Khoa học công nghệ nông nghiệp Việt Nam

1TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Journal of Vietnam Agricultural Science and Technology NĂM THỨ MƯỜI BA SỐ 5 NĂM 2018 TỔNG BIÊN TẬP Editor in chief GS.TS. NGUYỄN VĂN TUẤT PHÓ TỔNG BIÊN TẬP Deputy Editor GS.TS. BÙI CHÍ BỬU TS. TRẦN DANH SỬU TS. NGUYỄN THẾ YÊN THƯỜNG TRỰC ThS. PHẠM THỊ XUÂN - THƯ KÝ TÒA SOẠN - TRỊ SỰ Ban Thông tin Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội Điện thoại: (024) 36490503; (024) 36490504; 0949940399 Fax: (024) 38613937; Website: http//www.vaas.org.vn Email: tapchivaas@gmail.com; trandanhsuu233@gmail.com; xuankhvaas@gmail.com ISSN: 1859 - 1558 Giấy phép xuất bản số: 1250/GP - BTTTT Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 08 tháng 8 năm 2011 MỤC LỤC 1. Chu Đức Hà, La Việt Hồng, Lê Hoàng Thu Phương, Lê Thị Thảo, Hoàng Thị Thao, Phạm Thị Lý Thu. Nghiên cứu cấu trúc của gen mã hóa Nuclear factor-YB ở sắn liên quan đến tính chống chịu điều kiện bất lợi 2. Chu Đức Hà, Trần Thị Kiều Trang, Phạm Phương Thu, La Việt Hồng, Phạm Thị Lý Thu. Định danh và phân tích cấu trúc của họ gen liên quan đến khả năng ra hoa ở sắn 3. Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Nguyễn Bá Ngọc, Nguyễn Thị Nhài, Chu Đức Hà, Bùi Thị Hợi, Nguyễn Thanh Tuấn, Lê Hùng Lĩnh. Khảo sát khả năng khánh bệnh bạc lá và rầy nâu của tập đoàn lúa phổ biến trong sản xuất tại Việt Nam 4. Nguyễn Văn Mạnh, Lê Đức Thảo, Phạm Thị Bảo Chung, Lê Thị Ánh Hồng, Phạm Thị Xuân. Kết quả đánh giá một số dòng đậu tương đột biến triển vọng từ giống ĐT26 bằng xử lý chiếu xạ tia gamma (Co60) 5. Trần Hậu Hùng, Hoàng Trọng Vinh, Sái Ngọc Anh, Phạm Thị Xuân, Nguyễn Thị Sen, Vũ Phương Thảo. Khảo nghiệm sản xuất một số giống đậu tương triển vọng tại một số tỉnh vùng Đồng bằng sông Hồng 6. Trịnh Thùy Dương, Lê Khả Tường. Nghiên cứu kỹ thuật canh tác giống nghệ N8 7. Hà Thị Thu Thủy, Lê Văn Trịnh, Nguyễn Thị Như Quỳnh. Nghiên cứu kỹ thuật nhân nuôi in vitro tế bào sâu khoang (Spodoptera litura) bước đầu hướng tới sản xuất chế phẩm sinh học trừ sâu qua con đường lây nhiễm vi rút 8. Phạm Thị Bưởi, Nguyễn Phương Linh, Phạm Thị Toan, Nguyễn Thị Thanh Hương, Trần Thị Thơm, Nguyễn Anh Vũ. Nghiên cứu cải tiến hệ thống chia mẫu của máy sắc ký khí trong quá trình phân tích khí nhà kính (CH4, N2O, CO2) nhằm hạ thấp giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng 9. Nguyễn Toàn Thắng, Trần Thị Minh Thu, Trần Minh Tiến, Đỗ Hồng Thanh. Nghiên cứu đất trồng mía tỉnh Tuyên Quang 5 9 13 19 22 26 30 35 40 2TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Journal of Vietnam Agricultural Science and Technology NĂM THỨ MƯỜI BA SỐ 5 NĂM 2018 TỔNG BIÊN TẬP Editor in chief GS.TS. NGUYỄN VĂN TUẤT PHÓ TỔNG BIÊN TẬP Deputy Editor GS.TS. BÙI CHÍ BỬU TS. TRẦN DANH SỬU TS. NGUYỄN THẾ YÊN THƯỜNG TRỰC ThS. PHẠM THỊ XUÂN - THƯ KÝ TÒA SOẠN - TRỊ SỰ Ban Thông tin Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội Điện thoại: (024) 36490503; (024) 36490504; 0949940399 Fax: (024) 38613937; Website: http//www.vaas.org.vn Email: tapchivaas@gmail.com; trandanhsuu233@gmail.com; xuankhvaas@gmail.com ISSN: 1859 - 1558 Giấy phép xuất bản số: 1250/GP - BTTTT Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 08 tháng 8 năm 2011 10. Đinh Văn Hà, Lê Thị Mỹ Hảo, Bùi Hải An, Nguyễn Dân Trí. Đánh giá chất lượng đất làm cơ sở định hướng sản xuất nông nghiệp tại huyện Chương Mỹ, Hà Nội 11. Đinh Võ Sỹ, Ngô Thanh Lộc. Suy giảm độ phì đất sản xuất nông nghiệp thành phố Hà Nội 12. Phùng Thị Mỹ Hạnh, Trần Minh Tiến, Nguyễn Bùi Mai Liên, Trần Anh Tuấn. Sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trong đất sản xuất nông nghiệp tỉnh Bắc Ninh 13. Cao Hương Giang, Mai Văn Trịnh, Nguyễn Văn Thiết, Đào Văn Thông, Đặng Anh Minh. Nghiên cứu hiệu quả của than sinh học bón cho lúa tại tỉnh Bạc Liêu 14. Đinh Quang Hiếu, Phạm Quang Hà. Nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất nhiên liệu sinh học tại Việt Nam và những tác động đến chất lượng môi trường nước 15. Nguyễn Đình Tráng, Phạm Quang Hà. Tác động của việc trồng sắn cho sản xuất nhiên liệu sinh học đến đa dạng sinh học trong cảnh quan: tổng quan tại Việt Nam 16. Nguyễn Nam Giang. Ứng dụng hàm Cobb-Douglas trong phân tích các yếu tố ảnh hưởng tới năng suất nấm sò trên địa bàn tỉnh Bắc Giang 17. Ngô Thị Thanh Hường, Nguyễn Thị Bích Ngọc, Hà Viết Cường, Phạm Thị Dung, Nguyễn Nam Dương, Đỗ Duy Hưng, Nguyễn Tiến Bình. Xác định tác nhân gây bệnh thối chua quả trên quýt Trà lĩnh tại Cao Bằng 18. Nguyễn Thị Nhài, Trương Hải Hường. Đánh giá và xác định các giống, dòng tằm lưỡng hệ làm nguyên liệu lai tạo 19. Lê Đức Công. Đánh giá tính bền vững chuỗi rau an toàn Mộc Châu 20. Hoàng Thị Thu Huyền. Phát triển thị trường cho các sản phẩm địa phương ở Việt Nam: kinh nghiệm của Quảng Ninh 45 50 54 59 63 68 72 78 82 88 94 3ĐOÀN THANH NIÊN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM XUNG KÍCH TRONG NGHIÊN CỨU VÀ CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ PHỤC VỤ TÁI CƠ CẤU NGÀNH NÔNG NGHIỆP Ngày 5/8/2008, Hội nghị Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam ra Nghị quyết số 26-NQ/TW về nông nghiệp, nông dân, nông thôn. Ngay sau đó, Nghị quyết 27-NQ/TW, ngày 6/8/2008 về công tác trí thức được ban hành. Rõ ràng, Đảng và Nhà nước luôn xác định trí thức là lực lượng quan trọng, thậm chí có vai trò quyết định đến thắng lợi của việc thực hiện các Nghị quyết của Đảng về phát triển kinh tế đất nước. Trong quá trình lãnh đạo đất nước, Đảng ta cũng luôn ghi nhận, đề cao vai trò của thanh niên, đặt trọn niềm tin vào thế hệ trẻ. Năm 1993, Nghị quyết Hội nghị lần thứ 4 Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa VII được ban hành đã khẳng định “Công tác thanh niên là vấn đề sống còn của dân tộc, là một trong những nhân tố quyết định sự thành bại của cách mạng”. Tháng 7/2008, Ban Chấp hành Trung ương Đảng ban hành Nghị quyết số 25-NQ/TW về Tăng cường sự lãnh đạo của Đảng đối với công tác thanh niên trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đã khẳng định vai trò to lớn và quan trọng của thanh niên đối với tương lai của dân tộc và tiền đồ của cách mạng Việt Nam: “Thanh niên là rường cột của nước nhà, chủ nhân tương lai của đất nước là nhân tố quyết định sự thành bại của sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, hội nhập quốc tế và xây dựng chủ nghĩa xã hội”. Nghị quyết Đại hội XII của Đảng một lần nữa đã xác định “Khuyến khích, cổ vũ thanh niên nuôi dưỡng ước mơ, hoài bão, xung kích, sáng tạo, làm chủ khoa học, công nghệ hiện đại. Phát huy vai trò của thế hệ trẻ trong sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc”. Như vậy, vai trò của tri thức trẻ hay thanh niên có tri thức được Đảng và Nhà nước xác định là lực lượng xung kích, tiên phong trong nghiên cứu khoa học, công nghệ để xây dựng và bảo vệ Tổ quốc nói chung và là lực lượng nòng cốt trong nghiên cứu chuyển giao khoa học kỹ thuật, khuyến nông để thực hiện nhiệm vụ tái cơ cấu ngành Nông nghiệp và xây dựng Nông thôn mới nói riêng. Hòa chung vào hoạt động nghiên cứu và chuyển giao công nghệ của Viện, Đoàn thanh niên cộng sản Hồ Chí Minh Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam (Đoàn Viện) cũng đã và đang có nhiều đóng góp có ý nghĩa cho thành tựu chung của Viện. Với lực lượng hùng hậu gồm 502 đoàn viên với trên 80% có trình độ từ Cử nhân, 15 đoàn viên có trình độ Tiến sỹ, hơn 20 đoàn viên hiện đang làm NCS, thạc sỹ tại nước ngoài, 81 đoàn viên đã vinh dự đứng trong hàng ngũ Đảng..., đội ngũ tri thức trẻ của Viện thực sự là lực lượng nòng cốt, tham gia vào tất cả các công đoạn của quá trình nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ, khuyến nông và thương mại nông nghiệp. Thời gian qua, tuổi trẻ Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam luôn đi đầu trong một số lĩnh vực nghiên cứu chuyên sâu, trình độ cao như tin - sinh học, mô hình hóa, di truyền và chọn tạo giống cây trồng, bảo vệ thực vật, bảo vệ môi trường, ứng phó với biến đổi khí hậu, vệ sinh an toàn thực phẩm. Nhiều công trình được ứng dụng hiệu quả trong sản xuất. Có thể nói, hàng trăm giống cây trồng và kỹ thuật mới được công nhận trong 5 năm qua của Viện đều có sự tham gia của đoàn viên thanh niên. Nhiều công trình không chỉ có giá trị thực tiễn mà còn có giá trị cao về học thuật, được đăng tải trên các tạp chí có uy tín trong và ngoài nước. 4Nhằm khuyến khích đoàn viên thanh niên tích cực hơn nữa trong nghiên cứu khoa học, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt nam xuẩn bản số chuyên đề “Tuổi trẻ Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam tiên phong trong nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ vì một nền nông nghiệp hiệu quả, nông thôn thịnh vượng và nông dân sung túc”. Vì khuôn khổ tạp chí có hạn, Ban chấp hành Đoàn Viện chỉ lựa chọn 20 bài viết về các lĩnh vực ưu tiên của ngành như kỹ thuật di truyền/công nghệ sinh học, chọn tạo giống, các nội dung liên quan đến kỹ thuật canh tác tiên tiến, ứng phó với biến đổi khí hậu Các bài viết chắc chắn chưa khái quát được hết các lĩnh vực mà tuổi trẻ của Viện tham gia. Hơn nữa, tác giả của các bài viết là đoàn viên thanh niên, chưa có nhiều kinh nghiệm nên chắc chắn khó tránh khỏi thiếu sót; mong độc giả lượng thứ và góp ý để chúng tôi sửa chữa cho những lần đăng sau. Chúng tôi chân thành cảm ơn Đảng ủy và Ban Giám đốc Viện đã ủng hộ và tạo điều kiện để xuất bản số tạp chí chuyên đề này; cảm ơn các đơn vị, đặc biệt là Ban thông tin đã hướng dẫn, biên tập, tổ chức thực hiện; cảm ơn các nhà khoa học, các chuyên gia phản biện đã hỗ trợ để số tạp chí này được xuất bản. BCH Đoàn TNCS HCM Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 5Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 1 Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2 Khoa Sinh - Kỹ thuật nông nghiệp, Đại học Sư phạm Hà Nội 2 3 Khoa Nông học, Đại học Nông - Lâm Bắc Giang 4 Khoa Sinh, Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội 5 Công ty CP Bóng đèn phích nước Rạng Đông NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CỦA GEN MÃ HÓA NUCLEAR FACTOR-YB Ở SẮN LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH CHỐNG CHỊU ĐIỀU KIỆN BẤT LỢI Chu Đức Hà1, La Việt Hồng2, Lê Hoàng Thu Phương1,3, Lê Thị Thảo1,4,5, Hoàng Thị Thao3, Phạm Thị Lý Thu1 TÓM TẮT Nuclear factor-YB là một trong ba tiểu phần cơ bản của nhân tố phiên mã Nuclear factor-Y, đóng vai trò quan trọng trong các quá trình sinh học diễn ra trong tế bào thực vật. Trong nghiên cứu này, một số yếu tố điều hòa cis- đáp ứng hóc môn và đáp ứng bất lợi đã được tìm thấy trên vùng promoter của 17 gen MeNF-YB. Trong đó, vùng promoter của gen MeNF-YB12 và -YB14 đều chứa các yếu tố đáp ứng bất lợi. Xây dựng cây phân loại đã chỉ ra rằng MeNF-YB12, -YB14 và -YB16 nằm trên cùng nhánh với các NF-YB ở đậu tương và Arabidopsis thaliana được nghiên cứu trước đây, gợi ý 3 thành viên này có thể đáp ứng với điều kiện hạn. Dữ liệu microarray đã chỉ ra các gen có biểu hiện ở 7 bộ phận chính trên cây sắn trong điều kiện thường. Gen MeNF-YB2 và -YB12 được xác định có biểu hiện đặc thù lần lượt ở thân, củ và củ, chồi bên. Mặt khác, MeNF-YB5 và -YB14 cũng có biểu hiện mạnh ở củ. Những dữ liệu này gợi ý rằng 2 gen MeNF-YB14 và -YB12 có thể đáp ứng với điều kiện hạn. Từ khóa: Nuclear factor-YB, sắn, điều kiện bất lợi, promoter, mức độ biểu hiện I. ĐẶT VẤN ĐỀ Nuclear factor-Y (NF-Y), là một trong những nhân tố phiên mã phổ biến nhất trong hệ gen của hầu hết sinh vật nhân chuẩn trong sinh giới (Zanetti et al., 2017). Là yếu tố bám -CCAAT-, NF-Y được cấu thành từ 3 tiểu phần, NF-YA, NF-YB và NF-YC (Laloum et al., 2013). Nghiên cứu gần đây đã chứng minh vai trò của NF-Y trong điều hòa sự biểu hiện của gen liên quan đến một số quá trình sinh lý diễn ra trong tế bào thực vật (Laloum et al., 2013, Zanetti et al., 2017). Hơn nữa, NF-Y cũng được xác định có tham gia vào cơ chế đáp ứng điều kiện ngoại cảnh bất lợi (Zanetti et al., 2017), như ở đậu tương (Quach et al., 2015) và Arabidopsis thaliana (Nelson et al., 2007). Gần đây, 17 gen mã hóa cho tiểu phần NF-YB ở sắn đã được xác định và phân tích (Chu Đức Hà và ctv., 2017). Trong đó, một số gen MeNF-YB đã được xác định có biểu hiện tăng ở mô phân sinh đỉnh chồi, đỉnh rễ, mô sẹo phôi hóa và tổ chức phát sinh phôi cấu tạo soma trong điều kiện thường (Chu Đức Hà và ctv., 2017). Tuy nhiên, các gen này có liên quan như thế nào đến cơ chế đáp ứng và chống chịu điều kiện ngoại cảnh bất lợi ở cây sắn đến nay vẫn chưa rõ. Trong nghiên cứu này, một số yếu tố điều hòa cis- (cis- regulatory element, CRE) đáp ứng bất lợi và đáp ứng tín hiệu điều hòa hóc môn đã được phân tích trên vùng promoter của các gen mã hóa tiểu phần NF-YB ở sắn. Sau đó, cây phân loại giữa họ NF-YB ở sắn và một số NF-YB có đáp ứng hạn được xác định trên cây trồng khác đã được phân tích. Cuối cùng, biểu hiện của các gen mã hóa NF-YB ở sắn được phân tích trên cơ sở dữ liệu microarray. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Hệ gen và hệ protein của giống sắn mô hình AM560-2 trên cơ sở dữ liệu Phytozome (Goodstein et al., 2012). Trình tự nucleotit và axit amin của tiểu phần NF-YB ở sắn được thu thập trong nghiên cứu trước đây (Chu Đức Hà và ctv., 2017). 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tìm kiếm yếu tố điều hòa: Vùng trình tự 1000 nucleotit (bắt đầu từ mã mở đầu -ATG-) của mỗi gen mã hóa NF-YB ở sắn được xác định dựa vào mã định danh gen đã được mô tả trước đây (Chu Đức Hà và ctv., 2017) trên cổng thông tin Phytozome (Goodstein et al., 2012). Các CRE đáp ứng hóc môn và đáp ứng bất lợi trên vùng promoter của mỗi gen được phân tích bằng PlantCARE (Lescot et al., 2002). - Phương pháp xây dựng cây phân loại: Trình tự axit amin của một số NF-YB đáp ứng với hạn trên đậu tương (Quach et al., 2015) và A. thaliana (Nelson et al., 2007) được sử dụng để xây dựng cây phân loại với tiểu phần NF-YB ở sắn (Chu Đức Hà và ctv., 2017) với phương pháp Neighbor-Joining bằng công cụ MEGA (Kumar et al., 2016). 6Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 - Phương pháp phân tích dữ liệu biểu hiện microarray: Mã định danh của từng gen mã hóa NF-YB ở sắn được sử dụng để truy cập vào dữ liệu microarray trong điều kiện thường (Wilson et al., 2017). Trong đó, thông tin biểu hiện của các gen được phân tích trên 7 bộ phận, bao gồm mô củ, rễ sợi, thân, chồi bên, lá, gân lá và cuống lá (Wilson et al., 2017). Mức độ biểu hiện của các gen được mô hình hóa bằng bản đồ nhiệt trên công cụ Microsoft Excel. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả phân tích yếu tố điều hòa cis- trên vùng promoter của các gen mã hóa tiểu phần NF-YB ở sắn Tìm kiếm sự có mặt của CRE có thể cho phép dự đoán chức năng gen mục tiêu. Trong nghiên cứu này, một số CRE đáp ứng hóc môn, bao gồm yếu tố đáp ứng axit abscisic (abscisic acid responsive element, ABRE), trình tự -CGTCA- và -TGACG- đáp ứng axit jasmonic, yếu tố đáp ứng êtilen, trình tự đáp ứng gibberellin, hộp P và yếu tố -TGA- đáp ứng auxin, đã được tìm thấy trên vùng promoter của hầu hết các gen mã hóa NF-YB ở sắn. Hai gen, MeNF- YB2 và -YB15 không chứa bất kỳ CRE đáp ứng hóc môn nào. Số lượng CRE đáp ứng hóc môn phân bố khá dày đặc trên vùng promoter của họ gen mã hóa NF-YB (~1,47 CRE/gen) cho thấy MeNF-YB có thể tham gia vào con đường tín hiệu thông qua các hóc môn này. Điều này rất có ý nghĩa vì các gen liên quan đến tính chống chịu điều kiện bất lợi ở thực vật luôn nằm trong mạng lưới dẫn truyền tín hiệu được điều hòa bởi hệ thống hóc môn. Bảng 1. Phân tích vùng promoter của các gen mã hóa tiểu phần NF-YB ở sắn Ghi chú: CRE: Yếu tố điều hòa cis-; ABA: Axit abscisic; JA: Axit jasmonic; Gb: Gibberellin; Et: Êtilen; Au: Auxin; [TC]n: Trình tự lặp giàu -TC-; To: Nhiệt độ; [H2O]: Hạn. Tương tự, CRE đáp ứng bất lợi cũng được tìm kiếm trên vùng promoter của các gen MeNF-YB ở sắn. Tìm kiếm bằng công cụ PlantCARE, 4 nhóm CRE, yếu tố đáp ứng nhiệt độ cao, yếu tố đáp ứng điều kiện lạnh, trình tự bám của MYB đáp ứng với hạn và trình tự lặp giàu -TC- liên quan đến khả năng phòng thủ đã được tiến hành khảo sát (Bảng 1). Promoter của tất cả các gen mã hóa NF-YB ở sắn đều chứa ít nhất 1 CRE đáp ứng bất lợi, mật độ của nhóm CRE này đạt xấp xỉ 1,23 CRE/gen. Đáng chú ý, vùng promoter của MeNF-YB12 và -YB14 đều chứa tất cả các CRE đáp ứng hạn, nhiệt độ (Bảng 1). Gần đây, tần suất phân bố của CRE đáp ứng bất lợi trên vùng promoter của nhóm gen mã hóa protein giàu methionin ở A. thaliana đã được ghi nhận đạt khoảng 0,54 CRE/gen (Chu et al., 2016). Những kết Tên gen CRE đáp ứng hóc môn CRE đáp ứng bất lợi ABA JA Gb Et Au [TC]n T o [H2O] MeNF-YB1 MeNF-YB2 MeNF-YB3 MeNF-YB4 MeNF-YB5 MeNF-YB6 MeNF-YB7 MeNF-YB8 MeNF-YB9 MeNF-YB10 MeNF-YB11 MeNF-YB12 MeNF-YB13 MeNF-YB14 MeNF-YB15 MeNF-YB16 MeNF-YB17 7Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 Hình 2. Mức độ biểu hiện của họ gen mã hóa NF-YB ở 7 mô trong điều kiện thường quả này đã cho thấy sự quy tụ một cách dày đặc CRE đáp ứng hóc môn và đáp ứng bất lợi trên promoter chứng tỏ họ gen MeNF-YB đóng vai trò quan trọng trong chống chịu điều kiện bất lợi, tương tự như những ghi nhận trước đây trên các đối tượng cây trồng khác (Zanetti et al., 2017). 3.2. Kết quả xây dựng cây phân loại của NF-YB liên quan đến tính chống chịu hạn Xây dựng cây phân loại có thể cho phép dự đoán chức năng của tiểu phần NF-YB ở sắn dựa vào những protein đã biết vai trò trên đậu tương (Quach et al., 2015) và A. thaliana (Nelson et al., 2007). Những thành viên của họ NF-YB ở sắn nếu được xác định nằm cùng nhánh với NF-YB ở đậu tương và/hoặc A. thaliana với giá trị cut-off lớn hơn 50%. Kết quả phân tích cây phân loại bằng công cụ MEGA (Kumar et al., 2016) được thể hiện ở hình 1. Hình 1. Cây phân loại của tiểu phần NF-YB ở sắn, đậu tương và A. thaliana Từ giá trị bootstrap trên nhánh của cây phân loại cho thấy các tiểu phần NF-YB có thể được chia làm 2 nhóm chính. Trong đó, nhóm 1 gồm 3 phân nhóm, lần lượt là 1A, 1B và 1C, trong khi chỉ có 3 thành viên MeNF-YB ở sắn thuộc nhóm 2. Đáng chú ý, 3 thành viên của họ NF-YB ở sắn được xác định nằm cùng với một số NF-YB ở đậu tương và A. thaliana (Hình 1). Cụ thể, AtNF-YB01, được ghi nhận gần đây có liên quan đến tính chống chịu ở A. thaliana (Nelson et al., 2007), cùng nhánh với thành viên MeNF-YB12. Bên cạnh đó, 2 thành viên của họ NF-YB ở đậu tương, GmNF-YB06 và GmNF-YB02 (Quach et al., 2015), lần lượt nằm cùng phân lớp với MeNF-YB16 và MeNF-YB14 (Hình 1). Trước đó, các protein nằm trong cùng một nhánh trên cây phân loại thường chia sẻ chức năng tương tự nhau (Ha et al., 2014). Như vậy, 3 gen mã hóa MeNF- YB12, -YB14 và -YB16 có thể đáp ứng với điều kiện hạn, tương tự như các NF-YB tương đồng trên đậu tương (Quach et al., 2015) và A. thaliana (Nelson et al., 2007). 3.3. Kết quả phân tích dữ liệu biểu hiện của gen mã hóa NF-YB Trong nghiên cứu này, mức độ biểu hiện của họ gen mã hóa NF-YB ở sắn được phân tích dựa trên dữ liệu microarray (Wilson et al., 2017). Kết quả cho thấy tất cả các gen MeNF-YB đều có biểu hiện ở 7 cơ quan chính trên cây. Đặc biệt, 4 gen MeNF-YB được xác định có biểu hiện mạnh ở tất cả mẫu mô, đồng thời đặc thù ở ít nhất 1 vị trí (Hình 2). Trong đó, MeNF-YB2 biểu hiện đặc thù ở thân và củ, MeNF- YB12 được tập trung mạnh ở củ và chồi bên. Trước đó, 2 gen này cũng đã được xác định có biểu hiện đặc thù lần lượt ở mô sẹo phôi hóa và mô phân sinh đỉnh rễ (Chu Đức Hà và ctv., 2017). Bên cạnh đó, hai gen MeNF-YB5 và -YB14 cũng có biểu hiện mạnh ở củ (Hình 2). MeNF-YB11 MeNF-YB9 GmNF-YB19 GmNF-YB32 GmNF-YB01 MeNF-YB2 MeNF-YB5 MeNF-YB17 MeNF-YB4 GmNF-YB15 GmNF-YB09 GmNF-YB27 MeNF-YB15 MeNF-YB10 MeNF-YB7 MeNF-YB12 AtNF-YB01 GmNF-YB04 MeNF-YB14 GmNF-YB02 GmNF-YB24 MeNF-YB16 GmNF-YB06 MeNF-YB3 MeNF-YB8 MeNF-YB13 MeNF-YB1 MeNF-YB6 100 100 100 99 99 80 99 69 66 56 93 62 96 55 84 54 68 9890 71 65 96 65 1 A 1 B 1 C 2 Có biểu hiện Có biểu hiện đặc thù Có xu hướng biểu hiện mạnh 8Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 Phân tích cho thấy, MeNF-YB12 và -YB14 được dự đoán có thể đáp ứng với điều kiện hạn (Hình 1), 2 gen này đều biểu hiện mạnh ở 7 mô chính trong điều kiện thường (Hình 2). Vùng promoter của 2 gen này đều chứa các CRE đáp ứng bất lợi và hóc môn (Bảng 1). Hơn nữa, yếu tố ABRE được tìm thấy trên vùng promoter của gen MeNF-YB14 (Bảng 1). Có thể thấy rằng, 2 gen này đóng vai trò quan trọng trong cơ chế đáp ứng và chống chịu với điều kiện ngoại cảnh ở sắn. Trong đó, MeNF-YB14 và -YB12 có thể đáp ứng với điều kiện hạn thông qua con đường phụ thuộc và không phụ thuộc ABA. IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận Vùng promoter của họ gen mã hóa NF-YB ở sắn chứa số lượng lớn CRE đáp ứng hóc môn và đáp ứng bất lợi. Trong đó, tất cả các CRE đáp ứng bất lợi đều được xác định trên vùng promoter của 2 gen MeNF- YB12 và -YB14. Tiểu phần NF-YB ở sắn, đậu tương và A. thaliana được chia làm 2 nhóm chính trên cây phân loại. Ba thành viên, MeNF-YB12, -YB14 và -YB16 được xác định tương đồng và xếp cùng nhánh với các NF-YB đậu tương và A. thaliana liên quan đến tính chống chịu hạn. Các gen MeNF-YB có biểu hiện ở 7 cơ quan chính trên cây trong điều kiện thường. Gen MeNF- YB2 biểu hiện đặc thù ở thân và củ trong khi MeNF- YB12 được xác định đặc thù ở củ và chồi bên. Hai gen MeNF-YB5 và -YB14 có biểu hiện mạnh ở củ. MeNF-YB14 và -YB12 có thể liên quan đến tính chống chịu với điều kiện hạn thông qua cơ chế phụ thuộc và không phụ thuộc ABA. 4.2. Đề nghị Mức độ biểu hiện của các gen mã hóa NF-YB ở sắn sẽ được định lượng trong nghiên cứu tiếp theo nhằm kiểm chứng khả năng đáp ứng của gen trong điều kiện bất lợi. TÀI LIỆU THAM KHẢO Chu Đức Hà, Lê Thị Thảo, Lê Quỳnh Mai, Phạm Thị Lý Thu, 2017. Xác định các gen mã hóa Nuclear factor-YB trên sắn (Manihot esculenta Crantz) bằng công cụ tin sinh học. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, 33(1S): 133-137. Chu, H. D., Le, Q. N., Nguyen, H. Q., Le, D. T., 2016. Genome-wide analysis of gene encoding methionine- rich proteins in Arabidopsis and soybean suggesting their roles in the adaptation of plants to abiotic stress. Int J Genomics, 2016: 1-8. Goodstein, D. M., Shu, S., Howson, R., Neupane, R., Hayes, R. D., Fazo, J., Mitros, T., Dirks, W., Hellsten, U., Putnam, N., Rokhsar, D. S., 2012. Phytozome: A comparative platform for green plant genomics. Nucleic Acids Res, 40 (Database issue): D1178-D1186. Ha, C. V., Esfahani, M. N., Watanabe, Y., Tran, U. T., Sulieman, S., Mochida, K., Nguyen, D. V., Tran, L. S., 2014. Genome-wide identification and expression analysis of the CaNAC family members in chickpea during development, dehydration and ABA treatments. PloS One, 9(12): e114107. Kumar, S., Stecher, G., Tamura, K., 2016. MEGA7: Molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets. Mol Biol Evol, 33(7): 1870-1874. Laloum, T., De Mita, S., Gamas, P., Niebel, A., 2013. CCAAT-box binding transcription factors in plants: Y so many? Trends Plant Sci, 18(3): 157-166. Lescot, M., Déhais, P., Thijs, G., Marchal, K., Moreau, Y., Van de Peer, Y., Rouzé, P., Rombauts, S., 2002. PlantCARE, a database of plant cis-acting regulatory elements and a portal to tools for in silico analysis of promoter sequences. Nucleic Acids Res, 30(1): 325-327. Nelson, D. E., Repetti, P. P., Adams, T. R., Creelman, R. A., Wu, J., Warner, D. C., Anstrom, D. C., Bensen, R. J., Castiglioni, P. P., Donnarummo, M. G., Hinchey, B. S., Kumimoto, R. W., Maszle, D. R., Canales, R. D., Krolikowski, K. A., Dotson, S. B., Gutterson, N., Ratcliffe, O. J., Heard, J. E., 2007. Plant nuclear factor Y (NF-Y) B subunits confer drought tolerance and lead to improved corn yields on water-limited acres. Proc Natl Acad Sci U S A, 104(42): 16450-16455. Quach, T. N., Nguyen, H. T., Valliyodan, B., Joshi, T., Xu, D., Nguyen, H. T., 2015. Genome-wide expression analysis of soybean NF-Y genes reveals potential function in development and drought response. Mol Genet Genomics, 290(3): 1095-1115. Wilson, M. C., Mutka, A. M., Hummel, A. W., Berry, J., Chauhan, R. D., Vijayaraghavan, A., Taylor, N. J., Voytas, D. F., Chitwood, D. H., Bart, R. S., 2017. Gene expression atlas for the food security crop cassava. New Phytol, 213(4): 1632-1641. Zanetti, M. E., Ripodas, C., Niebel, A., 2017. Plant NF-Y transcription factors: Key players in plant-microbe interactions, root development and adaptation to stress. Biochim Biophys Acta, 1860(5): 645-654. 9Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 Study on structure of genes encoding Nuclear factor-YB subunit associated with drought tolerance in cassava Chu Duc Ha, La Viet Hong, Le Hoang Thu Phuong, Le Thi Thao, Hoang Thi Thao, Pham Thi Ly Thu Abstract Nuclear factor-YB (NF-YB), one of three basic subunits formed Nuclear factor-Y, is considered to play important roles in various biological processes in the plant cell. In this study, various hormone- and stress- responsive cis- regulatory elements were found in the promoter regions of 17 identified MeNF-YB genes. Among them, promoter regions of MeNF-YB12 and -YB14 genes were predicted to contain many stress- responsive regulatory elements. Construction of phylogenetic tree showed that MeNF-YB12, -YB14 and -YB16 were clustered into the same branches with well- known NF-YB in soybean and Arabidopsis thaliana, suggesting that these members might be linked to drought tolerance. MeNF-YB genes were expressed in 7 major organs in plant in normal condition. Interestingly, MeNF-YB2 and -YB12 were exclusively expressed in stem, storage root and root, lateral bud, respectively. Additionally, MeNF- YB5 and -YB14 were also strongly expressed in roots. Our results suggested that MeNF-YB14 and -YB12 might be responsive to drought condition in cassava. Keywords: Nuclear factor-YB, cassava, stress condition, promoter, expression profile Ngày nhận bài: 26/3/2018 Ngày phản biện: 5/4/2018 Người phản biện: TS. Dương Xuân Tú Ngày duyệt đăng: 10/5/2018 1 Viện Di truyền Nông nghiệp - Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2 Khoa Sinh - Kỹ thuật nông nghiệp, Đại học Sư phạm Hà Nội 2 ĐỊNH DANH VÀ PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA HỌ GEN LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG RA HOA Ở SẮN Chu Đức Hà1, Trần Thị Kiều Trang1,2, Phạm Phương Thu2, La Việt Hồng2, Phạm Thị Lý Thu1 TÓM TẮT Quá trình ra hoa ở thực vật là một cơ chế rất phức tạp, do ảnh hưởng của yếu tố môi trường và liên quan đến sự biểu hiện của các gen. Trong nghiên cứu này, nhóm gen Flowering locus T (FT) được xác định, định danh và phân tích trên hệ gen của giống sắn mô hình AM560-2. Kết quả đã tìm thấy 10 gen mã hóa FT, được phân bố rải rác trên vùng đầu mút của các nhiễm sắc thể. Các gen mã hóa 4 nhóm protein đóng vai trò quan trọng trong cơ chế nở hoa của thực vật được xác định là MeFT01, FT05 và FT09, các gen này mã hóa protein tương tự với ‘Centroradialis’ và 3 gen (MeFT03, FT04, FT07) mã hóa protein ‘Terminal flower’. Tiếp theo, MeFT02, FT10 và MeFT06, FT08 lần lượt mã hóa protein tương đồng với ‘Mother of FT and TFL’ và ‘Heading date’. Dựa trên trình tự nucleotit đã khai thác, tỷ lệ G C và kích thước vùng gen của họ MeFT đa dạng, trong khi kích thước đoạn mã hóa và sự sắp xếp exon/intron của các gen này rất giống nhau. Kết quả này đã chỉ ra rằng họ gen mã hóa FT ở sắn rất bảo thủ. Từ khóa: Sắn, ra hoa, tin sinh học, cấu trúc, flowering locus T, xác định I. ĐẶT VẤN ĐỀ Sắn (Manihot esculenta Crantz), là một trong bốn đối tượng cây trồng có giá trị sử dụng cao trong cơ cấu kinh tế ở Việt Nam. Với hàm lượng tinh bột cao, sắn có thể được sử dụng làm lương thực cũng như chế biến thức ăn chăn nuôi. Đồng thời, đây cũng là một nguồn yếu tố đầu vào quan trọng cho ngành công nghiệp nhiên liệu tái tạo hiện nay. Các hướng nghiên cứu chính gần đây tập trung vào nhận dạng, phân loại giống, chọn giống bằng xử lý đột biến và bằng chỉ thị phân tử. Tuy nhiên, một trong những trở ngại lớn nhất hiện nay trong công tác lai giống là xử lý ra hoa tập trung ở sắn, nhằm nâng cao sản lượng, chất lượng và tăng lợi nhuận. Về bản chất, quá trình ra hoa được quy định bởi yếu tố di truyền (kiểu gen) và ảnh hưởng của yếu tố môi trường, như nhiệt độ, thời gian chiếu sáng (Cho et al., 2017). Trong đó, hầu hết các gen quy định khả năng ra hoa được chứng minh có liên quan đến 6 chu trình, xuân hóa (vernalization), quang 10 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 chu kỳ (photoperiod), đồng hồ sinh học (circadian clock), nhiệt độ (temperature), hóc môn gibberellin, tuổi (age) và tự điều khiển (autonomous) (Fornara et al., 2010). Trong đó, hoạt động của 3 nhóm gen chính, Flowering locus T (FT), Leafy và Suppressor of overexpression of constans 1 được chứng minh là tham gia trực tiếp vào cơ chế ra hoa ở thực vật (Fornara et al., 2010). Chính vì vậy, tìm hiểu về họ gen liên quan đến khả năng ra hoa không những giúp các nhà khoa học có thể điều khiển được quá trình giao phấn theo ý muốn mà còn nắm được nguyên lý trong giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng và sinh thực ở cây trồng. Trong nghiên cứu này, các gen FT đã lần đầu tiên được tìm kiếm và xác định trên hệ gen của giống sắn mô hình AM560-2. Một số thông tin cơ bản, như mã định danh, vị trí phân bố trên nhiễm sắc thể (NST) của họ gen FT đã được xác định. Đồng thời, các đặc tính cơ bản và cấu trúc của họ gen FT liên quan đến sự nở hoa ở sắn đã được phân tích. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Hệ gen và hệ protein của giống sắn AM560-2 (Bredeson et al., 2016) được cung cấp từ cơ sở dữ liệu Phytozome (Goodstein et al., 2012) và NCBI (Bioproject: PRJNA234389). 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tìm kiếm FT ở sắn: At1G65480, protein FT ở Arabidopsis thaliana (Fornara et al., 2010) được khai thác để sàng lọc toàn bộ protein tương đồng trên hệ protein của sắn (Bredeson et al., 2016) bằng công cụ BlastP. Thuật toán được điều chỉnh với giá trị E-value < 1e-20, độ xác định (identity) > 50 %, độ bao phủ (coverage) > 60 %, kích thước phân tử được tìm kiếm > 60 axit amin (Wang et al., 2017). - Phương pháp xác định thông tin của gen mã hóa FT ở sắn: Trình tự axit amin của protein đã xác định được sử dụng để đối chiếu trên cơ sở dữ liệu gen mã hóa protein của sắn (Bredeson et al., 2016). Vị trí phân bố của gen được khai thác trên Phytozome (Goodstein et al., 2012). - Phương pháp phân tích cấu trúc của gen mã hóa FT ở sắn: Kích thước và thành phần nucleotit của gen mã hóa FT ở sắn được tính toán bằng công cụ BioEDIT (Hall, 1999). Số lượng exon/intron được phân tích bằng GSDS (Hu et al., 2015). - Phương pháp xây dựng cây phân loại của FT ở sắn: Trình tự axit amin của các thành viên của họ FT ở sắn được sử dụng để thiết lập cây phân loại bằng phương pháp Neighbor-Joining trên công cụ MEGA (Kumar et al., 2016). 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện tại Bộ môn Sinh học phân tử - Viện Di truyền Nông nghiệp từ tháng 6/2017 đến tháng 1/2018. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả xác định họ gen mã hóa FT ở sắn Đầu tiên, tất cả protein tương đồng với At1G65480 được tìm kiếm trên hệ protein của giống sắn AM560-2. Dựa trên tiêu chí sàng lọc, tổng số 10 protein đã được xác định với giá trị E-value có ý nghĩa. Trình tự axit amin của protein, trình tự nucleotit của vùng gen (genomic region) và vùng mã hóa (coding DNA sequence, CDS) sau đó được thu thập và sử dụng cho phân tích tiếp theo. Tiếp theo, đối chiếu trình tự protein trên cơ sở dữ liệu NCBI, một số thông tin cơ bản về các mã định danh của gen mã hóa FT ở sắn đã được xác định. Kết quả được trình bày ở bảng 1. Bảng 1. Thông tin cơ bản về họ gen mã hóa FT ở sắn Ghi chú: Thông tin được khai thác từ 1Phytozome và 2NCBI (Bioproject: PRJNA234389). STT Tên gen Mã locus1,2 Mã định danh protein2 Mã định danh gen2 Ký hiệu gen2 1 MeFT01 Manes.04G004700 XP_021611344 XM_021755652 LOC110614163 2 MeFT02 Manes.06G008200 XP_021617060 XM_021761368 LOC110618238 3 MeFT03 Manes.08G024500 XP_021620067 XM_021764375 LOC110620581 4 MeFT04 Manes.09G056300 XP_021624473 XM_021768781 LOC110623760 5 MeFT05 Manes.11G161100 XP_021628960 XM_021773268 LOC110627046 6 MeFT06 Manes.12G001600 XP_021631372 XM_021775680 LOC110628860 7 MeFT07 Manes.13G011900 XP_021633534 XM_021777842 LOC110630377 8 MeFT08 Manes.13G000800 XP_021633631 XM_021777939 LOC110630433 9 MeFT09 Manes.14G027800 XP_021592756 XM_021737064 LOC110600257 10 MeFT10 Manes.16G019600 XP_021597145 XM_021741453 LOC110603642 11 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 Gần đây, ít nhất 7 thành viên của họ gen FT đã được ghi nhận trên củ cải (Raphanus sativus) (Wang et al., 2017). Các gen này đều tương đồng với gen mã hóa FT (At1G65480) ở A. thaliana (Fornara et al., 2010). Ngoài ra, ít nhất khoảng 5 gen của họ FT cũng được xác định lần lượt trên lúa mỳ (Triticum aestivum) và lúa mạch (Hordeum vulgare) (Peng et al., 2015). Xét tổng thể, một số lượng lớn các gen, 160 gen ở A. thaliana, 254 gen ở R. sativus, 264 gen ở Brassica oleracea và 278 gen ở B. rapa, có liên quan đến cơ chế nở hoa (Peng et al., 2015, Wang et al., 2017). Như vậy, 10 gen mã hóa FT được tìm thấy trong nghiên cứu này đã cung cấp những dẫn liệu đầu tiên về cơ chế nở hoa ở sắn ở mức độ phân tử. 3.2. Kết quả xác định vị trí phân bố và chú giải chức năng của gen FT ở sắn Tiếp theo, vị trí phân bố và chú giải chức năng của gen MeFT được khai thác trên NCBI (Bảng 2). Các gen thành viên của họ gen FT phân bố ngẫu nhiên hệ gen, không có gen nào phân bố trên vùng chưa xác định (unplaced scaffold). Đáng chú ý, tất cả các gen MeFT đều nằm ở phần đầu mút của NST (subtelomere). Trước đó, đầu mút của NST đã được chứng minh là vùng đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân bào ở một số loài thực vật, giúp các NST tương đồng nhận biết và bắt cặp với nhau (Calderón et al., 2014). Bên cạnh đó, chức năng của từng gen MeFT cũng được xác định và chú giải dựa bản giải mã của sắn. Ba gen, MeFT01, FT05 và FT09 quy định protein tương đồng với ‘Centroradialis’ (CEN), trong khi MeFT03, FT04 và FT07 mã hóa protein tương tự với ‘Terminal flower’ (TFL). Ngoài ra, MeFT02, FT10 và MeFT06, FT08 lần lượt mã hóa protein tương đồng với ‘Mother of FT and TFL’ (MFT) và ‘Heading date’ (HD). Một số nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, các gen mã hóa FT này, liên quan đến TFL, MFT, CEN và HD, có thể liên quan trực tiếp quá trình ra hoa ở thực vật thông qua 6 cơ chế chính như đã đề cập (Fornara et al., 2010, Peng et al., 2015, Wang et al., 2017). 3.3. Kết quả phân tích thành phần và cấu trúc của họ gen mã hóa FT ở sắn Trong nghiên cứu này, 4 đặc điểm chính của gen, bao gồm tỷ lệ giữa 2 cặp nucleotit A=T/G C (%), số lượng exon/intron, kích thước vùng gen và đoạn CDS (bp) đã được khai thác. Những thông tin cơ bản này có thể cung cấp cái nhìn tổng quát về họ gen FT ở sắn, từ đó so sánh với các loài thực vật khác. Tỷ lệ giữa 2 cặp nucleotit A=T/G C và kích thước gen của 10 thành viên của họ MeFT ở sắn khá đa dạng. Cụ thể, tỷ lệ của G C dao động từ 26,5 (MeFT08) đến 42,86 % (MeFT10), trong khi chiều dài gen trải dài từ 937 (MeFT03) đến 3717 bp (MeFT08) (Bảng 3). Về mặt lý thuyết, tỷ lệ G C là một trong những yếu tố quyết định mức độ bền vững và kích thước của một gen (Oliver and Marín, 1996). Ở đây, tỷ lệ G C có xu hướng tương quan nghịch với kích thước vùng gen mã hóa FT ở sắn (Bảng 3). Kết quả khai thác chiều dài đoạn CDS đã cho thấy sự tương đồng của các gen MeFT ở sắn. Đoạn CDS của các gen này có sự sai lệch rất nhỏ, tập trung từ 519 đến 528 bp (Bảng 3). Không chỉ có vậy, tất cả thành viên của họ gen mã hóa FT ở sắn đều có 4 exon/3 intron (Bảng 3, Hình 1). Những phân tích này cho thấy họ gen MeFT ở sắn rất bảo thủ. Tương tự, những nghiên cứu về các gen liên quan đến quá trình nở hoa ở A. thaliana, lúa mỳ, lúa mạch và củ cải cũng đã kiểm chứng sự toàn vẹn này (Peng et al., 2015, Wang et al., 2017). Bảng 2. Kết quả phân tích vị trí phân bố và chức năng của gen mã hóa FT ở sắn Ghi chú: Thông tin được khai thác từ 1Phytozome (Goodstein et al., 2012) và 2NCBI (Bredeson et al., 2016). NST: Nhiếm sắc thể. F: Sợi xuôi, R: Sợi ngược. STT Tên gen Vị trí phân bố1,2 Chú giải chức năng gen2 1 MeFT01 NST04:526345..527458 F CEN-like 2 2 MeFT02 NST06:1278556..1280523 F MFT isoform X1 3 MeFT03 NST08:2270218..2271154 R TFL 1 4 MeFT04 NST09:7249018..7250042 F TFL 1-like 5 MeFT05 NST11:26969704..26970969 R CEN-like 4 6 MeFT06 NST12:268106..270092 R HD 3A-like 7 MeFT07 NST13:1124748..1126420 F TFL 1-like 8 MeFT08 NST13:26055 0..264266 R HD 3A-like 9 MeFT09 NST14:2306623..2307960 F CEN-like 1 10 MeFT10 NST16:1944899..1946025 R MFT-like 12 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 MeFT03 MeFT07 MeFT04 MeFT01 MeFT05 MeFT09 MeFT06 MeFT08 MeFT10 MeFT02 100 100 100 50 100 51 84 : Đoạn exon : Đoạn intron : Vùng thượng/hạ nguồn 5’ 3’ 0 bp 1000 bp 2000 bp 3000 bp Bảng 3. Đặc điểm cơ bản của họ gen mã hóa FT ở sắn Hình 1. Cấu trúc của họ gen mã hóa FT ở sắn được sắp xếp theo cây phân loại Xây dựng cây phân loại cho thấy các gen cùng phân nhóm thường có đặc tính và cấu trúc giống nhau. Cụ thể, MeFT03, FT07 và FT04 quy định protein tương đồng TFL cùng nằm trong 1 nhóm. Hai gen, MeFT01 và FT05, nằm cùng phân nhóm và mã hóa protein tương đồng với CEN. Tương tự, MeFT06, FT08 (mã hóa HD-like) và MeNF02, FT10 (mã hóa MFT-like) lần lượt nằm trên cùng phân nhóm. IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận Đã xác định được 10 gen mã hóa FT ở hệ gen của giống sắn mô hình AM560-2. Các gen này phân bố rải rác trên vùng đầu mút của nhiễm sắc thể. Chú giải chức năng cho thấy các gen MeFT có thể được chia làm 4 nhóm chính. Gen MeFT01, FT05 và FT09 mã hóa protein tương đồng với CEN. Nhóm 2 gồm 3 gen, MeFT03, FT04 và FT07, liên quan đến protein tương tự với TFL. Hai gen, MeFT02 và FT10 mã hóa protein tương đồng MFT, trong khi nhóm 4 chứa MeFT06 và FT08 mã hóa protein HD. Đây đều là những nhóm protein đóng vai trò quan trọng, điều khiển quá trình ra hoa ở thực vật. Phân tích cấu trúc gen cho thấy tỷ lệ G C và kích thước vùng gen của các gen MeFT rất đa dạng. Trong khi đó, kích thước đoạn CDS và số lượng exon/ intron của các gen MeFT rất tương đồng cho thấy họ gen mã hóa FT ở sắn rất bảo thủ và toàn vẹn. 4.2. Đề nghị Ngoài ra, sự tương đồng và bảo thủ về cấu trúc của các gen nằm cùng phân nhóm có thể gợi mở ra những giả thuyết về hiện tượng lặp trong họ gen mã hóa FT ở sắn. Những nghiên cứu tiếp theo sẽ giải thích những vấn đề này và xác định mức độ đáp ứng của các gen FT trong các điều kiện trên cây sắn. TÀI LIỆU THAM KHẢO Bredeson, J. V., Lyons, J. B., Prochnik, S. E., Wu, G. A., Ha, C. M., Edsinger-Gonzales, E., Grimwood, J., Schmutz, J., Rabbi, I. Y., Egesi, C., Nauluvula, P., Ndunguru, J., Mkamilo, G., Bart, R. S., Setter, T. L., Gleadow, R. M., Kulakow, P., Ferguson, M. E., Rounsley, S., Rokhsar, D. S., 2016. Sequencing wild and cultivated cassava and related species reveals extensive interspecific hybridization and genetic diversity. Nat Biotechnol, 34(5): 562-570. Calderón, M. d. C., Rey, M.-D., Cabrera, A., Prieto, P., 2014. The subtelomeric region is important for chromosome recognition and pairing during meiosis. Sci Rep, 4(6488): 1-6. Cho, L.-H., Yoon, J., An, G., 2017. The control of flowering time by environmental factors. Plant J, 90(4): 708-719. Fornara, F., de Montaigu, A., Coupland, G., 2010. SnapShot: Control of flowering in Arabidopsis. Cell, 141(3): 1-2. Goodstein, D. M., Shu, S., Howson, R., Neupane, R., Hayes, R. D., Fazo, J., Mitros, T., Dirks, W., Hellsten, U., Putnam, N., Rokhsar, D. S., 2012. Phytozome: A comparative platform for green plant genomics. Nucleic Acids Res, 40 (Database issue): D1178-D1186. Hall, T. A., 1999. BioEdit: A user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. Nucleic Acids Symp Ser, 41: 95-98. Hu, B., Jin, J., Guo, A. Y., Zhang, H., Luo, J., Gao, G., 2015. GSDS 2.0: An upgraded gene feature visualization server. Bioinformatics, 31(8): 1296-1297. STT Tên gen Tỷ lệ G C (%) Kích thước vùng gen (bp) Kích thước CDS (bp) Số lượng exon 1 MeFT01 38,87 1114 525 4 2 MeFT02 26,88 1968 519 4 3 MeFT03 35,97 937 519 4 4 MeFT04 37,85 1025 519 4 5 MeFT05 35,78 1266 525 4 6 MeFT06 36,99 1987 528 4 7 MeFT07 31,74 1673 519 4 8 MeFT08 26,50 3717 528 4 9 MeFT09 39,24 1338 522 4 10 MeFT10 42,86 1127 528 4 13 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 Kumar, S., Stecher, G., Tamura, K., 2016. MEGA7: Molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets. Mol Biol Evol, 33(7): 1870-1874. Oliver, J. L., Marín, A., 1996. A relationship between GC content and coding-sequence length. J Mol Evol, 43(3): 216-223. Peng, F. Y., Hu, Z., Yang, R. C., 2015. Genome-wide comparative analysis of flowering-related genes in Arabidopsis, wheat, and barley. Int J Plant Genomics, 2015: 1-17. Wang, J., Qiu, Y., Cheng, F., Chen, X., Zhang, X., Wang, H., Song, J., Duan, M., Yang, H., Li, X., 2017. Genome-wide identification, characterization, and evolutionary analysis of flowering genes in radish (Raphanus sativus L.). BMC Genomics, 18(981): 1-10. Identification and structural analysis of flowering genes in cassava Chu Duc Ha, Tran Thi Kieu Trang, Pham Phuong Thu, La Viet Hong, Pham Thi Ly Thu Abstract The flowering in plants is known as a complicated mechanism that highly effected by various environmental conditions and gene expressions. In this study, the Flowering locus T (FT) gene family has been initially identified, annotated and structural analyzed in the AM560-2 genome. As a result, 10 genes encoding FT were found to be located on the subtelomeric regions of the chromosomes with an uneven ratio. Interestingly, it was found that these gene members also encoded 4 protein groups, which were well-established to play critical roles in the flowering time in plants. Particularly, MeFT01, FT05 and FT09 were annotated to encode the Centroradialis-like proteins, while MeFT03, FT04 and FT07 encoded Terminal flower-like. Next, MeFT02, FT10 and MeFT06, FT08 were also found to encode Mother of FT-TFL and Heading date-like, respectively. Based on the nucleotide sequences, G C contents and the length of genomic sequences of MeFT gene family varied, whereas the length of coding DNA sequences and the exon/intron organization of these genes were completely conserved. The study data indicated that genes encoding FT in cassava were highly preserved. Keywords: Cassava, flowering time, bioinformatics, structure, flowering locus T, identification Ngày nhận bài: 15/4/2018 Ngày phản biện: 18/4/2018 Người phản biện: TS. Vũ Thị Thu Hiền Ngày duyệt đăng: 10/5/2018 1 Viện Di truyền Nông nghiệp, VAAS; 2 Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNH BỆNH BẠC LÁ VÀ RẦY NÂU CỦA TẬP ĐOÀN LÚA PHỔ BIẾN TRONG SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM Nguyễn Thị Minh Nguyệt1, Nguyễn Bá Ngọc1, Nguyễn Thị Nhài1, Chu Đức Hà1, Bùi Thị Hợi1, Nguyễn Thanh Tuấn2, Lê Hùng Lĩnh1 TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, bộ giống lúa phổ biến trong sản xuất đã được đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá và rầy nâu. Từ nguồn chủng vi khuẩn bạc lá thu thập ở miền Bắc, đã xác định được chủng X22.2 (Hà Nội), X12.4 (Bắc Giang), X17 (Thanh Hóa) và X15-1 (Nghệ An) có độc tính mạnh. Khảo sát trên các dòng, giống lúa cho thấy giống ĐB6, TH6 và dòng 14 có khả năng kháng - kháng vừa với hầu hết các chủng bạc lá, trong khi hầu hết các giống lúa phổ biến trong sản xuất tại Đồng bằng sông Cửu Long mẫn cảm với các nguồn bạc lá thu từ các tỉnh miền Bắc. Đánh giá mức độ kháng rầy nâu của tập đoàn lúa cho thấy rằng hầu hết các giống lúa đều nhiễm rầy nâu. Giống OM6600 và OM6976 thể hiện tính kháng với rầy nâu nhưng khá mẫn cảm với bạc lá. Từ nghiên cứu này, cần thiết phải có chiến lược cải thiện giống lúa phổ biến trong sản xuất bằng cách quy tụ các gen kháng thông qua kỹ thuật chọn giống nhờ chỉ thị phân tử. Từ khóa: Đánh giá, bạc lá, rầy nâu, lúa. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Lúa (Oryza sativa) là cây lương thực quan trọng và chiếm diện tích sản xuất lớn nhất nước ta. Tuy nhiên, ngành sản xuất lúa gạo của Việt Nam đang đối diện với nhiều khó khăn do ảnh hưởng của tình trạng biến đổi khí hậu. Một trong những nguyên nhân gây ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây lúa, làm giảm sụt năng suất và chất lượng gạo 14 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 là sự phát triển không kiểm soát được của sâu bệnh hại (Helliwell and Yang, 2013). Trong đó, bạc lá do Xanthomonas oryzae và rầy nâu (Nilaparvata lugens) được xem là hai trong số nhiều loại sâu bệnh gây thiệt hại nặng nề nhất cho năng suất và chất lượng của lúa gạo hiện nay (Hu et al., 2016, Kottapalli et al., 2007). Bạc lá và rầy nâu có thể làm giảm từ 25 ÷ 50% năng suất lúa bình quân, gây thiệt hại không nhỏ đến ngành sản xuất lúa gạo trên thế giới. Để giải quyết vấn đề này, các chương trình chọn dòng tích hợp đa gen từ giống mang gen kháng đã được phát triển mạnh và phổ biển ở các nước hiện nay (Pradhan et al., 2015; Zhang, 2007). Trong nghiên cứu này, tập đoàn lúa thương mại thu thập từ các vùng sinh thái đã được sử dụng làm nguyên liệu để đánh giá khả năng kháng/nhiễm với bệnh bạc lá và rầy nâu. Kết quả của nghiên cứu này có thể cung cấp cái nhìn toàn diện cũng như kiểm chứng về mức độ kháng sâu bệnh của các giống lúa phổ biến trong sản xuất hiện nay, từ đó có thể đưa ra các chiến lược lâu dài nhằm cải tiến tính chống chịu ở cây lúa. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Tập đoàn 50 giống lúa phổ biến trong sản xuất tại Việt Nam được cung cấp từ Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, Viện Khoa học Duyên hải Nam Trung bộ và Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long (Bảng 1). Bộ 10 chủng vi khuẩn X. oryzae có độc tính cao và ổn định, đặc trưng cho miền Bắc và miền Trung Việt Nam được thu thập và lưu trữ tại Viện Di truyền Nông nghiệp. Quần thể rầy nâu có độc tính cao và ổn định, đặc trưng cho miền Bắc Việt Nam được nhân nuôi tại Viện Di truyền Nông nghiệp (Nguyễn Thị Minh Nguyệt và ctv., 2018). Bảng 1. Tập đoàn giống phổ biến trong sản xuất trong nghiên cứu này TT Tên giống Nguồn gốc giống TT Tên giống Nguồn gốc giống 1 ML48 Công ty Nông Việt Phát 26 ĐH210 TT GCT Quảng Ngãi 2 OM4900 Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long 27 ĐH13 3 OM3536 28 ĐH 500 4 OM8923 29 ĐH191 5 OM6161 30 ĐH99-81 6 OM7347 31 ĐH 6-1 7 OM4218 32 ĐH 815-6 8 OM6600 33 ĐH 15-1 9 AN26-1 Viện KHKT Nông nghiệp Duyên hải Nam Trung bộ 34 ĐB6 Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm 10 AN20-6 35 DÒNG 14 11 AN1 36 HTD8 12 ANS1 37 PC26 13 AN27 38 AN12 OM576/IR50404 14 ANS2 39 AN18 OM4498/ML2002 15 MT10 40 DT45 Viện Di truyền Nông nghiệp 16 OM6976 Công ty GCT Trung Ương 41 TH6 Trại giống Ma Lâm 17 RVT 42 Xi23 Viện KHKTNN Việt Nam 18 ĐH11 Công ty ĐT & PTNN Hải Phòng 43 KD28 Công ty Nông Lâm Nghiệp TBT 19 SH2 TT ƯD TBKH Hải Dương 44 ML214 TT GCT Bình Thuận 20 ML202 Công ty GCT Đông Nam 45 PY1 TT GCT Phú Yên 21 TBR36 Công ty GCT Thái Bình 46 VN121 Công ty GCT Miền Nam 22 Bắc Thịnh Công ty GCT Bắc Trung bộ 47 PC6 Công ty GCT Quảng Bình 23 AN11 OMCS2000/ML4 48 SV181 24 M1 NĐ Công ty Cường Tân 49 ML49 Trại giống Ma Lâm 25 13-Feb Viện Bảo vệ thực vật 50 ĐV108 Trung Quốc 15 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 Hình 1. Khảo sát bệnh bạc lá trên tập đoàn lúa trong nghiên cứu này. (A): Vết bệnh bạc lá. (B): Phân lập chủng bạc lá trên môi trường. (C): Lây nhiễm bệnh trên đồng ruộng. 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá: Khuẩn bạc lá được hoạt hóa và nhân nhanh trong môi trường PSA (Peptone-sucrose-agar) ở 28oC (Fred et al., 2016). Dịch khuẩn pha loãng ở nồng độ 108 ÷ 109 CFU (Colony-forming unit) được sử dụng để lây nhiễm lá lúa trưởng thành 40 ÷ 45 ngày tuổi trên ruộng thí nghiệm dựa trên phương pháp lây nhiễm nhận tạo của IRRI (2002). Thang điểm đánh giá được xác định dựa trên quan sát chiều dài vết bệnh sau 15 lây nhiễm (IRRI, 2002). - Phương pháp đánh giá khả năng kháng rầy nâu: Rầy nâu tuổi 1 ÷ 2 được thả vào lồng thí nghiệm có khay mạ 10 ÷ 15 ngày tuổi với mật độ 4 ÷ 5 con/mạ. Sau khoảng 10 ÷ 15 ngày thả rầy, tiến hành quan sát và đánh giá triệu chứng gây tổn thương trên cây mạ. Thang điểm đánh giá khả năng kháng/nhiễm rầy nâu được phân tích dựa vào quan sát triệu chứng bệnh và tình trạng cây mạ theo tiêu chuẩn của IRRI (2002). - Phương pháp phân tích số liệu: Số liệu được phân tích bằng thuật toán định dạng theo điều kiện (conditional formatting) trong Microsoft Excel. Kết quả được mô hình hóa bằng công cụ Adobe Illustrator (định dạng .eps). III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Khả năng kháng bệnh bạc lá của tập đoàn lúa phổ biến trong sản xuất tại Việt Nam Khả năng kháng/nhiễm bệnh bạc lá của tập đoàn giống lúa thương mại đã được tiến hành bằng cách lây nhiễm các chủng vi khuẩn bạc lá trong điều kiện nhân tạo theo phương pháp được công bố gần đây (Fred et al., 2016). Trong đó, 10 chủng X. oryzae thu thập từ một số khu vực miền Bắc, bao gồm X12.4 tại Bắc Giang, X22.2 và VXO13 tại Hà Nội, VXO41 và NĐ4-2 tại Nam Định, X21.1, X17 và X19.2 tại Thanh Hóa và X5-1NA, X15-1 tại Nghệ An (Nguyễn Thị Minh Nguyệt và ctv., 2018) đã được lựa chọn để lây nhiễm trong nghiên cứu này. Dựa trên hệ thống đánh giá bệnh của IRRI (2002), các chủng X. oryzae có độc tính mạnh và giống lúa có khả năng kháng bạc lá đã được xác định (Hình 1). Cụ thể, chủng X22.2 thu thập tại Hà Nội được xác định có tính độc mạnh nhất trong nghiên cứu này, với 46 giống (chiếm 92%) bị nhiễm nhẹ - nhiễm (Bảng 2). Ba chủng, X12.4 (Bắc Giang), X17 (Thanh Hóa) và X15-1 (Nghệ An) được ghi nhận gây nhiễm nhẹ - nhiễm cho phần lớn giống phổ biến trong sản xuất. Trước đó, X12.4 cũng được cho rằng có độc tính cao nhất khi khảo sát kháng/nhiễm với tập đoàn 50 giống lúa bản địa (Nguyễn Thị Minh Nguyệt và ctv., 2018). Dựa trên kích thước vết bệnh, kết quả đã chỉ ra 5 giống thể hiện tính kháng tương đối tốt với bệnh bạc lá (Hình 1). Đáng chú ý, giống ĐB6, chọn tạo bằng phương pháp gây đột biến phóng xạ từ dòng 28R (Trung Quốc), có khả năng kháng - kháng vừa tất cả 10 chủng bạc lá. Bên cạnh đó, 2 giống, TH6 và Dòng 14 cũng cho kết quả kháng - kháng vừa với 9 chủng khuẩn (Bảng 2). Mặt khác, nghiên cứu này cũng đã xác định được 8 giống lúa kháng kém đối với bệnh bạc lá. Hầu hết các giống lúa sản xuất thương mại tại đồng bằng Sông Cửu Long đều nhiễm nặng với nguồn bạc lá thu thập tại miền Bắc và miền Trung (Bảng 2). Đặc biệt, giống lúa cao sản ngắn ngày OM8923 bị nhiễm tất cả các chủng khuẩn bạc lá. A B C 16 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 : Kháng : Kháng vừa : Nhiễm vừa - Nhiễm : Không xác định Bảng 2. Đánh giá tính kháng/nhiễm bệnh bạc lá của tập đoàn giống lúa TT Tên giống Bắc Giang Hà Nội Nam Định Thanh Hóa Nghệ AnX12.4 X22.2 VXO13 VX041 NĐ4-2 X19.2 X21.1 X17 X5-1NA X15-1 1 OM8923 2 OM4900 3 OM3536 4 OM6976 5 ĐH 815-6 6 AN1 7 SV181 8 ĐH 15-1 9 ĐH191 10 ĐH210 11 AN27 12 SH2 13 ĐH 500 14 ĐH 6-1 15 277 16 HTD8 17 TBR36 18 Xi23 19 ĐH11 20 ĐB6 21 ĐH13 22 DDH99-81 23 ML214 24 AN26-1 25 13-Feb 26 DÒNG 14 27 AN20 28 ML202 29 AN11 30 KD28 31 RVT 32 AN18 33 ĐV108 34 OM6600 35 ML48 36 ANS2 37 MT10 38 OM4218 39 DT45 40 PC6 41 PY1 42 AN12 43 ANS1 44 M1 NĐ 45 VN121 46 OM6161 47 ML49 48 TH6 49 PC26 50 Bắc Thịnh 17 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 Trước đó, tập đoàn lúa địa phương ở miền Bắc của Việt Nam cũng đã được sử dụng để khảo sát mức độ kháng/nhiễm với bệnh bạc lá trong các nghiên cứu gần đây. Giống Chiêm quáo Nghệ An và Chiêm ngập được ghi nhận có khả năng kháng bệnh bạc lá cao trong điều kiện nhà lưới (Lê Thị Thu Trang và ctv., 2016), trong khi 4 giống, Nanh chồn, Một bụi đỏ, Lúa Sết cách và Chệt xanh cũng thể hiện tính kháng vừa - kháng tốt với chủng bạc lá (Nguyễn Thị Minh Nguyệt và ctv., 2018). 3.2. Khả năng kháng rầy nâu của tập đoàn lúa phổ biến trong sản xuất tại Việt Nam Đánh giá khả năng kháng rầy nâu của tập đoàn giống lúa phổ biến trong sản xuất đã cho thấy tất cả các giống không thể hiện tính kháng với quần thể rầy nây thu thập tại phía Bắc của Việt Nam. Trong đó, 33 giống lúa (chiếm 66%) bị nhiễm - nhiễm nặng bệnh rầy nâu. Giống PC26 không thu được số liệu đánh giá khả năng kháng/nhiễm rầy nâu trong nghiên cứu này (Bảng 3). Có thể nhận thấy rằng, Dòng 14, TH6 và ĐB6, mặc dù kháng tốt với bệnh bạc lá nhưng lại rất mẫn cảm với bệnh rầy nâu (Bảng 2, 3). Ngược lại, 2 giống lúa sản xuất tại Đồng bằng sông Cửu Long, OM6600 - phát triển từ tổ hợp C43/Jasmine 85//C43 và OM6976 - chọn lọc từ tổ hợp IR68144/OM997// OM2718///OM2868 tuy mẫn cảm với bạc lá nhưng lại thể hiện tính kháng rầy nâu (Bảng 2, 3). Tóm lại, kết quả của nghiên cứu này đã cho thấy rầy nâu và bạc lá vẫn đang là hai trong số những loại sâu bệnh nguy hiểm nhất trên đồng ruộng hiện nay. Bảng 3. Đánh giá tính kháng/nhiễm rầy nâu của bộ lúa nghiên cứu Ghi chú: MR: Kháng vừa; MS: Nhiễm vừa; S: Nhiễm; HS: Nhiễm nặng. TT Tên giống Thang điểm Mức độ TT Tên giống Thang điểm Mức độ 1 13-Feb 7 S 26 KD28 7 S 2 AN11 7 S 27 M1 NĐ 7 S 3 AN12 7 S 28 ML202 5 MS 4 AN123 3 MR 29 ML214 3 MR 5 AN17 3 MR 30 ML48 7 S 6 AN18 7 S 31 ML49 3 MR 7 AN26-1 7 S 32 MT10 7 S 8 AN27 3 MR 33 OM3536 7 S 9 ANS1 3 MR 34 OM4218 9 HS 10 ANS2 3 MR 35 OM4900 9 HS 11 Bắc Thịnh 7 S 36 OM6161 9 HS 12 ĐB6 7 S 37 OM6600 3 MR 13 ĐH 15-1 7 S 38 OM6976 3 MR 14 ĐH 500 7 S 39 OM8923 5 MS 15 ĐH 6-1 9 HS 40 PC26 16 ĐH 815-6 7 S 41 PC6 9 HS 17 ĐH11 3 MR 42 PY1 3 MR 18 ĐH13 7 S 43 RVT 9 HS 19 ĐH191 7 S 44 SH2 7 S 20 ĐH210 3 MR 45 SV181 7 S 21 ĐH99-81 9 HS 46 TBR36 7 S 22 DÒNG 14 9 HS 47 TH6 7 S 23 DT45 3 MR 48 VN121 3 MR 24 ĐV108 9 HS 49 Xi23 7 S 25 HTD8 7 S 50 KD28 7 S 18 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận - Phần lớn bộ giống lúa phổ biến trong sản xuất được đưa vào đánh giá đều không thể hiện tính kháng vượt trội với các chủng bạc lá và quần thể rầy nâu thu thập ở miền Bắc của Việt Nam. Chủng bạc lá X22.2 (Hà Nội), X12.4 (Bắc Giang), X17 (Thanh Hóa) và X15-1 (Nghệ An) có độc tính mạnh, gây nhiễm nhẹ - nhiễm cho hầu hết giống phổ biến trong sản xuất. - Giống ĐB6, TH6 và Dòng 14 có khả năng kháng - kháng vừa với hầu hết các chủng bạc lá nhưng nhiễm nặng rầy nâu. Giống OM6600 và OM6976 thể hiện tính kháng rầy nâu nổi trội so với các giống khác nhưng khá mẫn cảm với bạc lá. 4.2. Đề nghị Cần có chiến lược cải thiện giống lúa phổ biến trong sản xuất bằng cách quy tụ các gen kháng thông qua kỹ thuật chọn giống nhờ chỉ thị phân tử. LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu này được thực hiện với sự tài trợ từ đề tài “Tách chiết ADN và đánh giá nhân tạo khả năng chống chịu sâu bệnh hại và điều kiện bất thuận của tập đoàn công tác phục vụ chọn tạo giống lúa chất lượng cao, chống chịu các điều kiện bất lợi” thuộc nhiệm vụ hợp tác với IRRI (NC TXTCN số 132). TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Nguyễn Bá Ngọc, Nguyễn Thị Nhài, Chu Đức Hà, Nguyễn Thị Thúy Bình, Bùi Thị Hợi, Lê Hùng Lĩnh, 2018. Khảo sát khả năng kháng bệnh bạc lá và rầy nâu của tập đoàn lúa địa phương Việt Nam tạo nguồn vật liệu khởi đầu. Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 2(87): 41-45. Lê Thị Thu Trang, Đàm Thị Thu Hà, Lã Tuấn Nghĩa, 2016. Nghiên cứu khả năng kháng bệnh bạc lá của một số giống lúa địa phương ở miền Bắc Việt Nam. Hội thảo quốc gia về khoa học cây trồng lần thứ 2: 929-934. Fred, A. K., Kiswara, G., Yi, G., Kim, K. M., 2016. Screening rice cultivars for resistance to bacterial leaf blight. J Microbiol Biotechnol, 26(5): 938-945. Helliwell, E. E., Yang, Y., 2013. Molecular strategies to improve rice disease resistance. Methods Mol Biol, 956: 285-309. Hu, J., Xiao, C., He, Y., 2016. Recent progress on the genetics and molecular breeding of brown planthopper resistance in rice. Rice, 9(1): 30. IRRI, 2002. Standard evaluation system for rice. International Rice Research Institute, 260 pages. Kottapalli, K. R., Kottapalli, P., Agrawal, G. K., Kikuchi, S., Rakwal, R., 2007. Recessive bacterial leaf blight resistance in rice: complexity, challenges and strategy. Biochem Biophys Res Commun, 355(2): 295-301. Pradhan, S. K., Barik, S. R., Sahoo, J., Pandit, E., Nayak, D. K., Pani, D. R., Anandan, A., 2015. Comparison of Sub1 markers and their combinations for submergence tolerance and analysis of adaptation strategies of rice in rainfed lowland ecology. C R Biol, 338(10): 650-659. Zhang, Q., 2007. Strategies for developing Green Super Rice. Proc Natl Acad Sci USA, 104(42): 16402-16409. Evaluation of bacterial blight and brown planthopper of popularly cultivated rice varieties in Vietnam Nguyen Thi Minh Nguyet, Nguyen Ba Ngoc, Nguyen Thi Nhai, Chu Duc Ha, Bui Thi Hoi, Le Hung Linh Abstract In this study, a collection of Vietnam cultivated rice varieties was used to screen the bacterial blight and brown planthopper resistance. Using bacterial blight strains isolated in Northern Vietnam, X22.2 (Ha Noi), X12.4 (Bac Giang), X17 (Thanh Hoa) and X15-1 (Nghe An) strains were found to cause great damage to most cultivated rice varieties. As a result, DB6, TH6 varieties and the “ Dong 14” showed to be medium and/or high resistant to whole bacterial blight strains, whereas the rice varieties cultivated in the Mekong Delta River seemed to be susceptible with bacterial blight. The evaluation also indicated that a majority of rice varieties showed the susceptibility to brown planthopper. OM6600 and OM6976 varieties exhibited the high resistance to brown planthopper, but not to the bacterial blight. Therefore, it is necessary to establish a long-term strategy to improve the cultivated rice varieties in Vietnam by using the introgression of the resistant genes via marker-assisted selection approach. Keywords: Screening, bacterial blight, brown planthopper, rice Ngày nhận bài: 11/4/2018 Ngày phản biện: 15/4/2018 Người phản biện: TS. Trần Danh Sửu Ngày duyệt đăng: 10/5/2018 19 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ DÒNG ĐẬU TƯƠNG ĐỘT BIẾN TRIỂN VỌNG TỪ GIỐNG ĐT26 BẰNG XỬ LÝ CHIẾU XẠ TIA GAMMA (Co60) Nguyễn Văn Mạnh1, Lê Đức Thảo1, Phạm Thị Bảo Chung1, Lê Thị Ánh Hồng1, Phạm Thị Xuân2 TÓM TẮT Giống đậu tương ĐT26 được Viện Di truyền Nông nghiệp cải tiến bằng xử lý đột biến bằng chiếu xạ tia gamma (Co60) và đã tạo ra 5 dòng đột biến triển vọng là 26-2-25/2-6, 26-4-25/3-10, 26150-2/24, 26150-1/3, 26150-1/12. Các dòng đột biến này đã được đánh giá, so sánh ở các thế hệ M7, M8, M9 qua 3 vụ Xuân, Hè và Đông năm 2015. Kết quả, các dòng đột biến nhiễm nhẹ một số loại bệnh (điểm 1 - 3), thuộc nhóm trung ngày (87 - 95 ngày) tương đương ĐT26; xác định được 3 dòng triển vọng cho sản xuất là 26-2-25/2-6 chống đổ tốt hơn, chiều cao cây thấp hơn ĐT26 từ 4,5 - 8,9 cm, năng suất đạt từ 2,04 - 2,24 tấn/ha; 26-4-25/3-10 có năng suất cao hơn ĐT26 từ 7 - 10%, đạt từ 2,36 - 2,56 tấn/ha; 26150-1/3 có vỏ hạt màu đen khác ĐT26, năng suất đạt từ 2,18 - 2,36 tấn/ha. Từ khoá: ĐT26, đậu tương, đột biến, gamma, hạt đen 1 Viện Di truyền Nông nghiệp; 2 Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam I. ĐẶT VẤN ĐỀ Đột biến là phương pháp có hiệu quả trong cải tiến chiều cao cây, thời gian sinh trưởng, khả năng chống chịu của cây trồng (Trần Duy Quý, 1997). Giống đậu tương ĐT26 do Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Đậu đỗ chọn tạo, có năng suất cao từ 2,1 - 2,9 tấn/ha, chịu bệnh khá (Trần Đình Long và ctv., 2007, 2012) nhưng diện tích chưa nhiều. Với mục đích cải tiến giống ĐT26 theo hướng nâng cao năng suất, khả năng chống đổ và thay đổi màu sắc hạt, Viện Di truyền Nông nghiệp đã gây đột biến bằng chiếu xạ tia gamma (Co60) trên hạt khô (Lê Đức Thảo và ctv., 2017), hạt nảy mầm và cây ra hoa tạo ra được 05 dòng đột biến triển vọng. Các dòng đột biến này đã được đánh giá, so sánh ở 3 vụ Xuân, Hè, Đông năm 2015. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu - 05 dòng đậu tương đột biến triển vọng được chọn lọc từ chiếu xạ tia gamma (Co60) trên giống ĐT26 ở thế hệ M7, M8, M9 gồm 03 dòng (26150-2/24, 26150-1/3, 26150-1/12) từ chiếu xạ tia gamma trên hạt khô ở 150Gy và 02 dòng từ chiếu xạ tia gamma trên hạt nảy mầm ở 25 Gy với thời gian ủ mầm là 2 giờ (26-2-25/2-6) và 4 giờ (26-4-25/3-10). - Các giống đậu tương ĐT26 (giống gốc - đối chứng 1), DT84 (đối chứng 2). 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB), 3 lần nhắc lại, kích thước ô thí nghiệm là 5 ˟ 1,7 m. - Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp đánh giá theo Quy phạm kỹ thuật Quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng của giống đậu tương (QCVN 01-58:2011/BNNPTNT) (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2011). - Số liệu thí nghiệm được xử lý trên Excel 2007 và IRRISTAT 4.0. 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 1 đến tháng 12 năm 2015 (vụ Xuân gieo 15/2, vụ Hè gieo 5/6 và vụ Đông gieo 15/9) tại Khu ruộng thí nghiệm đậu tương - Viện Di truyền Nông nghiệp tại xã Song Phượng, huyện Đan Phượng, Hà Nội. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc điểm hình thái của các dòng đậu tương đột biến triển vọng Các dòng đột biến nghiên cứu đều có hoa màu trắng, lông trên thân chính màu nâu, vỏ quả khô màu nâu đậm, rốn hạt màu đen, lá chét hình trứng nhọn, dạng cây bán đứng, sinh trưởng hữu hạn như giống ĐT26. Trong 05 dòng đột biến, có 03 dòng có vỏ hạt màu đen khác so với ĐT26 (vỏ hạt màu vàng) là 26150-2/24, 26150-1/3, 26150-1/12 (Bảng 1). 3.2. Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các dòng đậu tương đột biến triển vọng Thời gian sinh trưởng của các dòng đột biến tương đương giống gốc ĐT26 và dài hơn DT84 ở cả 3 vụ (Xuân, Hè và Đông) năm 2015, dao động từ 92 - 95 ngày ở vụ Xuân (ĐT26 là 94 ngày, DT84 là 88 ngày), từ 90 - 91 ngày ở vụ Hè (ĐT26 là 91 ngày, DT84 là 84 ngày), từ 87 - 89 ngày ở vụ Đông (ĐT26 là 88 ngày, DT84 là 81 ngày) (Bảng 1). 20 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 Các dòng đột biến có chiều cao dao động từ 37,1 - 43,9 cm ở vụ Xuân, từ 51,4 - 61,3 cm ở vụ Hè, từ 34,7 - 39,6 cm ở vụ Đông. Qua 3 vụ năm 2015, trong 5 dòng đột biến, dòng 26-2-25/2-6 có chiều cao cây thấp hơn giống ĐT26 từ 4,5 - 8,9 cm, các dòng còn lại có chiều cao tương đương ĐT26. Số cành cấp 1 của các dòng đột biến dao động từ 2,3 -2,7 cành ở vụ Xuân, từ 2,8 - 3,5 cành ở vụ Hè và từ 1,5 - 2,0 cành ở vụ Đông, trong đó dòng 26-4-25/3-10 có số cành cấp 1 nhiều hơn ĐT26 (Bảng 2). 3.3. Mức độ nhiễm bệnh hại, tính chống đổ và tính tách quả của các dòng đậu tương triển vọng Các dòng đột biến bị nhiễm nhẹ một số loại bệnh như gỉ sắt (điểm 3), sương mai (điểm 1), phấn trăng (điểm 2), đốm nâu (điểm 1 - 3), không bị tách quả (điểm 1) tương đương ĐT26. Trong 05 dòng đột biến, dòng 26-2-25/2-64 chống đổ tốt nhất (điểm 1 - 2), các dòng còn lại chống đổ tương đương ĐT26 (điểm 2), kém hơn DT84 (điểm 1) (Bảng 3). Bảng 1. Đặc điểm hình thái của các dòng đậu tương đột biến triển vọng từ giống ĐT26 qua 3 vụ Xuân, Hè và Đông tại Hà Nội năm 2015 Bảng 2. Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các dòng đậu tương đột biến triển vọng từ giống ĐT26 qua 3 vụ Xuân, Hè và Đông tại Hà Nội năm 2015 Bảng 3. Mức độ nhiễm bệnh hại, tính chống đổ và tính tách quả của các dòng đậu tương đột biến triển vọng từ giống DT96 qua 3 vụ Xuân, Hè và Đông tại Hà Nội năm 2015 Ghi chú: NĐ = Nâu đậm, TN = Trứng nhọn, Đ = Đứng, BĐ = Bán đứng, HH = Hữu hạn. Ghi chú: X = vụ Xuân, H = vụ Hè, Đ = vụ Đông Dòng/giống Màu hoa Màu lông trên thân chính Màu vỏ quả khô Màu vỏ hạt Màu rốn hạt Dạng lá chét Dạng cây Kiểu sinh trưởng 26-2-25/2-6 Trắng Nâu NĐ Vàng Đen TN BĐ HH 26-4-25/3-10 Trắng Nâu NĐ Vàng Đen TN BĐ HH 26150-2/24 Trắng Nâu NĐ Đen Đen TN BĐ HH 26150-1/3 Trắng Nâu NĐ Đen Đen TN BĐ HH 26150-1/12 Trắng Nâu NĐ Đen Đen TN BĐ HH ĐT26 (đ/c 1) Trắng Nâu NĐ Vàng Đen TN BĐ HH DT84 (đ/c 2) Tím Nâu NTB Vàng Nâu TN Đ HH Dòng/giống Thời gian sinh trưởng (ngày) Chiều cao cây (cm) Số cành cấp 1 trên cây (cành) Xuân Hè Đông Xuân Hè Đông Xuân Hè Đông 26-2-25/2-6 94 91 87 37,1 51,4 34,7 2,3 2,8 1,5 26-4-25/3-10 92 90 88 44,8 59,8 39,5 3,3 3,4 2,0 26150-2/24 92 90 87 44,0 60,2 38,6 2,7 3,2 1,7 26150-1/3 94 91 88 43,9 61,3 38,9 2,7 3,0 1,8 26150-1/12 95 91 89 43,3 59,7 39,6 2,7 3,1 1,8 ĐT26 (đ/c 1) 94 91 88 43,0 60,3 39,2 2,7 3,2 1,8 DT84 (đ/c 2) 88 84 81 32,4 44,1 31,6 2,3 2,8 1,7 Dòng/giống Bệnh gỉ sắt (1-9) Bệnh sương mai (1-9) Bệnh phấn trắng (1-5) Bệnh đốm nâu (1-9) Tính tách quả (1-5) Tính chống đổ (1-5) 26-2-25/2-6 3 1 2 1 - 3 1 1 - 2 26-4-25/3-10 3 1 2 1 - 3 1 2 26150-2/24 3 1 2 1 - 3 1 2 26150-1/3 3 1 2 1 - 3 1 2 26150-1/12 3 1 2 1 - 3 1 2 ĐT26 (đ/c 1) 3 1 2 1 - 3 1 2 DT84 (đ/c 2) 1 1 - 3 1 - 2 1 - 3 1 1 21 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 3.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng đậu tương đột biến triển vọng Số quả chắc trên cây có số quả chắc dao động từ 30,3 - 40,1 quả ở vụ Xuân, từ 28,5 - 33,4 quả ở vụ Hè và từ 26,4 - 30,2 quả ở vụ Đông. Trong đó, dòng 26-4-25/3-10 có số quả chắc nhiều nhất và nhiều hơn ĐT26, các dòng còn lại có số quả chắc tương đương ĐT26. Qua 3 vụ, các dòng đột biến có số hạt trên quả dao động từ 2,48 - 2,62 hạt và khối lượng 1000 hạt khô dao động từ 171 - 186 gam tương đương so với giống ĐT26 có số hạt trên quả dao động từ 2,42 - 2,60 hạt, khối lượng 1000 hạt khô dao động từ 171 - 186 gam. Các dòng đột biến có năng suất thực thu dao động từ 2,17 - 2,56 tấn/ha ở vụ Xuân (ĐT26 là 2,38 tấn/ha), từ 1,97 - 2,36 tấn/ha ở vụ Hè (ĐT26 là 2,14 tấn/ha), từ 2,10 - 2,48 tấn/ha ở vụ Đông (ĐT26 là 2,25 tấn/ha). Dòng 26-4-25/3-10 có năng suất cao nhất trong các dòng đột biến và lớn hơn ĐT26 và DT84 ở độ sai khác có ý nghĩa thống kê (Bảng 4). IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận Các dòng đậu tương đột biến triển vọng sinh trưởng khá, thuộc nhóm trung ngày (87 - 95 ngày), nhiễm nhẹ một số loại bệnh (gỉ sắt, sương mai, phấn trắng), năng suất cao, dao động từ 2,17 - 2,56 tấn/ha ở vụ Xuân, từ 1,97 - 2,36 tấn/ha ở vụ Hè và 2,10 - 2,48 tấn/ha ở vụ Đông. Trong đó, có 03 dòng triển vọng cho sản xuất là: - Dòng 26-2-25/2-6 có chiều cao cây thấp hơn ĐT26 từ 4,5 - 8,9 cm, chống đổ tốt hơn so với ĐT26, năng suất từ 2,04 - 2,24 tấn/ha tương đương ĐT26. - Dòng 26-4-25/3-10 sinh trưởng phát triển tương đương ĐT26 nhưng năng suất đạt từ 2,36 - 2,56 tấn/ha, cao hơn ĐT26 từ 0,18 - 0,24 tấn/ha (từ 7 - 10%). - Dòng 26150-1/3 có vỏ hạt màu đen khác so với ĐT26, sinh trưởng phát triển tương đương ĐT26, năng suất đạt từ 2,18 - 2,36 tấn/ha. 4.2. Đề nghị Gửi khảo nghiệm quốc gia và trồng thử nghiệm các dòng 26-2-25/2-6, 26-4-25/3-10, 26150-1/3 để đánh giá khả năng thích hợp với sản xuất. TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2011. QCVN 01-58/2011/BNNPTNT. Quy phạm kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm về giá trị canh tác và sử dụng của giống đậu tương. Trần Đình Long, Trần Thị Trường, Nguyễn Thị Loan, Nguyễn Thị Chinh, Nguyễn Văn Thắng, Trần Thanh Bình, Nguyễn Thị Bình, Nguyễn Ngọc Thành, 2007. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương ĐT26. Tuyển tập kết quả khoa học và công nghệ nông nghiệp 2006 - 2007. NXB Nông nghiệp 2007, tr 160 - 167. Trần Đình Long, Trần Văn Lài, Mai Quang Vinh, 2012. Chọn tạo và phát triển bộ giống đậu tương thích ứng vùng sinh thái, có khả năng trồng 3 vụ, trồng xen đạt năng suất cao, chất lượng tốt. Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 60 năm xây dựng và phát triển (1952 - 2012). NXB nông nghiệp, 2012, tr.105. Trần Duy Quý, 1997. Đột biến cơ sở khoa học và ứng dụng. NXB Nông nghiệp. Hà Nội. Lê Đức Thảo, Nguyễn Văn Mạnh, 2017. Nghiên cứu cải tiến giống đậu tương ĐT26 bằng xử lý chiếu xạ trên hạt khô. Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, Chuyên đề Giống cây trồng, vật nuôi, Tập 1, Tháng 6/2017, tr. 65 - 67. Bảng 4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng đậu tương đột biến triển vọng từ giống ĐT26 qua 3 vụ Xuân, Hè và Đông tại Hà Nội năm 2015 Ghi chú: X = vụ Xuân, H = vụ Hè, Đ = vụ Đông Dòng/giống Số quả chắc/cây (quả) Số hạt/quả (hạt) Khối lượng 1000 hạt (g) Năng suất thực thu (tấn/ha) X H Đ X H Đ X H Đ X H Đ 26-2-25/2-6 32,3 28,5 27,1 2,48 2,42 2,61 173 172 185 2,24 2,04 2,23 26-4-25/3-10 40,1 33,4 30,2 2,52 2,43 2,62 174 171 185 2,56 2,36 2,48 26150-2/24 30,3 29,2 27,8 2,50 2,41 2,58 174 172 186 2,17 1,97 2,10 26150-1/3 33,3 28,8 27,5 2,49 2,40 2,61 174 172 185 2,36 2,18 2,26 26150-1/12 32,7 29,6 26,4 2,51 2,43 2,60 174 173 185 2,26 2,05 2,13 ĐT26 (đ/c 1) 33,3 29,0 27,4 2,51 2,42 2,60 174 172 186 2,38 2,14 2,25 DT84 (đ/c 2) 25,6 33,8 21,1 2,02 2,10 1,96 184 175 185 1,92 2,26 1,88 LSD0,05 0,14 0,19 0,18 CV (%) 3,4 5,0 4,6 22 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 Evaluation of promising soybean lines created from DT96 soybean variety by gamma (Co60) irradiation Nguyen Van Manh, Le Duc Thao, Pham Thi Bao Chung, Le Thi Anh Hong, Pham Thi Xuan Abstract Soybean variety ĐT26 was improved by using Co60gamma irradiation at the Agricultural Genetics Institute and 5 promising lines were selected, namely 26-2-25/2-6, 26-4-25/3-10, 26150-2/24, 26150-1/3, 26150-1/12. These lines were evaluated on the field trials in M7, M8, M9 in three crop seasons (spring, summer and winter) in Dan Phuong - Hanoi 2015. The results showed that these lines had the growth duration of 87 - 95 days with the mild infection caused by some diseases (point 1 - 3) equivalent the origin DT26. Of which three promising lines for production were 26-2-25/2-6 (better lodging resistance and shorter stem height from 4.5 - 8.9 cm, high yield 2.04 - 2.24 tons/ha), 26-4-25/3-10 (with the yield of 7 - 10% higher than the origin, 2.36 - 2.56 tons/ha), 26150-1/3 (black seed, high yield 2.18 - 2.36 tons/ha). Keywords: Black seed, DT26, gamma, mutation, soybean Ngày nhận bài: 5/4/2018 Ngày phản biện: 12/4/2018 Người phản biện: PGS. TS. Ninh Thị Phíp Ngày duyệt đăng: 10/5/2018 1 Trung tâm Chuyển giao công nghệ và Khuyến nông, VAAS 2 Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam (VAAS) KHẢO NGHIỆM SẢN XUẤT MỘT SỐ GIỐNG ĐẬU TƯƠNG TRIỂN VỌNG TẠI MỘT SỐ TỈNH VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG Trần Hậu Hùng1, Hoàng Trọng Vinh1, Sái Ngọc Anh1, Phạm Thị Xuân2, Nguyễn Thị Sen1, Vũ Phương Thảo1 TÓM TẮT Bài báo trình bày kết quả khảo nghiệm sản xuất các giống đậu tương triển vọng tại 4 điểm thuộc vùng Đồng bằng sông Hồng gồm Ba Vì, Chương Mỹ, Phú Xuyên - Hà Nội và Khoái Châu - Hưng Yên trong vụ Đông năm 2015. Kết quả thấy các giống đậu tương tham gia thí nghiệm có thời gian sinh trưởng 83 - 99 ngày, sinh trưởng phát triển tốt, nhiễm nhẹ các loại sâu bệnh hại, cho năng suất khá cao, đặc biệt là giống NAS-S1. Tại các điểm khảo nghiệm giống NAS-S1 đều cho năng suất cao hơn các giống còn lại, năng suất trung bình tại 4 điểm đạt 23,6 tạ/ha. Từ khóa: Khảo nghiệm sản xuất, giống đậu tương, Đồng bằng sông Hồng I. ĐẶT VẤN ĐỀ Đậu tương [Glycine max (L) Merr.] là cây trồng cạn ngắn ngày có giá trị kinh tế cao. Khó có thể tìm thấy một cây trồng nào có tác dụng nhiều mặt như cây đậu tương. Sản phẩm của nó làm thực phẩm cho con người, thức ăn cho gia súc nguyên liệu cho công nghiệp, hàng xuất khẩu và là cây cải tạo đất tốt. Vì thế cây đậu tương được gọi là “Ông Hoàng trong các loại cây họ đậu” (Trần Văn Điền, 2007). Ở Việt Nam, đậu tương là cây trồng truyền thống, cung cấp protein chủ yếu cho con người và vật nuôi nhưng diện tích đang có xu hướng giảm dần. Đến năm 2014, diện tích chỉ còn 110,2 nghìn ha (giảm 44,3% so với 2010) với sản lượng 157,9 nghìn ha (giảm 49,6% so với 2010), năng suất thấp 1,43 tấn/ha (Tổng cục Thống kê, 2014). Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) là một trong những trung tâm sản xuất nông nghiệp lớn của cả nước, đặc biệt là sản xuất cây vụ Đông trên đất 2 lúa. Toàn vùng có diện tích gần 1,3 triệu ha, chiếm 3,8% diện tích toàn quốc (Ngô Thế Dân và ctv., 1999). Trong các cây vụ Đông, đậu tương là cây trồng chủ lực với diện tích lớn. Tuy nhiên, trong vài năm gần đây diện tích trồng đậu tương của vùng không tăng mà có xu hướng giảm do quá trình công nghiệp hoá và đô thị hoá ngày càng cao. Bên cạnh đó, thiếu giống năng suất cao, thích hợp với điều kiện canh tác trong vụ đông cho từng địa phương cũng là yếu tố hạn chế sản xuất đậu tương vụ Đông trong vùng. Vì vậy, việc chọn tạo giống đậu tương mới, có năng suất cao, phù hợp với điều kiện sản xuất trong vụ Đông cho vùng Đồng bằng sông Hồng là cần thiết. 23 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 Với chức năng nghiên cứu ứng dụng và chuyển giao các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất, trong vụ Thu Đông năm 2015, Trung tâm Chuyển giao Công nghệ và Khuyến nông đã tiến thực hiện nhiệm vụ “Khảo nghiệm sản xuất một số giống đậu tương triển vọng của Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam tại một số tỉnh vùng Đồng bằng sông Hồng” góp phần thúc đẩy sự phát triển của các tiến bộ khoa học kỹ thuật về giống đậu tương mới cho sản xuất. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu - Gồm 4 giống đậu tương có tiềm năng năng suất cao, thời gian sinh trưởng trung bình: NAS-S1, ĐT51, DT90, DT84. Giống DT84 là giống đối chứng. 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Thí nghiệm khảo nghiệm sản xuất được bố trí theo ô lớn diện tích 240 m2/giống không nhắc lại, hàng - hàng 40 cm, cây - cây 10 cm, gieo 1 hạt/hốc. - Theo dõi, đánh giá sinh trưởng phát triển qua các giai đoạn trên đồng ruộng, khả năng thích ứng, khả năng chống chịu sâu bệnh, năng suất của các giống theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giá trị canh tác và sử dụng của giống đậu tương QCVN 01- 58:2011/BNN và PTNT. - Số liệu nghiên cứu được xử lý theo phương pháp thống kê sinh học, sử dụng chương trình Excel và IRRISTAT 5.0. 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện vào vụ Đông năm 2015 tại xã Vật Lại, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội; xã Nam Phương Tiến, huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội; xã Quang Lãng, huyện Phú Xuyên, thành phố Hà Nội và xã Tân Dân, huyện Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Khả năng sinh trưởng, phát triển của các giống tham gia khảo nghiệm - Thời gian gieo - ra hoa: Các giống có thời gian từ gieo - ra hoa dao động từ 33 - 44 ngày. Trong đó giống đối chứng DT84 có thời gian từ gieo - ra hoa ngắn nhất (33 - 42 ngày). Giống DT90 và NAS-S1 có thời gian từ gieo - ra hoa tương đương nhau, dao động từ 37 - 42 ngày. Giống ĐT51 có thời gian từ gieo - ra hoa dài nhất, dao động từ 41 - 44 ngày tại các điểm (Bảng 1). Nhìn chung, thời gian từ gieo - ra hoa của các giống là hơi dài so với số liệu nhiều năm. Điều này được giải thích bởi hầu hết các điểm đều gieo trồng muộn (cuối tháng 9, đầu tháng 10) khi gặp nhiệt độ giảm, độ ẩm khô làm giai đoạn đầu đậu tương sinh trưởng chậm. - Thời gian sinh trưởng (TGST): Kết quả theo dõi trên 4 giống cho thấy, TGST của các giống tại các điểm dao động từ 83 - 99 ngày. Trong đó, giống ĐT51 có TGST dài nhất (92 - 99 ngày), giống DT90 và NAS-S1 có TGST tương đương nhau (85 - 94 ngày). Giống DT84 có TGST ngắn nhất (83 - 90 ngày). - Khả năng sinh trưởng và phát triển: Hầu hết các giống có khả năng sinh trưởng, phát triển tương đối tốt trong điều kiện vụ đông năm 2015 tại tất cả các điểm khảo nghiệm. Tại huyện Ba Vì, Hà Nội, các giống đậu tương sinh trưởng và phát triển tốt nhất. Tiếp theo là điểm Khoái Châu - Hưng Yên, Chương Mỹ - Hà Nội và sinh trưởng kém nhất là điểm Phú Xuyên - Hà Nội. Trong các giống khảo nghiệm thì giống NAS-S1 đều có các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển tốt ở cả 4 điểm khảo nghiệm (Bảng 2). Mặc dù hầu hết các điểm đều gieo trồng muộn, tuy nhiên khả năng sinh trưởng, phát triển của các giống đậu tương trong vụ đông năm 2015 là khá tốt. Lý giải nguyên nhân trên là do điều kiện thời tiết vụ đông trong năm, thời tiết nắng ấm kéo dài ở giai đoạn cuối vụ. Do vậy không ảnh hưởng nhiều đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây. Bảng 1. Thời gian sinh trưởng của các giống đậu tương tham gia thí nghiệm vụ Đông 2015 tại Hà Nội và Hưng Yên Giống Gieo - ra hoa (ngày) Ra hoa - chín (ngày) TGST (ngày) Ba Vì Chương Mỹ Phú Xuyên Khoái Châu Ba Vì Chương Mỹ Phú Xuyên Khoái Châu Ba Vì Chương Mỹ Phú Xuyên Khoái Châu DT84 42 36 40 33 46 47 50 51 88 83 90 84 ĐT51 43 41 42 44 55 51 57 52 98 92 99 96 DT90 43 39 42 37 47 46 51 53 90 85 93 90 NAS-S1 42 39 42 40 50 48 52 51 92 87 94 91 24 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 3.2. Năng suất và các yếu tố tạo thành năng suất của các giống đậu tương tham gia thí nghiệm Số liệu bảng 3 cho thấy: - Tổng số quả/cây của các giống trong vụ Đông 2015 tại cá điểm là khá cao, biến động từ 17,4 - 29,6 quả. Giống có số quả/cây lớn nhất là NAS-S1 (26,2 - 29,6 quả/cây), tiếp đến là các giống DT90 (22,7 - 26,8 quả/cây), ĐT51 (21,3 - 26,6 quả/cây). Giống đối chứng DT84 có số quả trên cây biến động tương đối cao, dao động từ 17,4 - 28,7 quả/ cây tại các điểm. - Số quả chắc/cây của các công thức biến động từ 21,0 - 28,0 quả. Giống NAS-S1 có số quả chắc trên cây cao nhất (biến động từ 23,8 - 28,0 quả, trung bình đạt 26,1 quả), tiếp dến là giống DT90 và ĐT51 (trung bình đạt 23,5 quả). Giống DT84 đạt số quả chắc thấp nhất tại các điểm (trung bình đạt 23,1 quả). Bảng 2. Chiều cao cây và khả năng phân cành của các giống đậu tương tham gia thí nghiệm vụ Đông 2015 tại Hà Nội và Hưng Yên Bảng 3. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống đậu tương tham gia thí nghiệm vụ Đông 2015 tại Hà Nội và Hưng Yên Bảng 4. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống đậu tương tham gia thí nghiệm vụ Đông 2015 tại Hà Nội và Hưng Yên Giống Chiều cao cây (cm) Cành cấp 1 (cành) Cành cấp 2 (cành) Ba Vì Chương Mỹ Phú Xuyên Khoái Châu Ba Vì Chương Mỹ Phú Xuyên Khoái Châu Ba Vì Chương Mỹ Phú Xuyên Khoái Châu DT84 64,2 42,6 60,2 55,3 2,2 1,8 1,8 2,0 0,3 0,7 0,3 0,2 ĐT51 66,0 53,8 64,1 50,9 2,6 2,4 2,0 2,2 0,5 1,0 0,3 0,3 DT90 59,8 50,5 55,9 69,3 2,0 2,1 2,0 2,2 1,0 0,8 0,5 0,5 NAS-S1 65,0 51,9 61,3 73,8 3,1 2,5 2,5 2,5 1,5 0,9 1,0 0,8 Giống Tổng quả/cây Số quả chắc/cây Tỷ lệ quả 3 hạt (%) Ba Vì Chương Mỹ Phú Xuyên Khoái Châu Ba Vì Chương Mỹ Phú Xuyên Khoái Châu Ba Vì Chương Mỹ Phú Xuyên Khoái Châu DT84 28,7 17,4 25,6 24,1 27,3 16,5 25,0 23,6 19,0 12,6 9,6 16,1 ĐT51 26,6 24,2 21,3 24,2 26,3 23,0 21,1 23,8 26,3 19,5 13,5 24,5 DT90 26,8 22,7 26,7 25,8 26,0 21,3 25,8 21,0 16,2 10,4 8,4 14,8 NAS-S1 29,6 26,2 27,2 27,5 28,0 23,8 26,9 25,6 30,5 24,8 15,8 27,5 - Tỷ lệ quả 3 hạt của các giống dao động từ 8,4 - 30,5%. Giống có tỷ lệ quả 3 hạt trên cây đạt cao nhất là NAS-S1 (15,8 - 30,5%), tiếp đến là giống ĐT51 (13,5-26,5%). Giống DT90 có tỷ lệ quả 3 hạt đạt thấp nhất và tương đương với giống DT84. - Khối lượng 1000 hạt của các giống dao động từ 160,2 - 218,0 g. Giống có khối lượng 1000 hạt lớn nhất là NAS-S1 (đều đạt trên 200 g tại các điểm), tiếp đến là giống DT90 (đạt từ 168,1 - 200,0 g), ĐT51 (đạt từ 171,0 - 188,5 g). Giống DT84 có khối lượng 1000 hạt thấp nhất trong tất cả các giống tham gia thí nghiệm (Bảng 4). Giống Khối lượng 1000 hạt (g) Năng suất thực thu (tạ/ha) Cao hơn đ/c (%) Ba Vì Chương Mỹ Phú Xuyên Khoái Châu Ba Vì Chương Mỹ Phú Xuyên Khoái Châu Ba Vì Chương Mỹ Phú Xuyên Khoái Châu DT84 161,3 175,5 160,2 163,0 19,3 17,6 16,9 19,0 - - - - ĐT51 178,7 188,5 172,0 171,0 22,5 22,3 19,6 22,4 16,1 26,7 15,9 17,9 DT90 178,0 215,2 168,1 200,0 22,9 20,8 19,6 22,8 18,1 18,2 15,9 20,0 NAS-S1 212,2 218,0 201,5 208,0 24,9 23,6 21,2 24,6 29,0 34,1 25,4 29,5 CV (%) 8,7 6,7 11,5 9,8 LSD0,05 3,0 3,3 2,7 3,1 25 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 Năng suất thực thu: - Tại Ba Vì - Hà Nội: Năng suất cao nhất là giống NAS-S1 (24,9 tạ/ha) tiếp theo là DT90 (22,9 tạ/ha) và giống ĐT51 (22,5 tạ/ha). Cả 3 giống này đều cho năng suất cao hơn giống DT84 từ 16,1 - 29,0% và ở mức sai khác có ý nghĩa. - Tại Chương Mỹ - Hà Nội: Hai giống NAS-S1 và ĐT51 cho năng suất thực thu cao nhất (23,6 và 22,3 tạ/ha), cao hơn giống đối chứng DT84 từ 26,7 - 34,1% ở mức sai khác có ý nghĩa. Giống DT90 năng suất đạt 20,8 tạ/ha, cao tương đương giống ĐT51 tuy nhiên sai khác với giống đối chứng không có ý nghĩa. - Tại Phú Xuyên - Hà Nội: Giống NAS-S1 cho năng suất đạt cao nhất (21,2 tạ/ha), cao hơn giống đối chứng 25,4% và ở mức sai khác có ý nghĩa. Các giống còn lại đều cho năng suất tương đương giống đối chứng. - Tại Khoái Châu - Hưng Yên: Năng suất cao nhất là giống NAS-S1 (24,6 tạ/ha) tiếp theo là DT90 (22,8 tạ/ha) và giống ĐT51 (22,4 tạ/ha). Cả 3 giống này đều cho năng suất cao hơn giống DT84 từ 17,9 - 29,5% và ở mức sai khác có ý nghĩa. Như vậy, trong bộ giống tham gia khảo nghiệm tại 4 điểm, giống NAS-S1 tỏ ra vượt trội về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất. Năng suất trung bình của giống NAS-S1 tại 4 điểm đạt 23,6 tạ/ha, cao hơn giống ĐT51 1,9 tạ/ha (đạt 21,7 tạ/ha), cao hơn giống DT90 2,1 tạ/ha (đạt 21,5 tạ/ha) và cao hơn giống đối chứng DT84 5,3 tạ/ha (đạt 18,3 tạ/ha). Đây là giống cho các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển và yếu tố cấu thành năng suất ổn định tại các vùng sinh thái khác nhau và rất thích hợp trong vụ Đông. 3.4. Khả năng kháng sâu bệnh của các giống tham gia thí nghiệm - Bệnh hại: Do thời vụ trồng muộn nên các giống đều nhiễm nhẹ với bệnh sương mai (điểm 1 - 3), nhiễm trung bình với bệnh gỉ sắt và đốm nâu (điểm 3 - 5). Tuy nhiên, mức độ trên không ảnh hưởng nhiều đến năng suất. - Sâu hại: Nhìn chung các giống đều bị các loại sâu cuốn lá, đục thân, đục quả hại nhẹ. Tại điểm Khoái Châu - Hưng Yên, mức độ sâu hại thấp hơn tại các điểm Hà Nội (Bảng 5 và Bảng 6). - Đánh giá mức độ bị sâu hại dựa trên tỷ lệ cây bị hại = số lá hoặc số cây bị hại/ tổng số lá hoặc cây điều tra. Bảng 5. Khả năng kháng sâu bệnh của các giống đậu tương tham gia thí nghiệm vụ Đông 2015 tại Hà Nội Ghi chú: Số liệu tại bảng 5 là số liệu trung bình các điểm tại Hà Nội Bảng 6. Khả năng kháng sâu bệnh của các giống đậu tương tham gia thí nghiệm vụ Đông 2015 tại Khoái Châu - Hưng Yên Ghi chú: Đánh giá mức độ nhiễm bệnh dưa trên thang điểm: điểm 1 - Rất nhẹ (< 1% diện tích lá bị hại; điểm 3 - nhẹ (1% đến 5% diện tích lá bị hại); điểm 5 - trung bình (>5% - 25% diện tích lá bị hại); điểm 7 - nặng (>25% - 50% diện tích lá bị hại); điểm 9 - rất nặng (>50% diện tích lá bị hại). Giống Khả năng kháng bệnh (điểm 1-9) Mức độ nhiễm sâu (% bị hại) Gỉ sắt Sương mai Đốm nâu Virus Đục quả Cuốn lá Đục thân DT84 (đ/c) 3 - 5 1 - 3 3 - 5 - 8,0 9,8 5,5 ĐT51 3 - 5 1 - 3 3 - 5 - 11,0 9,5 6,4 DT90 3 - 5 1 - 3 3 - 5 - 9,4 10,3 6,7 NAS-S1 3 - 5 1 - 3 3 - 5 - 5,2 8,5 5,8 Giống Khả năng kháng bệnh (điểm 1-9) Mức độ nhiễm sâu (điểm 1-9) Gỉ sắt Sương mai Đốm nâu Virus Đục quả Cuốn lá Đục thân DT84 (đ/c) 1 - 3 1 1 - 7,8 7,8 6,5 ĐT51 1 - 3 1 1 - 3 - 11,2 10,5 5,4 DT90 1 - 3 1 - 3 1 - 3 - 8,9 9,8 5,7 NAS-S1 1 - 3 1 1 - 3 - 6,5 9,5 5,5 IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận Kết quả khảo nghiệm sản xuất các giống đậu tương vụ Thu Đông năm 2015 cho thấy: - Về TGST: Các giống tham gia khảo nghiệm có thời gian sinh trưởng trung bình (86 - 91 ngày), chúng thuộc nhóm trung ngày. Giống ĐT51 có thời gian sinh trưởng dài nhất, trung bình tại các điểm 96 ngày. 26 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 - Về sâu bệnh hại chính: Các giống đậu tương khảo nghiệm có khả năng kháng khá với một số sâu bệnh hại chủ yếu: sâu đục quả, giòi đục thân, sâu cuốn lá, bệnh gỉ sắt, bệnh sương mai. - Về năng suất thực thu: Tại các điểm khảo nghiệm giống NAS-S1 đều cho năng suất cao hơn các giống còn lại, năng suất trung bình tại 4 điểm đạt 23,6 tạ/ha. Đây là giống cho các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển và yếu tố cấu thành năng suất ổn định tại các vùng sinh thái khác nhau và rất thích hợp trong vụ Đông. 4.2. Đề nghị - Tiếp tục khảo nghiệm sản xuất các giống đậu tương mới triển vọng để tìm ra giống thích hợp nhất đưa vào sản xuất. - Đưa giống đậu tương triển vọng NAS-S1 vào cơ cấu sản xuất của các tỉnh ĐBSH trong vụ Đông. TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2011. QCVN 01-58/2011/BNNPTNT, Quy phạm kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm về giá trị canh tác và sử dụng của giống đậu tương. Ngô Thế Dân, Trần Đình Long, Trần Văn Lài, Đỗ Thị Dung, Phạm Thị Đào, 1999. Cây đậu tương. Nhà xuất bản Nông nghiệp Hà Nội. Trần Văn Điền, 2007. Giáo trình cây đậu tương. Nhà xuất bản Nông nghiệp. Hà Nội. Nguyễn Văn Mạnh, Lê Đức Thảo, Phạm Thị Bảo Chung, Lê Thị Ánh Hồng, Lê Huy Hàm, 2016. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương đen DT2008ĐB. Hội thảo quốc gia về Khoa học cây trồng lần thứ 2. Nhà xuất bản Nông nghiệp. TP. Hồ Chí Minh. Tổng cục Thống kê, 2014. Tình hình kinh tế - xã hội 7 tháng đầu năm 2014 - Sản xuất nông, lâm nghiệp và thủy sản. Truy cập ngày 15/3/2017, địa chỉ: http: www. gso.gov.vn/default.aspx?tabid=621&ItemID=14033. Tổng cục Thống kê, 2017. Niên giám thống kê 2016. Nhà xuất bản Thống kê. Production testing of promising soybean varieties in several provinces in the Red River Delta Tran Hau Hung, Hoang Trong Vinh, Sai Ngoc Anh, Pham Thi Xuan, Nguyen Thi Sen, Vu Phuong Thao Abstract This paper presents the result of production testing of promising soybean varieties at four sites of the Red River Delta in the winter 2015, consisting of Ba Vi, Chuong My, Phu Xuyen - Hanoi and Khoai Chau - Hung Yen. The result showed that all soybean cultivars had medium growth duration of 83 - 99 days, mild infection of insect pests and diseases, high yield, especially NAS- S1. Soybean variety NAS-S1 had the highest grain yield among tested varieties, the average yield at 4 sites was 23.6 quintals/ha. Keywords: Production trial, NAS-S1 soybean variety, Red River Delta Ngày nhận bài: 9/4/2018 Ngày phản biện: 14/4/2018 Người phản biện: TS. Nguyễn Thị Chinh Ngày duyệt đăng: 10/5/2018 1 Trung tâm Tài nguyên thực vật NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT CANH TÁC GIỐNG NGHỆ N8 Trịnh Thùy Dương1, Lê Khả Tường1 TÓM TẮT Giống nghệ N8 là sản phẩm của đề tài “Nghiên cứu, tuyển chọn và phát triển giống gừng, nghệ năng suất cao, chất lượng tốt cho các tỉnh phía Bắc” được thực hiện trong giai đoạn 2012 - 2016 tại Trung tâm Tài nguyên thực vật, đã được Cục Trồng trọt - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận và cho phép sản xuất thử tại các tỉnh phía Bắc từ tháng 4/2017. Kết quả nghiên cứu kỹ thuật canh tác cho thấy giống nghệ N8 thích hợp trồng ở thời vụ từ 1 - 10/3 với mật độ 50.000 khóm/ha trên nền phân bón 200 kg N + 120 kg P2O5+ 200 kg K2O + 2000 kg hữu cơ vi sinh. Từ khóa: Giống nghệ N8, nghệ vàng, kỹ thuật canh tác nghệ 27 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 I. ĐẶT VẤN ĐỀ Các công trình nghiên cứu trên thế giới đã khẳng định Curcumin là hoạt chất sinh học chính trong củ nghệ vàng (3 - 4% chất khô) có tác dụng huỷ diệt tế bào ung thư vào loại mạnh nhất (Đỗ Tất Lợi, 2009). Curcumin có thể kìm hãm sự phát tác của các tế bào ung thư da, dạ dày, ruột, vòm họng, dạ con, bàng quang (Hatcher et al., 2008). Ngoài ra, Curcumin còn là chất bổ cho dạ dày, ruột, gan, mật, lọc máu, làm sạch máu, điều trị vết thương, chống viêm khớp, dị ứng, nấm, chống vi khuẩn (Aggarwal et al., 2007). Ở nước ta, nghệ vừa là cây gia vị, cây dược liệu quý có hiệu quả kinh tế cao; vì vậy cây nghệ được trồng ở hầu khắp các vùng sinh thái. Hiện nay, nhiều địa phương (Hưng Yên, Thanh Hóa, Quảng Ninh, Sơn La) đã mở rộng và phát triển các giống nghệ địa phương trên quy mô hàng trăm ha. Tuy nhiên việc áp dụng giống và kỹ thuật canh tác theo phương thức truyền thống đã và đang làm hạn chế năng suất và hiệu quả canh tác, không đáp ứng được yêu cầu của người sản xuất. Điều này đã và đang làm ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả kinh tế trong sản xuất nghệ. Do đó, việc triển khai nghiên cứu những giống nghệ mới và kỹ thuật canh tác phù hợp để nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế là một trong những giải pháp quan trọng (Lê Khả Tường, 2008). Kết quả nhân giống tập đoàn nghệ tại Trung tâm Tài nguyên thực vật (2005 - 2007) cho thấy nguồn gen nghệ mang số đăng ký 11131 có nguồn gốc thu thập từ Bá Thước là một quần thể không đồng nhất về kiểu hình, khác nhau về chiều cao cây, màu sắc lá và củ, khối lượng củ/cây Sau quá trình chọn lọc cây sinh sản vô tính, dòng nghệ có năng suất, chất lượng cao nhất từ quần thể này gọi tắt là N8. Hiện nay, giống nghệ N8 đã được Cục Trồng trọt - Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận và cho phép sản xuất thử tại các tỉnh phía Bắc từ tháng 4/2017. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu - Dòng nghệ N8 được tuyển chọn lọc từ quần thể giống nghệ Bá Thước - Thanh Hóa. - Các giống nghệ địa phương: Nghệ vàng Khoái Châu, nghệ vàng Chợ Mới, nghệ vàng Lương Sơn. - Vật liệu khác: Gồm phân đạm Phú Mỹ thành phần: N chiếm 46,3%, độ ẩm chiếm 0,4%; Phân lân Ninh Bình thành phần: P2O5 chiếm 17%, CaO 28 - 34%, MgO 10 - 20%, SiO2 25 - 30% và các nguyên tố vi lượng: B, Zn, Mn, Cu, Co; Phân Kali Phú Mỹ thành phần K2O chiếm 61%, độ ẩm ≤ 0,5%; Phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh thành phần: Độ ẩm: 30%; Hữu cơ: 15% ; Acid Humic: 2,5%. Trung lượng: Ca: 1,0%; Mg: 0,5%; S: 0,3%; Các chủng vi sinh vật hữu ích Bacillus 1 ˟ 106 CFU/g; Azotobacter: 1 ˟ 106 CFU/g; Aspergillus sp: 1 ˟ 106 CFU/g. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm - Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD), 3 lần nhắc lại, diện tích ô thí nghiệm 20 m2. - Nền phân bón: 90 kg N + 120 kg P2O5 + 90 kg K2O + 2000kg HCVS (không áp dụng cho thí nghiệm phân bón). - Thời vụ trồng: 1 - 15/3 (không áp dụng cho thí nghiệm thời vụ). - Các thí nghiệm cụ thể: + Thí nghiệm nghiên cứu thời vụ thích hợp trồng giống nghệ N8 gồm 6 công thức: (i) 10/2; (ii) 20/2; (iii) 1/3; (iv) 10/3 - đối chứng; (v) 20/3; (vi)1/4. + Thí nghiệm nghiên cứu mật độ thích hợp trồng giống nghệ N8 gồm 4 công thức: (i ) 50 ˟ 50 cm (40.000 khóm/ha) - đối chứng; (ii) 50 ˟ 40 cm (50.000 khóm/ha); (iii) 50 ˟ 30 cm (60.000 khóm/ha); (iv) 50 ˟ 25 cm (70.000 khóm/ha). + Thí nghiệm nghiên cứu mức phân bón thích hợp trồng giống nghệ N8 gồm 5 công thức: (i) 2000 kg HCVS - đối chứng; (ii) 50 kg N + 60 kg P2O5 + 50 kg K2O + 2000 kg HCVS; (iii) 100 kg N + 90 kg P2O5 + 100 kg K2O + 2000 kg HCVS; (iv) 200 kg N + 120 kg P2O5 + 200 kg K2O + 2000 kg HCVS; (v) 300 kg N + 150 kg P2O5 + 300 kg K2O + 2000 kg HCVS. 2.2.2. Chỉ tiêu nghiên cứu Đánh giá điểm nông sinh học cây nghệ theo phiếu mô tả cây họ gừng của Trung tâm Tài nguyên thực vật (2012). 2.2.3. Xử lý số liệu Các số liệu được xử lý trên Excel và IRRISTAT 5.0. 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 2 đến tháng 12/2014 tại xã Mường Chiềng - Đà Bắc - Hòa Bình; xã Thuần Hưng - Khoái Châu - Hưng Yên; xã Tân Sơn - Chợ Mới - Bắc Kạn. 28 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc điểm sinh học giống nghệ N8 Giống nghệ N8 thuộc loại hình sinh trưởng nhanh, chống chịu tốt với điều kiện nóng, hạn, rầy xanh, bệnh thối củ, thích ứng với các tỉnh trung du, miền núi phía Bắc và Bắc Trung bộ, thời gian sinh trưởng (TGST) dao động từ 280 - 300 ngày tùy điều kiện canh tác, ruột củ màu đỏ, khối lượng củ lớn từ 885 - 987 g/khóm, năng suất cao từ 36,8 - 37,5 tấn/ha, hàm lượng Curcumin và tinh dầu cao tương ứng với 3,6 và 5,53% (Bảng 1). Bảng 1. Đặc điểm nông sinh học giống nghệ N8 3.2. Thời vụ trồng nghệ N8 Thời vụ được xem là yếu tố canh tác đầu tiên ảnh hưởng lên sự phát triển của thân lá cũng như của tất cả các bộ phân trên cây nghệ. Kết quả nghiên cứu cho thấy thời vụ trồng khác nhau ít ảnh hưởng đến các yếu tố năng suất. Trong đó khối lượng củ/ khóm (KLC/khóm) có xu hướng tăng dần từ thời vụ I (10/2) đến các thời vụ sau và đạt cực đại ở thời vụ III với 855,76 g/khóm tại Bắc Kạn, 886,27 g/khóm tại Hòa Bình và 932,98 g/khóm tại Hưng Yên. Năng suất thực thu (NSTT) đạt giá trị lớn nhất ở thời vụ IV tại Bắc Kạn và Hưng Yên, ở thời vụ III (1/3) tại Hòa Bình, tương ứng với 35,1; 36,3 và 38,2 tấn/ha. Thời gian sinh trưởng (TGST) có xu hướng giảm dần từ thời vụ đầu đến thời vụ cuối trong phạm vi từ 220 - 267 ngày (Bảng 2). 3.3. Mật độ trồng nghệ N8 Cây nghệ chỉ có thể sinh trưởng, phát triển tối ưu trong điều kiện đầy đủ dinh dưỡng, ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm. Tuy nhiên, những điều kiện ấy trong thực tế là một số hữu hạn đối với một quần thể nhất định. Vì vậy việc nghiên cứu để tìm ra mật độ trồng thích hợp là vô cùng quan trọng. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự tăng lên của mật độ tỷ lệ nghịch với TGST và biến động trong phạm vi từ 252 - 264 ngày tại Bắc Kạn, 252 - 265 ngày tại Hòa Bình và 250 - 263 ngày tại Hưng Yên. KLC/khóm đạt giá trị thấp nhất ở mật độ 7 khóm/m2 (mật độ IV) tại Bắc Kạn, Hòa Bình và Hưng Yên, tương ứng với 462,1; 445,3 và 477,3 g/khóm. Do đó NSTT đạt giá trị cao nhất ở mật độ 5 khóm/ m2 (mật độ II) tương ứng với 38,6; 36,9 và 38,0 tấn/ha (Bảng 3). Bảng 2. Ảnh hưởng của thời vụ đến năng suất giống nghệ N8 tại một số địa phương, 2014 Thời vụ Bắc Kạn Hòa Bình Hưng Yên TGST (ngày) KLC/ khóm (g) NSTT (tấn/ha) TGST (ngày) KLC/ khóm (g) NSTT (tấn/ha) TGST (ngày) KLC/ khóm (g) NSTT (tấn/ha) I 267 618,14 25,3 267 675,93 27,7 267 653,79 26,8 II 264 727,00 29,8 264 740,77 30,4 264 768,71 31,5 III 256 855,76 35,1 256 886,27 35,7 256 932,98 37,0 IV (ĐC) 253 835,75 34,3 253 872,04 36,3 253 927,60 38,2 V 250 783,07 32,1 250 787,22 32,0 250 805,02 32,6 VI 220 724,05 29,7 250 748,86 30,7 220 763,19 30,0 CV (%) 17,8 18,6 18,2 12,8 13,7 13,7 LSD0,05 32,8 3,3 42,2 3,8 36,6 3,1 TT Chỉ tiêu Đặc điểm 1 Thời gian sinh trưởng (ngày) 280 - 300 2 Chiều cao cây (cm) 140 - 180 3 Hình dạng lá Elip 4 Màu phiến lá Xanh đậm 5 Mùi lá Có mùi đặc trưng 6 Số lá/thân (lá) 9 - 12 7 Diện tích lá/khóm (m2 lá/m2 đất) 5,3 - 8,6 8 Màu sắc vỏ củ Đỏ 9 Màu sắc ruột củ Đỏ 10 Dài củ (cm) 8,2 - 8,8 11 Đường kính củ (mm) 27,5 - 28 12 Khối lượng củ/khóm (g) 885 - 987 13 Năng suất thực thu (tấn/ha) 36,8 - 37,5 14 Hàm lượng curcumin (%) 5,53 15 Hàm lượng tinh dầu (%) 3,6 29 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 5(90)/2018 3.4. Phân bón trồng nghệ N8 Để tìm hiểu khả năng sử dụng phân bón và xác định liều lượng phân bón thích hợp cho giống nghệ N8, đề tài đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của 4 nền phân bón khác nhau với liều lượng tăng dần từ công thức I - IV đến các yếu tố cấu thành năng suất, TGST và năng suất của giống nghệ triển vọng N8 tại 3 địa phương Bắc Kạn, Hòa Bình và Hưng Yên. Kết quả cho thấy liều lượng phân bón khác nhau có ảnh hưởng rõ rệt đến TGST, khối lượng củ/khóm và năng suất thực thu. Trong giới hạn của 5 nền phân bón, khi liều lượng phân bón tăng lên,