Nghiên cứu sự đa hình di truyền của các dòng hoa cúc được tạo ra bằng phương pháp chiếu xạ gây đột biến giống đoá trắng

Luận văn tốt nghiệp Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 Ở Việt Nam: việc phân loại cúc chƣa thống nhất, nhƣng hiện nay cách phân loại phổ biến: Dựa vào hình dạng hoa để phân biệt cúc đơn hay cúc kép. Cúc đơn: thƣờng là dạng hoa nhỏ đƣờng kính hoa từ 2-5 cm, chỉ có hàng cánh ở vòng ngoài cùng, còn vòng trong là cánh hoa rất nhỏ thƣờng đƣợc gọi là cồi hoa. Cúc kép: hoa có đƣờng kính từ 5-15 cm, có nhiều cánh xếp từng vòng sít nhau, có loại cánh dài cong, có loại cánh ngắn [6]. Dựa theo cấu tạo của cánh hoa: Cúc đơn: chỉ để lại 1 bông hoa chính. Thƣờng hoa to nhƣ giống CN93, CN98, … Cúc cành (chùm): Cây hoa có nhiều cành, nhiều hoa nhỏ trên 1 gốc, nhƣ các giống cúc chi và cúc cành Hà Lan. Đặc điểm thực vật học của cây hoa cúc: cây hoa cúc thuộc dạng thân thảo, có nhiều đốt, giòn, có khả năng phân cành mạnh, cây dạng đứng hoặc dạng bò. Rễ: rễ cây hoa cúc thuộc loại rễ chùm, phát triển theo chiều ngang. Khối lƣợng bộ rễ lớn do sinh nhiều rễ phụ và lông hút, nên khả năng hút nƣớc và dinh dƣỡng mạnh. Có 2 loại rễ: rễ mầm và rễ thứ sinh, những rễ thứ sinh mọc ra từ các mắt đốt thân. Thân: thân cây hoa cúc thuộc loại thân thảo, có phân đốt, phân nhánh mạnh, thân có thể đứng hay bò, đốt giòn dễ gãy, càng lớn càng cứng. Những giống nhập nội thân thƣờng to mập và thẳng, những giống cổ truyền thân nhỏ hơn, mảnh và cong. Cây cao hay thấp, đốt dài hay ngắn, sự phân cành mạnh hay yếu tùy thuộc vào từng giống. Chiều cao cây hoa cúc ở Việt Nam biến động từ 30 – 80 cm, ở điều kiện ngày dài cây cúc có thể cao đến 1,5 – 2m. 11 Kiều Thị Mai Hương Khoa Sinh - KTNN Luận văn tốt nghiệp Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 Lá: lá cúc xẻ thùy có răng cƣa to, sâu, thƣờng là lá đơn mọc so le nhau, mặt dƣới lá bao phủ một lớp lông tơ, mặt trên nhẵn, gân hình mạng lƣới. Từ mỗi nách lá thƣờng phát sinh một mầm nhánh. Phiến lá có thể to hay nhỏ, dày hay mỏng, màu sắc xanh đậm, xanh vàng hay xanh nhạt còn phụ thuộc vào từng giống. Hoa: hoa lƣỡng tính hoặc đơn tính có nhiều màu sắc khác nhau (trắng đỏ, tím vàng, xanh). Đƣờng kính hoa từ 1,5 – 12cm. Hoa cúc chính là gồm nhiều hoa nhỏ hợp lại trên một cuống hoa hình thành hoa đầu trạng, mỗi cánh hoa là một bông hoa. Tràng hoa dính vào bầu nhƣ hình cái ống, trên ống đó phát sinh cánh hoa. Cánh hoa nằm ở phía ngoài thƣờng có màu đậm hơn cánh phía trong hoa và xếp thành nhiều tầng. Độ xếp sít của cánh hoa lỏng hay chặt tùy thuộc vào từng giống. Hình dạng của cánh hoa: cong, thẳng, dài, ngắn, cuộn lại. Hoa cúc có từ 4 – 5 nhị đực dính vào nhau bao quanh vòi nhụy. Vòi nhụy mảnh hình chẻ đôi. Quả: quả cây hoa cúc là loại quả bế khô, hình trụ hơi dẹt, chỉ chứa 1 hạt mỏng và lép, trong hạt có phôi thẳng và không có nội nhũ. Các giống cúc thông thƣờng có bộ nhiễm sắc thể là phức hợp lục bội với số lƣợng nhiễm sắc thể trung bình là 54 [14]. 1.1.2. Giá trị sử dụng của cây hoa cúc Cúc (Chrysanthemum. sp) là một trong những loại hoa đƣợc trồng từ lâu đời và quan trọng nhất trên thế giới. Hiện nay, hoa cúc đƣợc trồng phổ biến khắp nơi, cúc có mặt ở các vƣờn hoa công viên, trong phòng khách, trong các lễ hội,… Ngoài giá trị làm cảnh, cây hoa cúc có nhiều giá trị sử dụng khác nhƣ: làm thuốc, làm các loại thức uống, làm thực phẩm, con ngƣời đã và đang từng bƣớc nghiên cứu nhằm khai thác tốt nhất các giá trị của cây hoa cúc để phục vụ cho các nhu cầu của cuộc sống. 12 Kiều Thị Mai Hương Khoa Sinh - KTNN Luận văn tốt nghiệp Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 1.1.3. Tình hình sản xuất hoa cúc trên thế giới Ở Bắc Mỹ, Tây Âu và Nhật Bản hoa cúc đang đứng ở vị trí thƣơng mại thứ hai sau cây hoa hồng. Quốc gia sản xuất hoa cúc dẫn đầu là Hà Lan với diện tích trồng hoa cúc chiếm 30% tổng diện tích trồng hoa tƣơi. Columbia là nơi sản xuất hoa của Mỹ chiếm ƣu thế nhất với hoa hồng, cẩm chƣớng trong đó hoa cúc đứng đầu về sản lƣợng. Ecuardor là nƣớc chiếm vị trí thứ nhì. Cả 2 nƣớc đều là nơi có khí hậu đặc biệt tốt cho sự phát triển của hoa và cả 2 cũng đều tạo ra cho mình những phân đoạn sản phẩm phổ biến nhất. Những loại hoa có sản lƣợng đứng đầu của Ecuardor bao gồm hoa hồng, cúc tây, cây phi yến và các loại hoa hỗn hơp khác [14]. Ở Châu Á, Nhật Bản cũng đang là nƣớc dẫn đầu về xuất khẩu hoa cúc, mỗi năm Nhật Bản sản xuất đƣợc khoảng 200 triệu cành phục vụ cho tiêu dùng nội địa và xuất khẩu. Ngoài ra cũng phải kể đến Thái Lan, hoa cúc đƣợc trồng quanh năm với sản lƣợng là 50.841.500 cành/ năm. Ở Trung Quốc, theo hiệp hội sản xuất hoa sản lƣợng hoa cúc năm 2007 đạt hơn 35 triệu bông. Diện tích trồng hoa cúc phát triển ở Quảng Đông, Thƣợng Hải, và Bắc Kinh bao gồm các giống ra hoa vào mùa hè, mùa thu, đông sớm và xuân muộn, màu đƣợc ƣa chuộng nhất là màu vàng, kế đến là màu trắng, đỏ [14]. 1.1.4. Tình hình sản xuất hoa cúc ở Việt Nam Từ xa xƣa, chơi cúc đã là một thú chơi tao nhã của các bậc học sỹ và các gia đình giàu có của Việt Nam. Trải qua nhiều năm, cùng với các kỹ thuật lai ghép, các phƣơng pháp trồng hoa mới, chất lƣợng và chủng loại hoa cúc ở Việt Nam đã đƣợc cải thiện rất nhiều. Cho đến nay có khoảng trên 70 giống hoa cúc đƣợc trồng với mục đích cắt cành tại Việt nam diện tích hoa cúc chiếm 30% tổng diện tích trồng hoa và cây cảnh ở nƣớc ta. Hoa cúc đƣợc trồng quanh năm và xuất hiện khắp nơi trên đất nƣớc ta, tập trung chủ yếu ở Đà Lạt, Hải Phòng , Sa Pa, thành phố Hồ Chí Minh trong đó Đà Lạt là lý 13 Kiều Thị Mai Hương Khoa Sinh - KTNN Luận văn tốt nghiệp Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 tƣởng với khí hậu ôn hòa thuận lợi cho cây hoa cúc phát triển. Tại các tỉnh trung du và miền núi phía Bắc diện tích trồng hoa cúc đã có 14,5 ha với sản lƣợng 5 triệu cành/ năm [14]. Hiện nay vấn đề quan tâm không chỉ là đảm bảo mục tiêu về diện tích trồng hoa, mà còn là chất lƣợng và hiệu quả bền vững, cần phải đa dạng hóa các loại hoa phục vụ nhu cầu trong nƣớc, mặt khác phải chú trọng các loại hoa chất lƣợng cao phục vụ xuất khẩu. Các nhà khoa học đã xác định cần chú trọng công tác nhập nội, chọn tạo và nhân nhanh các giống hoa chất lƣợng cao, nhất là hoa cúc, hoa hồng, hoa lay ơn, hoa đồng tiền, hoa hồng môn, hoa phăng, hoa phong lan và hoa ly; đồng thời tăng cƣờng tiếp nhận, chuyển giao các công nghệ, tiến bộ kỹ thuật trong trồng, chăm sóc, thu hoạch và phân phối hoa để tăng hiệu quả, giá trị sản phẩm, trong đó vấn đề giống, kỹ thuật canh tác là yếu tố quan trọng cần đƣợc quan tâm, đầu tƣ thích đáng. Công tác xây dựng cơ sở hạ tầng phục vụ sản xuất hoa, trong đó có việc thiết kế đồng ruộng theo quy hoạch, hoàn chỉnh hệ thống tƣới - tiêu, hệ thống nhà lƣới, nhà kính và các kỹ thuật đóng gói, bảo quản, vận chuyển, nhất là vận chuyển từ nơi sản xuất đến các sân bay đối với hoa xuất khẩu,... Cần phải rà soát các hoạt động thị trƣờng hoa trong hệ thống quốc gia về tiếp thị và phân phối sản phẩm hoa. Xây dựng kế hoạch hành động về quản lý sản phẩm nhằm đảm bảo dòng lƣu chuyển sản phẩm nhanh từ nhà sản xuất đến ngƣời tiêu thụ. Đặc biệt, các cơ chế chính sách khuyến khích các cơ sở trồng hoa quy mô lớn, chất lƣợng cao theo quy hoạch và với hệ thống lƣu thông sản phẩm hoa, sự phối hợp chặt chẽ giữa các cấp, ngành chức năng cũng đƣợc đề cập nhƣ những yếu tố không thể thiếu trong giải pháp phát triển hoa trong giai đoạn tới. 14 Kiều Thị Mai Hương Khoa Sinh - KTNN Luận văn tốt nghiệp Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 1.2. Khái quát về nghiên cứu sử dụng đột biến trong chọn tạo giống cây trồng 1.2.2. Ý nghĩa của đột biến trong công tác chọn tạo giống cây trồng Chọn tạo giống cây trồng là một ngành khoa học cải tiến di truyền của thực vật nhằm phục vụ nhu cầu và lợi ích của con ngƣời, có nhiều phƣơng pháp chọn tạo giống cây trồng nhƣ: chọn lọc, lai giống, tạo đột biến, gây đa bộ thể, áp dụng thành tựu của công nghệ sinh học. Trong tiến hóa: tính chất có lợi hay có hại của một đột biến gen chỉ là tƣơng đối (có trƣờng hợp này thì có lợi, có trƣờng hợp khác có hại). Có trƣờng hợp ở trạng thái dị hợp lại làm tăng sức sống, sức chống chịu của cơ thể đối với một số bệnh. Ví dụ: ngƣời mang gen đột biến gây huyết cầu đỏ hình lƣỡi liềm ở trạng thái dị hợp, có khả năng đề kháng với bệnh sốt rét. Tuy tính chất ngẫu nhiên, cá biệt, không xác định và thƣờng ở trạng thái lặn nhƣng đột biến gen vẫn đƣợc xem là nguồn nguyên liệu sơ cấp chủ yếu cho quá trình chọn lọc tự nhiên, vì vậy chúng có vai trò trong tiến hóa. Đột biến là cơ sở hình thành các giống vật nuôi và cây trồng mới [15]. Trong chọn giống: một vài đột biến có lợi dùng làm cơ sở là nguồn nguyên liệu quan trọng cho tạo giống vật nuôi và cây trồng. Đột biến tự phát là những đột biến xảy ra một cách ngẫu nhiên trong tự nhiên, thƣờng xảy ra với tần số thấp và không phải lúc nào đột biến tự nhiên cũng có ý nghĩa cho con ngƣời, vậy chúng ít có ý nghĩa trong tiến hóa và chọn giống [15]. 1.2.2. Cơ sở di truyền của đột biến Đột biến là những biến đổi bất thƣờng trong vật chất di truyền ở cấp độ phân tử (ADN, gen) hoặc cấp độ tế bào (nhiễm sắc thể), dẫn đến sự biến đổi đột ngột của một hoặc một số tính trạng, những biến đổi này có tính chất bền vững và có thể di truyền cho các đời sau. 15 Kiều Thị Mai Hương Khoa Sinh - KTNN Luận văn tốt nghiệp Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 Đột biến là quá trình xảy ra đột ngột, riêng rẽ, ngẫu nhiên, không định hƣớng ở cơ thể sống trong điều kiện tự nhiên. Đa số là đột biến gen lặn và có hại, một số ít có lợi và có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình tiến hóa và chọn giống. Những cá thể mang đột biến đã biểu hiện trên kiểu hình của cơ thể gọi là thể đột biến. Căn cứ vào tính chất xuất hiện đột biến, có thể phân chia thành các dạng nhƣ sau: Đột biến gen là những biến đổi về số lƣợng, thành phần, trật tự các cặp nucleotit xảy ra tại một điểm nào đó trên phân tử ADN. Sự biến đổi về cấu trúc phân tử của gen có thể dần đến biến đổi cấu trúc của protein sẽ dẫn đến biến đổi kiểu hình. Đột biến nhiễm sắc thể là sự biến đổi về cấu trúc hoặc số lƣợng nhiễm sắc thể (đột biến về cấu trúc nhiễm sắc thể nhƣ: mất đoạn, thêm đoạn, đảo đoạn hay chuyển đoạn). Đột biến số lƣợng nhiễm sắc thể (thể dị bội, đa bội) [15]. 1.2.3. Các tác nhân gây đột biến Các tác nhân gây đột biến đột biến có thể xảy ra ở mọi cơ quan, mọi thời kỳ sinh trƣởng của cây trồng, theo nhiều hƣớng khác nhau và mức độ tần số cũng khác nhau, đột biến có thể xảy ra bất cứ lúc nào do những thay đổi nội tại trong cấu trúc vật chất di truyền, do môi trƣờng thay đổi đột ngột cũng nhƣ những tác động vật lý, hóa học của con ngƣời. Đột biến thƣờng có hại: gây dị dạng, gây chết,…, nhƣng cũng xuất hiện dạng có lợi nhƣ: năng suất cao, chống chịu tốt với điều kiện môi trƣờng , xuất hiện các tính trạng mới, khắc phục các nhƣợc điểm của giống vật liệu khởi đầu. 16 Kiều Thị Mai Hương Khoa Sinh - KTNN