Ý Nghĩa Khoa Học Và Ý Nghĩa Thực Tiễn Của Đề Tài

THESIS ABSTRACT

PhD candidate: Nguyen Thi Hong Nhung

Thesis title: Breeding gladious varieties (Gladiolus sp.) for high quality

Major: Plant genetics and breeding Code: 9 62 01 11 Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives

1) To evaluate and select materials for breeding of gladiolus varieties based on agronomic characteristics, genetic diversity and genetic variability.

2) To create hybrid population, select promising hybrid lines with high quality and suitable for cultival conditions in some localities.

4) Research some technical measures to increase the efficiency of propagation of the new gladiolus hybrid lines by cormel in vitro and corm production in field stages to develop new varieties for production.

Materials and Methods

Evaluating materials: gladiolus varieties were designed following Randomized Completely Block Design with 3 replicates, 300 plants/variety in Gia Lam - Hanoi. Clustering based on morphological traits: Jaccard genetic similarity coefficient and UPGMA method based on 10 agronomic traits. Clustering based on molecular 19 ISSR markers. Evaluation of genetic variability of quantitative traits: Genotypic coefficient of variation (GCV) and phenotypic coefficient of variation (PCV), genetic advance, path coefficient analysis of some characteristic traits related to gladiolus quality.

Evaluating individual hybrids in the hybrid population by breeding method for asexual plants. The elite hybrids were selected according to the target. The promising lines were evaluated the stability in some localities.

The experimental data were statistically processed by software IRRISTAT 5.0, SPSS ver.20, EXCEL 2013, NTSYS 2.1 and Selindex.

Main findings and conclusions

1) Evaluating the agronomic, genetic diversity by morphology and molecular markers and genetic variability, correlation, path coefficient analysis is an important basis for determining parent varieties for breeding gladiolus varieties. The study has given 12 varieties as valuable materials for breeding new gladiolus varieties, namely GL1, GL2, GL3, GL6, GL7, GL10, GL14, GL17, GL20, GL22, GL24, GL25. These

varieties have long spike from 100 - 142.8 cm, number of flowers/rachis from 10.6 - 14 flowers, diameter of flower spike from 1.2 - 1.4 cm, varios color and low susceptible to leaf scorch.

2) Sexual hybridization is an effective method in breeding new gladiolus varieties with high quality in Vietnam Through this method, the study has obtained 14 hybrid combinations, separating 238 hybrid lines. Three promising hybrid lines were selected C6, I9, J11 with new colors and high flower quality: spike length 130.7 - 156.9 cm, number of florets/spike 15 - 17 florets, floret diameter 10.1 - 11.6 cm, spike yield is 11 - 15% higher than control variety, low susceptibility to leaf scorch and stablity in some location.

3) Established propagation protocols for new gladiolus varieties using in vitro cormel production and corm production in the field contribute to increase the multiplication coefficient 4.8 times, in vitro cormel production rate of 93.3%; cormels weight reached 0.96 - 1.02g; cormels diameter is 0.93 - 0.96 cm, the percentage of grade 1 corm is high at 70.5%, corms diameter is 12.1 cm, shorten the breeding process and develop the varieties for production.

PHẦN 1. MỞ ĐẦU

1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

So với các lĩnh vực nông nghiệp khác, hoa cây cảnh là một ngành kinh tế non trẻ, nhưng những năm qua đã phát triển với tốc độ khá mạnh mẽ. Năm 2019, hoa cắt cành là sản phẩm có tổng giá trị giao dịch toàn cầu là 8,94 tỷ đô la, thương mại hoa cắt cành chiếm 0,049% tổng thương mại thế giới (OEC, 2021). Do cây hoa mang lại lợi nhuận khá cao nên được nhiều nước chú trọng đầu tư, đặc biệt là cho công tác nghiên cứu tạo giống, mỗi năm có hàng nghìn giống hoa mới được đưa vào sản xuất. Những nước có nền công nghiệp hoa phát triển là Hà Lan, Pháp, Mỹ, Colombia, Kenia... Một số nước đang có kế hoạch đầu tư phát triển, đưa cây hoa lên thành một ngành kinh tế quan trọng là Trung Quốc, Đài Loan, Hàn Quốc, Thái Lan, Singapo, Italia... Ở Việt Nam, hoa cây cảnh là một trong những đối tượng góp phần chuyển đổi cơ cấu cây trồng đem lại giá trị kinh tế cao tại nhiều địa phương. Hiện cả nước có khoảng 45.000 ha hoa, cây cảnh, giá trị sản lượng tăng 27,5 lần đạt 23.400 tỷ đồng, trong đó xuất khẩu xấp xỉ 80 triệu USD (Nguyễn Văn Tỉnh, 2020).

Hoa lay ơn (Gladiolus sp.) là một loài hoa đẹp, bền, màu sắc phong phú, cành gọn nhẹ dễ vận chuyển đi xa. Về diện tích và sản lượng hoa cắt trên thế giới, hoa lay ơn xếp vị trí thứ 5 sau tulip (Tulipa spp.), lily (Lilium spp.), lan Nam Phi (Freesia spp.) và lan huệ (Hippeastrum spp.) (Singh & cs., 2017). Ở Việt Nam, hoa lay ơn rất được ưa chuộng, sản lượng chỉ đứng sau hoa cúc, hoa hồng, lily nhưng lại là loại hoa có tiềm năng xuất khẩu cao bởi đặc điểm cành hoa dễ bao gói, vận chuyển và chịu được thời gian bảo quản lạnh kéo dài. Hơn thế, hoa lay ơn có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt ở nhiều vùng sinh thái của nước ta và dễ dàng mở rộng diện tích sản xuất (Nguyễn Văn Tỉnh, 2020). Thực tế, vào những năm 80 vùng sản xuất hoa Đằng Hải - Hải Phòng đã từng sản xuất hoa lay ơn trắng để xuất khẩu sang Liên Bang Nga nhưng do chủng loại không đa dạng, chất lượng hoa không đảm bảo và nguồn giống bị thoái hoá do người dân tự để giống nên việc xuất khẩu hoa lay ơn của vùng không còn được duy trì (Đoàn Hữu Thanh, 2005).

Để xuất khẩu hoa ra thị trường quốc tế thì giống sản xuất cần có bản quyền giống, phải đáp ứng được các tiêu chuẩn về hoa cắt, cung cấp được số lượng và chất lượng ổn định ở các thời điểm trong năm là yêu cầu cần thiết. Theo tiêu chuẩn hoa cắt của thị trường thương mại hoa quốc tế, chiều dài cành và số lượng hoa

là hai chỉ tiêu quan trọng để phân chia hoa lay ơn thương mại thành 4 cấp: lý tưởng, đặc biệt, tiêu chuẩn và có thể sử dụng (NAGC, 2012). Trong khi đó, chủng loại giống hoa lay ơn được trồng ở nước ta hiện nay phần lớn được nhập nội từ Hà Lan, Trung Quốc; màu sắc hoa chủ yếu là đỏ, hồng; chất lượng cành hoa chỉ đảm bảo ở mức có thể sử dụng và đặc biệt chưa có giống hoa lay ơn tạo ra trong nước được thương mại ngoài sản xuất.

Mặt khác, chất lượng hoa lay ơn còn được quyết định bởi giá trị thẩm mỹ của bộ lá, mức độ tổn thương trên lá yêu cầu ở mức không hoặc tối thiểu. Hiện tượng khô đầu lá (còn gọi là tổn thương do flouride) là một trong những nguyên nhân nghiêm trọng có thể dẫn đến giảm năng suất và chất lượng hoa từ 10 - 70% (Ullad & cs., 2016). Hầu hết các giống lay ơn đang được trồng ở nước ta hiện nay đều bị khô đầu lá, mặc dù mức độ tổn thương khác nhau ở các giống hoặc các vùng nhưng đều ảnh hưởng lớn đến chất lượng và hiệu quả sản xuất (Lê Thị Thu Hương, 2012). Ở Việt Nam chưa có nghiên cứu nào liên quan đến chọn tạo giống hoa lay ơn không/ít mẫn cảm với khô đầu lá. Như vậy, vấn đề lớn đặt ra trong nghiên cứu tạo giống hoa lay ơn ở nước ta là cần tạo ra giống mới mang bản quyền Việt Nam, có màu sắc đẹp, chất lượng hoa đáp ứng được tiêu chuẩn xuất khẩu và ít mẫn cảm với khô đầu lá.

Để tạo ra giống hoa lay ơn mới, các phương pháp được sử dụng gồm lai hữu tính, xử lý đột biến và chuyển gen (Cantor & Tolety, 2011). Phần lớn các giống lay ơn làm hoa cắt được tạo ra bằng cách lai khác loài và cùng loài. Lai hữu tính giữa các giống là phương pháp có thể áp dụng để tạo giống hoa lay ơn mới có chất lượng hoa cao (cành hoa dài cùng với số hoa/cành nhiều) và ít/không mẫn cảm với khô đầu lá. Kết hợp lai để tạo kiểu gen mới với nuôi cấy mô tế bào là con đường nhanh và hiệu quả để phát triển giống ra ngoài sản xuất.

1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1.2.1. Mục tiêu tổng quát

Chọn tạo và phát triển được một số dòng lai lay ơn có màu sắc mới, đẹp, chất lượng hoa cao đáp ứng được tiêu chuẩn xuất khẩu với cành hoa dài >100cm, số lượng hoa/cành >12 hoa và ít mẫn cảm với khô đầu lá thông qua lai hữu tính.

1.2.2. Mục tiêu cụ thể

- Đánh giá và tuyển chọn được nguồn vật liệu cho chọn tạo giống hoa lay ơn mới thông qua các đặc điểm nông sinh học, đa dạng di truyền và khảo sát các tham số di truyền.

- Lai tạo và chọn lọc được các dòng lai triển vọng có chất lượng cao, ít mẫn cảm với khô đầu lá và thích hợp với điều kiện trồng trọt tại một số địa phương.

- Nghiên cứu được một số biện pháp kỹ thuật tăng hiệu quả nhân giống dòng lai mới tạo ra bằng nuôi cấy mô tế bào để rút ngắn thời gian phát triển giống mới ra ngoài sản xuất.

1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1.3.1. Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các giống lay ơn trồng Gladiolus hybridus Hort. được nhập nội từ Hà Lan và các giống lay ơn đang được trồng phổ biến tại Việt Nam.

1.3.2. Phạm vi nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu đánh giá đặc điểm nông sinh học, đặc điểm đa dạng di truyền, tham số di truyền, các yếu tố tương quan đến các tính trạng mục tiêu của nguồn vật liệu sử dụng trong chọn tạo giống hoa lay ơn chất lượng cao. Lai hữu tính, chọn lọc, nhân giống và trồng thử nghiệm các dòng triển vọng tại một số tỉnh phía Bắc Việt Nam.

- Thời gian nghiên cứu: 2015 – 2020.

- Địa điểm nghiên cứu: Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Hoa, Cây Cảnh

- Viện Nghiên cứu Rau quả, Trâu Quỳ - Gia Lâm – Hà Nội; Dĩnh Trì – Bắc Giang; An Dương – Hải Phòng; Mộc Châu – Sơn La.

1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI

- Đề tài khẳng định việc tiếp cận nguồn vật liệu ban đầu thông qua đánh giá đặc điểm nông sinh học kết hợp khảo sát các tham số di truyền có ý nghĩa rất lớn đến hiệu quả chọn tạo giống hoa lay ơn chất lượng cao. Mười hai mẫu giống được lựa chọn làm bố/mẹ phù hợp với mục tiêu tạo giống là GL1, GL2, GL3, GL6, GL7, GL10, GL14, GL17, GL20, GL22, GL24 và GL25. Các mẫu giống này có đặc điểm chiều dài cành hoa lớn từ 100 – 142,8 cm, số lượng hoa/cành từ 10,6 - 14 hoa/cành, đường kính cành hoa từ 1,2 - 1,4 cm, màu sắc hoa đa dạng và ít mẫn cảm với khô đầu lá.

- Lai hữu tính là phương pháp hiệu quả trong chọn tạo giống hoa lay ơn mới có chất lượng cao ở Việt Nam. Bằng phương pháp này, đề tài đã tạo ra 14 tổ hợp lai, tách dòng được 238 dòng lai. Đánh giá, chọn lọc được 3 dòng lai C6, I9, J11

có màu sắc mới và chất lượng hoa cao: chiều dài cành hoa 130,7 - 156,9 cm, số hoa/cành 15 - 17 hoa, đường kính hoa 10,1 - 11,6 cm, năng suất hoa cao hơn đối chứng từ 11 - 15%, mức độ khô đầu lá ở mức nhẹ nhất.

- Áp dụng công nghệ tạo củ bi in vitro với tạo củ thương phẩm ngoài đồng ruộng cho dòng lai mới góp phần tăng hệ số nhân giống 4,8 lần, chất lượng củ giống tạo ra cao với tỷ lệ tạo củ in vitro là 93,3%; khối lượng củ đạt 0,96 - 1,02 g; đường kính củ đạt 0,93 - 0,96 cm, tỷ lệ củ thương phẩm loại 1 đạt cao 70,5%, chu vi củ trung bình 12,1 cm, rút ngắn thời gian tạo giống và phát triển giống ra ngoài sản xuất.

1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.5.1. Ý nghĩa khoa học

- Đề tài là công trình nghiên cứu chọn tạo giống hoa lay ơn đầy đủ từ việc xác định vật liệu khởi đầu, lai hữu tính, chọn lọc dòng lai, nhân giống và phát triển giống lai.

- Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ bổ sung thêm cơ sở lý luận, phương pháp và đường hướng cho quá trình chọn tạo giống hoa lay ơn mới ở Việt Nam. Kết quả này sẽ thúc đẩy các nghiên cứu tiếp theo về sự hiểu biết di truyền liên quan đến các tính trạng mục tiêu quan tâm.

- Đề tài cung cấp thông tin, tư liệu khoa học phục vụ cho công tác nghiên cứu và giảng dạy về chọn tạo và nhân giống hoa lay ơn nói riêng, chọn tạo giống hoa có củ và chọn tạo giống hoa nói chung.

1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn

- Nhiều dòng lai hoa lay ơn mới được tạo ra đặc biệt có ý nghĩa cho sự phát triển và đa dạng bộ giống hoa lay ơn, nhất là trong bối cảnh thị trường thương mại hoa thế giới luôn luôn đòi hỏi thay đổi nhiều giống hoa mới.

- Góp phần cải tiến chất lượng củ giống tạo ra, rút ngắn thời gian nhân giống, tăng hệ số nhân khi áp dụng công nghệ nhân giống in vitro kết hợp với nhân giống ngoài đồng ruộng.

PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY HOA LAY ƠN

2.1.1. Nguồn gốc, phân bố của cây hoa lay ơn

Nhiều loài lay ơn đã được phát hiện cách đây hơn 2000 năm trên cánh đồng của các nước vùng tiểu Á (Asia Minor) và từ thời Hy Lạp cổ đại hoa lay ơn đã được trồng với mục đích trang trí (Cantor & Tolety, 2011). Các loài lay ơn trồng tại Châu Âu khoảng 500 năm: lần đầu tiên được đưa đến Pháp, sau đó sang Anh được báo cáo sớm nhất ở New Forest năm 1855 bởi Alexander More; tiếp theo là Đức, Hà Lan và Bắc Mỹ. Hoa lay ơn đã phát triển rất nhanh chóng và trở thành một loại hoa thương mại quốc tế (Toone, 2005).

Chi Gladiolus được phân bố ở châu Âu, châu Á, vùng nhiệt đới châu Phi và Nam châu Phi. Trung tâm khởi nguyên của chi này là vùng hoa Mũi Hảo Vọng (Cape Floristic Region - mũi phía Nam châu Phi), nơi phân bố của hầu hết các loài thuộc chi Gladiolus với 163 loài được ghi nhận. Trong đó, nhiều loài chống chịu được sương giá trừ G. grandiflora với đặc điểm cây nhỏ, một hay một số ít lá mảnh thuôn dài trước khi ra hoa, nhiều loài có mùi thơm như G.tritis. Các nhà tạo giống thế kỷ 19 và 20 đã tạo ra nhiều giống lai từ các loài này (Safeena & Thangam, 2019).

Lay ơn được nhập từ châu Âu vào Việt Nam khoảng đầu thế kỷ XX. Ở Việt Nam, hoa lay ơn được trồng rải rác ở hầu hết các tỉnh, nhưng chủ yếu tập trung ở Đà Lạt, Hải Phòng, Bắc Giang, Quảng Ninh, Phú Yên,…Các vùng có khí hậu mát mẻ có thể trồng quanh năm, còn các vùng đồng bằng sông Hồng và Nam Trung Bộ chủ yếu trồng vào vụ đông và vụ đông xuân (Đinh Thế Lộc & Đặng Văn Đông, 2004).

2.1.2. Phân loại thực vật của cây hoa lay ơn

Chi Gladiolus thuộc họ Iridaceae. Iridaceae là một trong những họ lớn nhất của bộ Asparagales (Goldblatt, 2001). Thứ bậc phân loại của chi Gladiolus như sau (Schoch, 2020):

Giới (regnum)

Plantae
Ngành (division)	Angiosperms
Bộ (order)	Asparagales
Họ (familia)	Iridaceae
Phân họ (subfamilia)	Crocoideae
Tộc (tribe)	Gladioleae
Chi (genus)	Gladiolus L.