một thân ngầm nằm dưới đất (thường gọi là củ). Phiến lá rộng mỏng nằm trên một cuống lá dài và thẳng. Phiến lá có thể dài từ 25 - 80 cm và rộng từ 20 - 60 cm. Phiến lá có hình oval đầy đặn có chiều cao từ 1 - 2 mét. Cây gồm một thân ngầm ở trung tâm (thường nằm dưới mặt đất), từ đó có các lá mọc hướng lên trên và các rễ hướng xuống dưới. Các thân con, thân cháu mọc ra sau đó. Hệ thống rễ dạng chùm và tập trung chủ yếu trên tầng đất mặt. Dạng cây dasheen, thân ngầm thường có hình trụ và lớn. Nó có thể dài tới 30cm với đường kính 15cm, chiếm hầu hết phần ăn được của cây. Đối với dạng eddoe, thân ngầm thường nhỏ, tròn và được bao bởi một vài củ con, củ cháu. Củ con và củ cháu đóng góp đáng kể vào phần ăn được của môn sọ dạng eddoe.
9. b. Sinh sản Đơn vị hoa ở cây khoai môn sọ là bông mo. Mỗi cụm hoa nằm trên một cuống hoa thẳng. Ở gốc của mỗi cuống hoa, trừ cuống đầu tiên, có một lá bao kéo dài tương tự như lá đòng. Số lượng bông mo trong một cây phụ thuộc vào cấu trúc di truyền và giống. Tuy nhiên, số lượng lớn nhất ghi nhận được đến nay là 5 bông mo cho một gốc môn sọ. Khoai môn là cây đơn tính cùng gốc. Các hoa chét nhỏ và xuất hiện trên mỗi cụm hoa kéo dài. Cụm hoa được chia thành nhiều phần: phần cái (bên dưới), phần đai bất dục, phần đực và đầu mút bất dục. Các hoa chét không có cuống. Hoa cái, thường lẫn với một số hoa bất dục, có thể được phân biệt với hoa cái hữu dục (màu xanh) với vòi nhuỵ phát triển tốt. Hoa chét đực không có cuống, hoa đực có từ 2-6 bao phấn nhưng không có cuống, hợp sinh lại thành dạng tháp. Tỷ lệ hoa cái bất dục nằm rải rác giữa những hoa cái hữu dục, phụ thuộc vào kiểu gen, vị trí của cụm hoa so với các cụm hoa khác và một số yếu tố môi trường, như dinh dưỡng đất, đất, độ ẩm, bóng râm, mật độ và vĩ độ.
10. Đặc điểm nở hoa của khoai môn sọ: Dấu hiệu đầu tiên của quá trình nở hoa là sự xuất hiện của lá bao. Lá bao này cơ bản là như nhau trong tất cả các kiểu gen của loài Colocasia esculenta. Sự khác biệt chính là kích thước, màu sắc, hình dạng và hướng của đầu lá. Khi lá đòng bắt đầu mở, thì cụm hoa đầu tiên thường xuất hiện trong 1-3 tuần, phụ thuộc vào kiểu gen và môi trường. Quá trình nở hoa của khoai môn thường bắt đầu với sự xuất hiện của hợp chất có mùi từ hoa. Mùi hương này là chất hấp dẫn hiệu quả cho côn trùng truyền phấn (ruồi, và các côn trùng nhỏ hơn). Mùi xuất hiện mạnh nhất vào buổi sáng sớm, một ngày trước khi bông mo mở (ngày trước khi cụm hoa tung phấn). Côn trùng truyền phấn có thể dễ dàng định vị hoa qua hợp chất có mùi này. Lá mo sẽ mở từ từ và để cho các côn trùng thụ phấn (chủ yếu là ruồi) đi vào. Đa số côn trùng sẽ ở lại bên trong hoa cho đến sáng hôm sau.
11. Hình 5.23. Các dạng quả của khoai môn sọ
12. 5.4.4 Đặc điểm di truyền một số tính trạng Số lượng nhiễm sắc thể ở khoai môn có thể là 2n = 22, 26, 28, 38 và 42. Tuy nhiên, 2 dạng phổ biến nhất được ghi nhận là 2n = 28 (2x) và 2n = 42 (3x). Theo Kreike và cs. (2004), phần lớn các mẫu giống 3x có tương quan tương đối chặt với dạng củ dasheen hoặc dạng trung gian. Trong khi đó, đối với các nhóm giống có bộ NST 2n = 2x, không tìm thấy có sự tương đồng giữa 2x với dashee hay eddoe. Các tam bội chủ yếu được tìm thấy ở vùng Đông Nam Á, đặc biệt chiếm ưu thế ở Việt Nam, chúng cũng xuất hiện ở Thái Lan và Indonexia. Quá trình đa bội hoá có thể xảy ra thông qua lai với giao tử không giảm nhiễm. Trong chọn tạo giống khoai môn sọ, những tính trạng nông học quan trọng được chú ý bao gồm cấu trúc kiểu cây (số lượng chồi nhánh tối ưu, không có thân bò, số lượng lá tối ưu và cuống lá thẳng đứng), năng suất củ, các tính trạng chất lượng như hàm lượng chất khô, hình dạng củ, độ chát củ thấp
13. José và cs. (2006) đã xác định hệ số di truyền của một số tính trạng nông học quan trọng như sau: •Số lượng chồi nhánh 0,62 •Chiều dài củ 0,44 •Chiều rộng củ 0,31 •Khối lượng củ 0,09 •Tỷ lệ chất khô 0,67 Jose và cs. (2006) cũng chỉ ra rằng đặc điểm chiều dài và chiều rộng củ có tương quan chặt (lần lượt ở mức 0,75 và 0,78) với tính trạng khối lượng củ.
14. 4.4.5 Mục tiêu và hướng tiếp cận trong chọn giống môn sọ Một số mục tiêu chính trong chọn tạo giống khoai môn sọ gồm: 1.Năng suất củ 2.Chất lượng của củ 3.Kháng bệnh nấm, virút, tuyến trùng 4.Kháng và chịu sâu hại 5.Chín sớm (ngắn ngày) 6.Chịu thâm canh 7.Thích ứng 8.Chịu mặn 9.Mang tính trạng trang trí 10.Tăng số lượng hoa và sản lượng hoa
15. 4.4.6 Chương trình chọn giống khoai môn sọ Có 3 hướng tiếp cận được sử dụng để cải tiến các giống môn sọ trồng trọt 1.Thu thập, đánh giá và chọn lọc từ quần thể khoai địa phương 2.Nhập nội các giống đã được chọn, trồng và đánh giá trong điều kiện địa phương 3.Chọn giống theo các chương trình chọn giống cụ thể Phần này sẽ tập trung trình bày về hướng thứ 3. Tuy nhiên, các bước thí nghiệm đánh giá và so sánh trong hướng này có thể được sử dụng cho 2 hướng đầu.
16. a. Khai thác nguồn gen và chu kỳ tạo giống khoai sọ  Khai thác nguồn gen, vật liệu di truyền chọn tạo giống khoai sọ đã được nhiều nhà tạo giống đề xuất.  Các bước chính là thu thập nguồn gen, tạo biến dị di truyền, chọn lọc dòng ưu tú phát triển thành giống mới.  Điểm khác biệt nhóm cây môn sọ đó là phương pháp đánh giá và chọn lọc sau lai là chọn dòng vô tính.  Một quá trình tổng quát chọn tạo giống khoai sọ được Okpul và cs. (2002) đề xuất như sau:
17. Hình 5.24. Quá trình tạo giống khoai môn sọ
18. b. Phương pháp chọn lọc chu kỳ cải tiến trên cây khoai môn sọ
19. c. Lai chọn dòng vô tính tạo giống khoai sọ
20. Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam d. Nhân giống cây môn sọ Cách 1: Khi thu hoạch thân củ, cẩn thận tách nhánh con khỏi củ, trồng lại vào đúng vị gốc cũ, tưới nước cho đến khi nhánh con sinh trưởng bình thường. Cách 2: Sau khi thu hoạch thân củ, tách phần nhánh con và cắt lấy đỉnh sinh trưởng của cây đem trồng cạnh nhau trong khu ươm cây con. Tưới nước, giữ ẩm thường xuyên. Cách 3: Tạo nhánh con từ thân củ. Sau khi thu hoạch thân củ và làm các phân tích cần thiết, trồng thân củ trong khu ươm nuôi, trong chậu hoặc trong khay với cát, đất mặt, hoặc các vật liệu dễ thoát nước. Cách 4: Hiện này công nghệ nuôi cấy mô có thể nhân với số lượng lớn cây con từ một cây mẹ ban đầu. Tuy nhiên phương pháp này chỉ áp dụng để nhân giống đưa ra ngoài sản xuất, chứ ít được sử dụng để nhân cây trong hệ thống chọn lọc.