Luận án Nghiên cứu chọn tạo và nhân giống cây hoa hồng (rosa spp. l.) năng suất, chất lượng cao cho một số tỉnh miền bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NƠNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN MAI THƠM NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO VÀ NHÂN GIỐNG CÂY HOA HỒNG (ROSA SPP. L.) NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG CAO CHO MỘT SỐ TỈNH MIỀN BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành: Di truyền và Chọn giống cây trồng Mã số: 62 62 05 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NƠNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.TS. Trần Tú Ngà 2. PGS.TS. Vũ Văn Liết HÀ NỘI - 2009 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………i LỜI CAM ðOAN Tơi xin cam đoan những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ việc hồn thành luận án này đã được cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận án đều được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, tháng 6 năm 2009 Tác giả luận án Nguyễn Mai Thơm Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………ii LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới hai Thầy hướng dẫn trực tiếp là GS.TS.Trần Tú Ngà và PGS.TS. Vũ Văn Liết đã hết sức chỉ bảo, hướng dẫn để tác giả cĩ thể hồn thành được bản luận án này. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các Thầy, Cơ Bộ mơn Di truyền chọn giống cây trồng, Khoa Nơng học, Viện đào tạo sau đại học, Ban Giám hiệu Trường ðại học Nơng nghiệp Hà nội, Trung tâm Phát triển VAC, Viện Sinh học Nơng nghiệp, Trung tâm Tài nguyên thực vật, Viện Di truyền Nơng nghiệp, Viện nghiên cứu Rau Quả và Khoa Máy - Vật lý phĩng xạ - Bệnh viện K Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ về học vấn và vật chất cho tác giả. Ủy ban Nhân dân xã Mê Linh huyện Mê Linh tỉnh Vĩnh Phúc, Ủy ban nhân dân xã ðơng Cương Thành phố Thanh Hĩa tỉnh Thanh Hĩa và Hợp tác xã Tây Tựu số 2 huyện Từ Liêm Thành phố Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ về địa điểm triển khai thí nghiệm cho tác giả. Cơng trình được hồn thành cĩ sự động viên của gia đình, bạn bè đồng nghiệp và các học viên cao học, sinh viên thực tập tốt nghiệp, nghiên cứu khoa học... Tác giả xin chân thành cảm ơn những sự giúp đỡ quý báu đĩ. Tác giả xin trân trọng cảm ơn ! Tháng 6/ 2009 Tác giả luận án Nguyễn Mai Thơm Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………iii MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng số liệu Danh mục các hình vẽ, đồ thị i ii iii vii viii xii MỞ ðẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục đích và yêu cầu 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4 4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 5 Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6 1.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài 6 1.1.1. Cơ sở khoa học trong chọn giống cây trồng 7 1.1.2. Cơ sở khoa học trong chọn giống bằng đột biến nhân tạo 9 1.2. ðặc điểm thực vật học và sự phân bố của cây hoa hồng trên thế giới 10 1.2.1. Phân loại thực vật 10 1.2.2. Sự phân bố của cây hoa hồng trên thế giới 14 1.2.3. Phân tích đa dạng di truyền đối với quần thể nghiên cứu và thu thập nguồn gen 16 1.3. Nghiên cứu về chọn giống hoa hồng 20 1.3.1. Nghiên cứu chọn giống bằng phương pháp lai hữu tính 20 1.3.2. Nghiên cứu về chọn giống bằng phương pháp gây đột biến 22 1.3.3. Nghiên cứu chọn giống bằng phương pháp chuyển gen 24 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………iv 1.4. Nghiên cứu về nhân giống vơ tính hoa hồng 26 1.4.1. Nghiên cứu về phương pháp giâm cành 26 1.4.2. Nghiên cứu về phương pháp ghép hoa hồng 27 1.4.3. Nghiên cứu về phương pháp chiết 29 1.4.4. Nghiên cứu về phương pháp nuơi cấy mơ tế bào 30 1.5. Tình hình sản xuất, tiêu thụ hoa hồng trên thế giới 32 1.6. Nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ hoa hồng ở Việt Nam 35 1.6.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ hoa hồng ở Việt Nam 35 1.6.2. Những nghiên cứu về hoa hồng ở Việt Nam 37 Chương 2 - VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1. Vật liệu nghiên cứu 40 2.2. Nội dung nghiên cứu 41 2.3. Phương pháp nghiên cứu 42 Chương 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 50 3.1. Thu thập, đánh giá tập đồn mẫu giống từ nguồn địa phương và nhập nội 50 3.1.1. Kết quả thu thập các mẫu giống hoa hồng từ nguồn địa phương và nhập nội 50 3.1.2. ðặc điểm thực vật học của các mẫu giống hoa hồng 53 3.1.3. ðặc điểm cấu trúc và hình thái cành hoa 64 3.1.4. ðánh giá mức độ nhiễm một số sâu bệnh hại chính của các mẫu giống hoa hồng 66 3.2. ðánh giá sự đa dạng di truyền của các mẫu giống hoa hồng trong tập đồn nghiên cứu 69 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………v 3.3. Kết quả ứng dụng đột biến thực nghiệm tạo vật liệu chọn giống hoa hồng 74 3.3.1. Ảnh hưởng của các liều lượng xử lý phĩng xạ tới sinh trưởng, phát triển và xuất hiện biến dị trên cây hoa hồng ở thế hệ M1V1 74 3.3.2. Biểu hiện một số tính trạng hình thái, cấu trúc hoa và tần số xuất hiện các biến dị của một số mẫu giống hoa hồng ở thế hệ M1V2 81 3.3.3. Biểu hiện một số tính trạng hình thái, cấu trúc hoa và kết quả phân lập một số dạng đột biến hình thái hoa hồng ở các thế hệ M1V3 85 3.3.4. Ảnh hưởng của các liều lượng phĩng xạ tới tỷ lệ hạt phấn hữu dục ở các thể hệ M1V1, M1V2 và M1V3 88 3.4. ðánh giá khả năng sinh trưởng phát triển, năng suất và chất lượng hoa của một số mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng tại một số tỉnh miền Bắc Việt Nam 90 3.4.1. ðánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng hoa của một số mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng tại trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội 90 3.4.2. ðánh giá khả năng sinh trưởng phát triển, năng suất và chất lượng hoa của một số mẫu giống cĩ triển vọng tại Thanh Hĩa, Hà Nội và Vĩnh Phúc 97 3.4.3. Phân tích tính ổn định năng suất của các kiểu gen với mơi trường 104 3.4.4. Khảo sát sự đa dạng di truyền của các mẫu giống cĩ triển vọng bằng phân tích ADN qua nhân bản ngẫu nhiên RAPD-PCR 107 3.5. Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống vơ tính cây hoa hồng với mẫu giống triển vọng 113 3.5.1. Nghiên cứu thời vụ nhân giống cho các mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng bằng phương pháp ghép mắt 113 3.5.2. Nghiên cứu một số loại gốc ghép cho mẫu giống hoa hồng triển vọng JP30 118 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………vi 3.5.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của hai phương pháp ghép mắt nhỏ cĩ gỗ và ghép đoạn cành đến tình hình sinh trưởng, phát triển một số mẫu giống hoa hồng triển vọng 121 3.5.4. Nghiên cứu thời vụ giâm cành hoa hồng cho một số mẫu giống cĩ triển vọng 123 3.5.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài cành giâm đến tình hình sinh trưởng của cành giâm của mẫu giống JP30 131 3.5.6. Ảnh hưởng của giá thể đến khả năng sinh trưởng phát triển của cành giâm mẫu giống JP30 133 3.5.7. Ảnh hưởng một số dạng phân bĩn lá đến tình hình sinh trưởng của cành giâm mẫu giống JP30 135 3.5.8. Tĩm tắt sơ đồ quy trình nhân giống hoa hồng bằng phương pháp ghép mắt và giâm cành cho một số mẫu giống cĩ triển vọng 138 Chương 4 - KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 140 4.1. Kết luận 140 4.2. ðề nghị 142 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ðà CƠNG BỐ LIÊN QUAN ðẾN LUẬN ÁN 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO 144 PHỤ LỤC Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Tên đầy đủ 1 ADN Acid deoxyribo nucleotide 2 CC Chiều cao 3 CD Chiều dài 4 CT Cơng thức 5 CT1 Cơng thức 1 6 CT2 Cơng thức 2 7 CT3 Cơng thức 3 8 ðBðR ðộ bền đồng ruộng 9 ðBHC ðộ bền hoa cắt 10 ðC ðối chứng 11 ðK ðường kính 12 DT Diện tích 13 ðVT ðơn vị tính 14 FAO Tổ chức lương thực và nơng nghiệp Liên hiệp Quốc (Food and Agricultural Organization) 15 NS Năng suất 16 NST Nhiễm sắc thể 17 PCR Phản ứng chuỗi trùng hợp (polymerase chain reaction) 18 PT Phát triển 19 QTL Những lơcut kiểm sốt tính trạng số lượng (Quantitative trait loci) 20 RAPD ða hình các đoạn ADN được nhân bội ngẫu nhiên (Randomly Amplified Polymorphism DNA) 21 RFLP ða hình chiều dài đoạn ADN phân cắt bởi các enzym giới hạn (Restriction Fragment Length Polymorphisms ADN) 22 ST Sinh trưởng 23 TB Trung bình 24 TT Thứ tự Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………viii DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Bảng Tên bảng Trang 1.1 Một số nhĩm hoa hồng chính và vùng phân bố của chúng 14 1.2 Nguồn gốc một số lồi hoa hồng trên thế giới 16 1.3 Diện tích, giá trị kinh tế hoa cắt và cây trang trí của một số nước trồng chính trên thế giới năm 2003 32 3.1 Kết quả thu thập các mẫu giống cây hoa hồng 51 3.2 Phân nhĩm tập đồn theo một số đặc điểm hình thái 55 3.3 Kích thước và cấu trúc hoa của một số mẫu giống điển hình trong tập đồn nghiên cứu 58 3.4 Một số đặc điểm về cấu trúc hoa của một số mẫu giống điển hình trong tập đồn 60 3.5 Màu sắc và chất lượng hoa của một số mẫu giống điển hình trong tập đồn 62 3.6 Một số đặc điểm hình thái và cấu trúc cành hoa của một số mẫu giống điển hình trong tập đồn 65 3.7 Mức độ nhiễm sâu bệnh hại chính của một số mẫu giống điển hình trong tập đồn 67 3.8 Phân nhĩm các mẫu giống theo hệ số tương đồng di truyền 73 3.9 Tỷ lệ bật mầm và sống sĩt của các mắt ghép sau xử lý phĩng xạ 75 3.10 ðộng thái tăng trưởng chiều dài cành và số lá/mầm ghép ở thế hệ M1V1 76 3.11 Một số tính trạng số lượng về cấu trúc hoa ở thế hệ M1V1 78 3.12 Các biến dị xuất hiện trên cây hoa hồng sau xử lý ở thế hệ M1V1 80 3.13 Một số đặc điểm hình thái, cấu trúc hoa hồng ở thế hệ M1V2 83 3.14 Những biến dị thu được ở thế hệ M1V2 84 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………ix 3.15 Một số tính trạng hình thái, cấu trúc hoa ở thế hệ M1V3 85 3.16 Các dạng biến dị thu được ở thế hệ M1V3 87 3.17 ðặc điểm hình thái cấu trúc hoa của những biến dị thu được sau xử lý tia gamma nguồn vật liệu cho cơng tác chọn giống 88 3.18 Ảnh hưởng của các liều lượng phĩng xạ tới tỷ lệ hạt phấn hữu dục sau xử lý đột biến 89 3.19 Một số đặc điểm cấu trúc cành hoa của các mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng trong điều kiện Gia Lâm Hà Nội (vụ Xuân 2007) 91 3.20 Mức độ nhiễm sâu bệnh hại của các mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng 93 3.21 Năng suất và chất lượng hoa của các mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng tại Gia Lâm Hà Nội (vụ Xuân 2007) 95 3.22 Các mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng được đánh giá theo chỉ số chọn lọc (Selindex) 97 3.23 Một số chỉ tiêu sinh trưởng phát triển của các mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng tại các điểm khảo nghiệm 99 3.24 Năng suất và các chỉ tiêu cấu trúc hoa của các mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng 101 3.25 Chất lượng và độ bền hoa cắt của các mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng 103 3.26 Các tham số ổn định với mơi trường của các mẫu giống hoa hồng triển vọng 106 3.27 Tổng số băng PCR-RAPD thu được khi thực hiện phản ứng PCR-RAPD 109 3.28 Ảnh hưởng của thời vụ ghép đến tình hình sinh trưởng phát triển của mắt ghép một số mẫu giống hoa hồng triển vọng trong vụ Xuân (56 ngày sau ghép) 114 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………x 3.29 Ảnh hưởng của thời vụ ghép đến tình hình sinh trưởng phát triển của mắt ghép một số mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng trong vụ Thu (56 ngày sau ghép) 117 3.30 Chiều cao, đường kính gốc và số lá của một số loại gốc ghép tại 63 ngày tuổi 119 3.31 Ảnh hưởng của gốc ghép đến tình hình sinh trưởng của mắt ghép JP30 (56 ngày sau ghép) 120 3.32 Ảnh hưởng của gốc ghép đến năng suất và chất lượng hoa của cây ghép JP30 121 3.33 Ảnh hưởng của phương pháp ghép đến tình hình sinh trưởng của các dịng hoa hồng triển vọng (42 ngày sau ghép) 122 3.34 Ảnh hưởng của thời vụ giâm cành đến sinh trưởng cành giâm của một số mẫu giống cĩ triển vọng và gốc ghép trong vụ Xuân (35 ngày sau giâm) 124 3.35 Ảnh hưởng của thời vụ giâm cành đến khả năng hình thành rễ của các mẫu giống cĩ triển vọng và gốc ghép trong vụ Xuân (35 ngày sau giâm) 126 3.36 Ảnh hưởng của thời vụ đến các chỉ tiêu sinh trưởng của mầm ghép các mẫu giống hoa hồng triển vọng và của gốc ghép trong vụ Thu (28 ngày sau giâm) 128 3.37 Ảnh hưởng của thời vụ giâm cành đến khả năng hình thành rễ của một số mẫu giống triển vọng và gốc ghép trong vụ Thu (28 ngày sau giâm) 130 3.38 Ảnh hưởng của độ dài cành giâm đến tỷ lệ bật mầm và khả năng sinh trưởng của mẫu giống JP30 trong vụ Xuân (35 ngày sau giâm) 131 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………xi 3.39 Ảnh hưởng của độ dài cành giâm đến thời gian ra rễ của mẫu giống JP30 trong vụ Xuân (35 ngày sau giâm) 132 3.40 Ảnh hưởng của giá thể đến tỷ lệ bật mầm và sinh trưởng mầm của cành giâm mẫu giống JP30 133 3.41 Ảnh hưởng của giá thể đến chất lượng bộ rễ của cành giâm mẫu giống JP30 134 3.42 Ảnh hưởng của dạng phân bĩn qua lá đến khả năng nảy mầm và sinh trưởng mầm của cành hồng JP30 (35 ngày sau giâm) 135 3.43 Ảnh hưởng của một số dạng phân bĩn đến chất lượng bộ rễ của cành giâm JP30 (35 ngày sau giâm) 136 3.44 Ảnh hưởng của một số dạng phân bĩn đến tỷ lệ nhiễm sâu bệnh hại của cành giâm JP30 (35 ngày sau giâm) 137 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………xii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang 1.1 Thân, lá, gai và hoa của hoa hồng 11 1.2 Hình dáng, cấu trúc nhị, nhụy và đế hoa của hoa hồng 12 1.3 Cấu tạo giải phẫu hoa hồng theo chiều dọc 12 1.4 Cấu tạo giải phẫu quả của hoa hồng 13 1.5 Tỷ lệ giá trị nhập khẩu hoa hồng của các nước EU năm 2003 (%) 33 3.1 Biểu đồ tỷ lệ (%) xuất xứ các mẫu giống hoa hồng thu thập trong tập đồn nghiên cứu 52 3.2 Cây phân nhĩm của 42 mẫu giống hoa hồng 70 3.3 Biểu đồ số cành cấp 1 trên thân chính của các mẫu giống hoa hồng triển vọng 92 3.4 Biểu đồ năng suất hoa của các mẫu giống hoa hồng triển vọng 96 3.5 ðiểm ổn định năng suất giữa mẫu giống và các địa điểm trồng 104 3.6 ðiểm khoảng cách mẫu giống và điểm trung bình 105 3.7 Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD của 10 mẫu giống hoa hồng 108 3.8 Cây phân nhĩm của 10 mẫu giống hoa hồng triển vọng trong tập đồn 110 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………1 MỞ ðẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hoa luơn cĩ trong đời sống tinh thần của con người, vì hoa là kết tinh những điều kỳ diệu nhất trong thế giới cỏ cây ban tặng cho lồi người. Xã hội ngày càng phát triển, con người cĩ điều kiện hướng đến đời sống tinh thần nhiều hơn và vẻ đẹp của hoa đã đi vào mỗi gia đình như là một phần tất yếu của cuộc sống. Ở một số nước như Hà Lan, Mỹ, Colombia, Kenia, Trung Quốc việc kinh doanh hoa được coi là một ngành kinh tế mũi nhọn, gĩp phần khơng nhỏ vào nguồn thu cho ngân sách quốc gia. Hàng năm, các nước này sản xuất một lượng lớn hoa cắt để cung cấp cho thị trường trong nước và xuất khẩu. Ở Trung Quốc, diện tích sản xuất hoa đã đạt tới 3000 ha với 1,09 tỷ cành hoa, thu nhập lên tới 18.000 – 65.000 USD/ha. Một trong những nước nghiên cứu và sản xuất hoa hồng hàng đầu thế giới là Hà Lan với tổng kim ngạch xuất khẩu hoa hồng năm 2003 lên tới 430 triệu Euro [47]. Việt Nam cĩ khí hậu đa dạng, đất đai màu mỡ, phong phú là mơi trường thuận lợi cho sự phát triển của hàng trăm lồi hoa. Thực tế, trong những năm gần đây, diện tích và sản lượng hoa ở Việt Nam tăng lên nhanh chĩng và đang ngày càng đáp ứng tiêu dùng trong nước. Năm 2005 diện tích trồng hoa cây cảnh của cả nước là 15.000 ha tăng 7% so với năm 2004. Sản xuất hoa hàng năm đã mang lại cho nhiều hộ nơng dân ở các vùng trồng hoa trọng điểm như xã Tây Tựu - Từ Liêm - Hà Nội, xã Mê Linh - huyện Mê Linh - Vĩnh Phúc từ 70 đến 130 triệu đồng/ha [47]. Sản xuất hoa để đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ trong nước, giảm nhập khẩu và bước đầu hướng tới xuất khẩu đã trở thành mục tiêu quan trọng được đặt ra tại các làng nghề trồng hoa. Theo Tổng cơng ty rau quả Việt Nam (2007), lần đầu tiên Việt Nam đã xuất khẩu hoa sang các nước Nhật Bản, Hồng Kơng, Singapore, Thái Lan và tới cả Mỹ. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………2 Trên thế giới và ở Việt Nam hoa hồng được xem là chúa tể của các lồi hoa và là lồi hoa được người tiêu dùng ưa chuộng nhất. Với ưu điểm về kiểu dáng sang trọng lại đa dạng về màu sắc, hương thơm, cũng như cĩ thể trồng và thu hoạch quanh năm ở nhiều vùng khí hậu và sinh thái khác nhau nên rất thuận lợi cho việc phát triển sản xuất; Với ưu điểm đĩ hoa hồng đã trở thành một trong mười lồi hoa đứng đầu về diện tích trồng ở nhiều nơi trên thế giới và ở Việt Nam [1], [24]. Từ nhiều thế kỷ trước đây các nhà khoa học trên thế giới đã chú ý tới cơng tác nghiên cứu chọn tạo giống hoa hồng. Ngày nay, cĩ hàng ngàn giống hoa hồng mới được chọn tạo theo các hướng thương mại hĩa như các giống hoa hồng phục vụ cho thị hiếu chơi hoa cắt cĩ năng suất, chất lượng cao, màu sắc đẹp, hương thơm hấp dẫn. Các giống hoa hồng mini trồng trong chậu phục vụ cho những người chơi hoa cảnh, trang trí nội thất và các giống hoa hồng cĩ hàm lượng tinh dầu cao, phục vụ cho cơng nghiệp sản xuất nước hoa, sản xuất dược liệu. Các giống hoa hồng mới cĩ thể được chọn tạo theo các hướng: nhập nội giống, lai hữu tính, đột biến, chuyển gen hoặc lai xoma…Song lai hữu tính và xử lý đột biến vẫn là hướng đi chủ yếu tạo ra những giống hoa hồng mới đa dạng. Hiện nay, Hà Lan được xem là một trong những nước đứng đầu trong cơng tác chọn tạo giống hoa hồng mới, chịu thâm canh cao, sản xuất trong nhà lưới, sản xuất theo quy trình cơng nghiệp. Ở Việt Nam, trong những năm gần đây, nhiều giống hoa hồng mới đã được nhập nội. Trong số đĩ cĩ nhiều giống cĩ đặc điểm nổi trội như hoa to, màu sắc đẹp, hương thơm và độ bền hoa cao, được bổ sung vào bộ giống trong nước làm phong phú các chủng loại hoa hồng đang được trồng trong sản xuất. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………3 Tuy nhiên, cho đến nay cơng tác giống hoa hồng ở Việt Nam chủ yếu cịn tự phát, việc nghiên cứu chỉ là tuyển chọn giống hoa hồng mới từ những giống nhập nội, sau đĩ các giống được trồng theo kinh nghiệm truyền thống. Các cơng tác khác về giống hoa hồng như lưu giữ, bảo tồn, nghiên cứu và phát triển nguồn gen hoa hồng rất ít được quan tâm nên nguồn gen hoa hồng cĩ nguồn gốc địa phương ngày càng bị lẫn tạp và thối hĩa. Thực tế cho thấy, một số cơ quan nghiên cứu của Việt Nam như Viện Sinh học Nơng nghiệp, Viện Di truyền Nơng nghiệp, Viện Nghiên cứu Rau Quả, Phân Viện Sinh học ðà Lạt…đã bước đầu thử nghiệm tạo giống hoa hồng mới bằng lai hữu tính, gây đột biến, chuyển gen…song kết quả đạt được cịn rất hạn chế [37]. Cho đến nay vẫn chưa cĩ được một giống hoa hồng mới nào được tạo ra và đưa vào sản xuất bằng các con đường nêu trên. Rõ ràng rằng ở Việt Nam việc nghiên cứu một cách hệ thống và tồn diện về lồi hoa quí này vẫn chưa được quan tâm đúng mức [4]. ðể gĩp phần khắc phục những tồn tại trên, đáp ứng được những địi hỏi cấp thiết của thực tế sản xuất, chúng tơi tiến hành đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu chọn tạo và nhân giống cây hoa hồng (Rosa spp.L.) năng suất, chất lượng cao cho một số tỉnh miền Bắc Việt Nam" 2. Mục đích và yêu cầu 2.1. Mục đích - Thu thập và đánh giá tập đồn cơng tác mẫu giống hoa hồng trong nước và nhập nội, làm cơ sở cho cơng tác chọn tạo giống; - Tạo thêm nguồn vật liệu phục vụ cho cơng tác chọn giống hoa hồng bằng phương pháp xử lý đột biến; - Tuyển chọn được 1 - 2 dịng, giống hoa hồng cĩ triển vọng, năng suất, chất lượng hoa cao để giới thiệu vào sản xuất; - Xác định các biện pháp kỹ thuật nhân giống vơ tính cho giống hoa hồng triển vọng bằng phương pháp ghép và giâm cành. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………4 2.2. Yêu cầu - Thu thập tập đồn mẫu giống hoa hồng cĩ nguồn gốc địa phương và nhập nội; - Nghiên cứu các đặc điểm hình thái, sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng hoa của các mẫu giống trong tập đồn; - ðánh giá mức độ đa dạng di truyền của tập đồn mẫu giống hoa hồng thu thập; - Xử lý đột biến một số dịng, giống để tạo thêm nguồn vật liệu cho cơng tác chọn giống; - Tuyển chọn và đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển, năng suất và chất lượng các dịng cĩ triển vọng từ tập đồn; - Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống vơ tính những giống hoa hồng cĩ triển vọng đạt tỷ lệ nhân giống cao 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài - Là cơng trình nghiên cứu cĩ hệ thống và tương đối tồn diện đầu tiên về cây hoa hồng ở Việt Nam. Các kết quả nghiên cứu của đề tài cĩ thể làm cơ sở khoa học cho nghiên cứu chọn giống hoa hồng và làm tài liệu tham khảo phục vụ giảng dạy ở các trường đại học và trung cấp ngành nơng nghiệp. - ðã thu thập và đánh giá tập đồn gồm 44 mẫu giống hoa hồng trong nước và nhập nội về các đặc điểm thực vật học và nơng sinh học, giúp các nhà chọn giống cĩ định hướng khi sử dụng chúng làm vật liệu, rút ngắn được quá trình nghiên cứu tạo giống. - ðã tạo được một số biến dị hình thái hoa cĩ giá trị bằng xử lý γ Co60, đây là những kiểu hình mới ở cây hoa hồng làm phong phú hơn cho nguồn vật liệu chọn tạo giống hoa hồng mới. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………5 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Chọn, tạo được 1 - 2 giống hoa hồng cĩ triển vọng cho sản xuất, phù hợp với một số tỉnh ở miền Bắc Việt Nam; - ðề xuất quy trình nhân giống cây hoa hồng cĩ triển vọng được tuyển chọn bằng phương pháp ghép và giâm cành. Quy trình này sẽ được giới thiệu cho các cơ sở sản xuất hoa hồng ở miền Bắc Việt Nam áp dụng. - Các kiểu biến dị hình thái hoa đẹp, lạ mắt tạo được từ gây đột biến cĩ thể nhân nhanh hồn thiện quá trình tạo giống mới và giới thiệu cho các vùng trồng hoa để tăng thêm mặt hàng hoa hồng mới cung cấp cho thị trường. 4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu ðối tượng nghiên cứu bao gồm các mẫu giống hoa hồng thu thập được từ nguồn địa phương và nhập nội. ðịa điểm nghiên cứu và triển khai thí nghiệm: Trung tâm Phát triển VAC - Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội; Hợp tác xã Tây Tựu 2 - huyện Từ Liêm - Thành phố Hà Nội; Xã Mê Linh - Huyện Mê Linh - Tỉnh Vĩnh Phúc; Xã ðơng Cương - Thành phố Thanh Hĩa - Tỉnh Thanh Hĩa; Thời gian nghiên cứu: ðề tài tiến hành từ tháng 8/2003 đến tháng 5/2008. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………6 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ðỀ TÀI Cây hoa hồng (Rosa L.), cĩ thể phát triển được ở rất nhiều nơi trên thế giới. Từ vùng hàn đới, ơn đới đến cận nhiệt đới [123], [66]. Với điều kiện khí hậu Việt Nam cây hoa hồng cĩ thể trồng được ở hầu hết các vùng trong cả nước. Theo Nguyễn Xuân Linh (1998) [21], hoa hồng đã trồng phổ biến từ rất lâu đời ở Việt Nam, cĩ thể cho thu hoạch quanh năm tại các tỉnh đồng bằng sơng Hồng, ðà Lạt, thành phố Hồ Chí Minh và nhiều nơi khác trong cả nước [22]. Các nước trồng hoa hồng cĩ điều kiện khí hậu rất đa dạng, tuy nhiên cây hoa hồng sinh trưởng và phát triển tốt nhất trong điều kiện khí hậu ơn hịa, ẩm độ khơng quá thấp vào mùa Xuân và mùa ðơng, khơng cĩ sương muối cũng như nhiệt độ khơng quá cao (>250C) và khơng quá thấp (< 60C) [166]. Với khí hậu vùng đồng bằng sơng Hồng [14], từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau là điều kiện thích hợp cho hoa hồng sinh trưởng phát triển [10]. Thực tiễn ngồi sản xuất cũng đã chứng minh, cây hoa hồng sinh trưởng phát triển tốt và cho năng suất hoa cao, bơng to trong điều kiện vụ Thu ðơng và ðơng Xuân [38]. Các tháng trong vụ hè do nhiệt độ quá cao khơng thích hợp cho sự sinh trưởng phát triển của hoa hồng, nên cây yếu, hoa nhỏ và chất lượng hoa kém. Trong nghề trồng hoa hồng, giống hoa cĩ khả năng thích nghi cao, cho năng suất hoa cao, chất lượng hoa tốt rất được coi trọng để sản xuất hoa thương mại [37], [39]. ðể nhanh chĩng tạo được các giống hoa mới được thị trường ưa chuộng thì cơng tác thu thập nguồn gen địa phương và nhập nội phải được xem là bước khởi đầu quan trọng nhất, từ đĩ đánh giá và phát triển những đặc tính ưu việt của nguồn gen để tuyển chọn ra những giống mới cĩ triển vọng phục vụ trực tiếp cho sản xuất hoặc sử dụng làm vật liệu cho chọn Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………7 tạo giống mới bằng lai, gây đột biến... từ đĩ tạo ra những giống hoa hồng mới cĩ nhiều ưu điểm thích hợp với các vùng sinh thái ở Việt Nam [39]. Ở nước ta những nghiên cứu xung quanh cây hoa hồng về chọn giống, nhân giống mới, chỉ cĩ một số kết quả được cơng bố của Viện nghiên cứu Rau Quả, Viện Di truyền Nơng nghiệp [26], [20] và Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội. Cho đến nay chưa cĩ kết quả nghiên cứu nào về tạo thành cơng giống hoa hồng mới theo các hướng lai, đột biến hoặc tạo giống cho vùng sinh thái cụ thể, chưa cĩ một cơng trình nghiên cứu nào về hoa hồng một cách tồn diện, các nghiên cứu cịn tản mạn và chưa đáp ứng được sự địi hỏi cấp thiết về giống cũng như về kỹ thuật sản xuất của thực tiễn [29]. Một bất cập hiện nay là giống hồng trong sản xuất phụ thuộc gần như hồn tồn vào các giống nhập nội, dẫn đến sản xuất mang tính thụ động; Cơng tác giống khơng đáp ứng được cho sự phát triển và những định hướng riêng, đặc thù trong tương lai của Việt Nam. ðiều đĩ thể hiện rằng việc tiến hành nghiên cứu của đề tài đặt ra là hồn tồn cĩ cơ sở và hết sức cần thiết. 1.1.1. Cơ sở khoa học trong chọn giống cây trồng ðể tạo ra một giống mới cần sử dụng nguồn gen thực vật: các dạng rất khác nhau của cây trồng và cả cây dại, thơng qua các phương pháp chọn giống xác định. Các dạng cây trồng cĩ thể là giống địa phương, giống được tập hợp từ nhiều vùng sinh thái khác nhau, các dạng cây dại cùng chi với cây trồng được thu thập từ nhiều nơi trên thế giới [19]. Nguồn gen cây trồng càng đa dạng phong phú và càng đầy đủ thì càng tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sáng tạo của nhà chọn giống. ðể việc thu thập, nghiên cứu và sử dụng nguồn gen thực vật được thuận lợi, dễ dàng và chính xác thì cơng tác quĩ gen phải được xây dựng trên cơ sở lý luận khoa học vững chắc. Theo N. I. Vavilov, tác giả học thuyết về dãy biến dị tương đồng của thực vật thì các loại hình thực vật gần nhau như cùng họ, cùng chi, cùng lồi cĩ hàng Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………8 loạt biến dị di truyền giống nhau. Người ta cĩ thể nghiên cứu kỹ một số dạng chính của lồi trong cùng một chi ở tất cả các lồi. Mơ hình tốn học của định luật về dãy biến dị tương đồng của thực vật như sau: A1 (a + b + c...); A2 (a + b + c...); A3 (a + b + c...) Trong đĩ: A1, A2, A3 là các chi hoặc lồi gần nhau; a, b, c là dãy biến dị tương đồng. Qui luật về dãy biến dị tương đồng cĩ ý nghĩa đặc biệt để xác định sự đa dạng trong lồi ở cả về cây trồng và hoang dại. Cũng theo N. I. Vavilov sự phát tán của các loại hình trong một lồi mà ở địa phương này kiểu gen chiếm ưu thế nhưng ở địa phương khác kiểu gen khác lại hoạt động mạnh. Kết quả hoạt động của kiểu gen sau khi tương tác với mơi trường xung quanh sẽ cho một loại hình tương ứng. ðĩ là kiểu gen hay loại hình sinh thái trong giới hạn của một lồi. Các loại hình sinh thái đặc trưng là các kiểu gen đặc trưng. Khi sưu tập nguồn gen cho chọn giống, cần hết sức chú ý thu thập các loại hình sinh thái địa lý. Theo Darwin biến dị là thuộc tính của tất cả các lồi sinh vật, trong đĩ biến dị di truyền là động lực của tiến hĩa. Nhờ cĩ biến dị di truyền mà các lồi mới, các dạng mới được hình thành, thành phần của một lồi ngày một đa dạng phong phú. Nhờ cĩ biến dị di truyền mà cây dại qua quá trình chọn lọc đã trở thành cây trồng. Cơ thể và mơi trường luơn là một khối thống nhất, mơi trường hết sức đa dạng nên cũng tồn tại những biến dị đa dạng tương ứng. Trong quá trình chọn nguồn gen, giống càng được thu thập ở nhiều vùng sinh thái càng tốt. Theo N.I. Vavilov và P.M. Zukovxki, trên thế giới cĩ 12 trung tâm phát sinh tất cả các loại cây trồng. Các trung tâm là nơi tập trung đầy đủ bộ gen của chi hoặc lồi trong đĩ cĩ cây trồng. Bên ngồi trung tâm là vùng phát tán của cây trồng, ta chỉ cĩ thể tìm thấy sự tập trung của kiểu gen này hay kiểu gen khác nhưng khơng thể tìm được đầy đủ bộ gen của cả chi hoặc lồi. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………9 1.1.2. Cơ sở khoa học trong chọn giống bằng đột biến nhân tạo Những đặc điểm hình dáng bên ngồi, đặc tính sinh lý và sinh hĩa của cây được gọi là tính trạng. Bản thân tính trạng khơng được truyền lại từ bố mẹ sang con cháu mà chỉ cĩ vật chất di truyền (ADN) là gen kiểm sốt những tính trạng mới được truyền lại từ thế hệ này sang thế hệ khác. Gen là một đoạn của phân tử ADN gồm cĩ một số nucleotit, quyết định sự tổng hợp protein nhất định. Mã di truyền của sinh vật do các bộ ba nucleotit quyết định. Gen cũng như mọi vật chất khác, tùy thuộc vào điều kiện ngoại cảnh, gen cĩ thể bị biến đổi. Trình tự sắp sếp các nucleotit trong bộ ba thay đổi, sẽ làm thay đổi mã di truyền. Sự biến đổi của gen hay các nhĩm gen được gọi là đột biến. Những đột biến xuất hiện do tác động của các điều kiện tự nhiên và mơi trường gọi là đột biến tự nhiên hay đột biến tự phát, nĩ được phân biệt với các loại đột biến nhân tạo. ðột biến được mơ tả như là sự thay đổi về vật chất di truyền và là nguồn chất mầm vơ tận cho sự biến dị di truyền. ðột biến cực kỳ quan trọng trong tiến hĩa và cung cấp vật liệu ban đầu cho quá trình chọn giống. Việc sử dụng đột biến tự phát hoặc đột biến nhân tạo trong chọn giống được xem như là quá trình chọn giống [13], [31]. Khi con người sử dụng các tác nhân hĩa, lý tạo nên đột biến thì tần số xuất hiện đột biến cao hơn nhiều so với đột biến tự nhiên [12], [18], [35]. Trong nhiều năm ở Mỹ, Liên Xơ, Nhật Bản… các nhà khoa học đã sử dụng các tác nhân gây đột biến bằng phương pháp vật lý, hĩa học đã đạt được nhiều kết quả rất tốt. Các tác nhân gây đột biến vật lý bao gồm các dạng phĩng xạ cĩ khả năng ion hĩa mạnh là tia X, Neutron, chất đồng vị phĩng xạ, tia γ nguồn Co60... Các cơ quan thực vật dùng để xử lý tạo đột biến bao gồm: hạt, cả cây, hạt phấn, giao tử, hợp tử và các mơ tế bào đang phân chia mạnh. Sử dụng tác nhân gây đột biến là tia γ nhằm tạo ra đột biến là phương pháp cĩ hiệu quả cao trong cơng tác chọn tạo giống mới [28], [35]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………10 Sử dụng đột biến thực nghiệm sẽ rút ngắn được thời gian chọn tạo ra một số giống mới so với việc sử dụng phương pháp lai. Phương pháp chọn giống đột biến cĩ hiệu quả cao trên những cây cĩ ưu thế về chọn lọc cá thể, như ở các cây thụ phấn và cây sinh sản vơ tính, các cá thể của giống sinh sản vơ tính (dịng vơ tính) đều mang gen đột biến, cịn đối với cây thụ phấn chéo thì cây mang gen đột biến trong nhiều thế hệ chọn lọc vẫn cĩ thể chỉ chiếm một tỷ lệ nhất định trong quần thể [13], [18], [34]. 1.2. ðẶC ðIỂM THỰC VẬT HỌC VÀ SỰ PHÂN BỐ CỦA CÂY HOA HỒNG TRÊN THẾ GIỚI 1.2.1. Phân loại thực vật Cây hoa hồng (Rosa sp.) là cây thuộc lớp 2 lá mầm (Dicotyledoneae), lớp phụ hoa hồng (Rosidae), bộ hoa hồng (Rosales), họ hoa hồng (Rosaceae Juss), họ phụ hoa hồng (Rosoideae), chi hoa hồng: Rosa L. Theo Peter Beales (1990), [133] và Võ Văn Chi (2003), [7] chi Rosa cĩ 4 chi phụ là: Hulthemia; Rosa (Eurosa); Platyrhodon và Hesperhodon Trong đĩ chi phụ Rosa (Eurosa) là lớn nhất và chia ra 10 nhĩm lồi và lồi lai: Nhĩm 1 : Carolinae Nhĩm 6: Sylstylae Nhĩm 2: Casiorhodon Cinnamomeae Nhĩm 7: Chinensis Nhĩm 3: Caninae Nhĩm 8: Banksianae Nhĩm 4: Pimpinellifolia Nhĩm 9: Laevigatae Nhĩm 5: Gallicanae Nhĩm 10: Bracteata Trong mỗi nhĩm này cĩ rất nhiều lồi và lồi lai được chọn tạo ra. Cây hoa hồng cĩ các đặc điểm thực vật học đáng chú ý là: Rễ hồng thuộc loại rễ chùm, phân nhánh mạnh, phân bố nơng trên lớp đất mặt từ 5 - 30cm. Bộ rễ hoa hồng khơng chịu được ngập úng, ưa đất ẩm, song phải thơng thống, thốt nước. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………11 Hoa hồng thuộc loại thân gỗ, dạng cây bụi hoặc cây leo, đa số các lồi hoa hồng đều cĩ thân rỗng ở giữa, khi thân đã hố gỗ. Cây hoa hồng cĩ khả năng phân cành rất mạnh, trên thân cĩ gai hoặc khơng cĩ gai [149]. Lá hoa hồng cĩ dạng kép lơng chim với 3, 5, 7, 9, 11, 13 lá chét và cĩ đính lá kèm ở gốc; lá chét cĩ răng cưa ở mép lá và thường cĩ những gai nhỏ ở trên gân lá. Chiều dài lá của hầu hết các lồi hoa hồng là từ 5-15cm. Tuỳ theo giống mà lá cĩ màu sắc xanh đậm hay xanh nhạt, răng cưa nơng hay sâu [6]. Gai hoa hồng giống như hình dáng của cái mĩc câu. Gai hoa hồng thường là một gai hoặc bụi gai. Một số lồi như Rosa rugosa và Rosa pimpinellifolia cĩ mật độ gai dầy, nhọn sắc. Hình 1.1: Thân, lá, gai và hoa của hoa hồng Gai giúp cho cây hoa hồng cĩ khả năng chống chịu tốt với cơn trùng, đồng thời thích nghi với điều kiện hạn hán. Cây hoa hồng thường cĩ hoa khá lớn, hoa lưỡng tính, phân hĩa đài hoa rõ rệt. Nhị hoa xếp nhiều vịng, tâm bì nhiều, rời nhau và cùng đính trên 1 đế chung. Hoa thức của họ phụ hoa hồng Rosoideae là K4-5 C5 A4- ∞ G ∞ . Thơng thường hoa hồng cánh bộ 5 (trừ lồi hoa hồng Rosa sericea thường cĩ 4 cánh). Hoa hồng cĩ cấu tạo và màu sắc rất đa dạng, đa số các dạng hoang dại và bán hoang dại cĩ màu hoa trắng, 1 vịng cánh hoặc 2-3 vịng cánh, nhưng số lượng cánh hoa ít, sắp xếp cũng đơn giản. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………12 a. Bao phấn b. Tâm bì c. ðài hoa Hình 1.2. Hình dáng, cấu trúc nhị, nhụy và đế hoa của hoa hồng (nguồn Joan Monteith, 2007) [126] Hình 1.3. Cấu tạo giải phẫu hoa hồng theo chiều dọc (Joan Monteith, 2007) [126] Ghi chú: 1. Cánh hoa, 2. Bao phấn, 3.Chỉ nhị, 4. ðầu nhụy, 5. Vịi nhụy, 6. ðài hoa, 7. Bầu nhụy, 8. ðế hoa Các giống hồng lai cĩ đặc điểm chung là cánh hoa dày, nhiều vịng cánh, sắp theo nhiều kiểu hình dạng khác nhau và ra hoa nhiều vụ trong năm [149]. Hoa hồng thuộc loại hoa lưỡng tính, nhị và nhụy trên cùng một hoa. Khi phấn chín rơi trên đầu nhụy nên cĩ thể tự thụ phấn. Một số loại nhị trắng hơn nhụy hoặc nhị bị tiêu biến (bất dục đực). ðế hoa cĩ màu xanh [53]. Quả hoa hồng là quả hạch, thường gọi là rose hip. Quả của hầu hết các lồi hoa hồng đều cĩ màu đỏ, quả của một số lồi như Rosa pimpinellifoli Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………13 cĩ mầu đỏ thẫm hoặc mầu đen. Mỗi quả hoa hồng bao gồm một tầng cùi phía ngồi, bên trong chứa từ 5 – 25 hạt bao bọc trong nỗn mịn, nhưng cứng và cĩ lơng nhỏ. Hình 1.4. Cấu tạo giải phẫu quả của hoa hồng Quả hoa hồng của một số lồi đặc biệt là hồng tầm xuân (Rosa canina) và hồng nhăn (Rosa rugosa) rất giầu vitamin C. Hạt hoa hồng cĩ màu sắc khác nhau tuỳ theo giống, cĩ thể là màu xám, màu đen hoặc màu nâu… trên vỏ hạt thường cĩ lơng, vỏ hạt rất dày, vỏ sừng, chính vì vậy khả năng nảy mầm của hạt rất kém. Phơi và nội nhũ hạt cĩ chứa nhiều axít abcicic (ABA) đã kìm hãm quá trình nảy mầm. Chi Rosa là một dãy đa bội tự nhiên cĩ bộ nhiễm sắc thể cơ bản x = 7, dựa theo số lượng nhiễm sắc thể, David Neumyer (2005) [68] chia chúng thành 6 nhĩm như sau 1. Nhĩm lưỡng bội cĩ số NST là 14 cĩ 22 lồi chủ yếu và các lồi lai; 2. Nhĩm tam bội cĩ 21 NST cĩ 2 lồi và các lồi lai; 3. Nhĩm tứ bội cĩ 28 NST gồm 18 lồi và các lồi lai; 4. Nhĩm ngũ bội cĩ 35 NST chung với nhĩm phức hợp; 5. Nhĩm lục bội 42 NST gồm 2 lồi và các lồi lai; 6. Nhĩm phức hợp gồm các lồi và giống lai cĩ số NST 14, 28, 35, 42 [53]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………14 1.2.2. Sự phân bố của cây hoa hồng trên thế giới Các nghiên cứu địa chất đã cho thấy hĩa thạch của hoa hồng cách đây khoảng 25 triệu năm. Khoảng 5000 năm trước đây hoa hồng đã được trồng ở Trung Quốc, Tây Á và Bắc Phi [84]. Sau đĩ hoa hồng đã di thực đi khắp nơi trên thế giới. Hoa hồng được tìm thấy ở vùng ơn đới từ hàn đới đến cận nhiệt đới, tập trung nhiều nhất ở một số nước như Mỹ, Iraq, Ethiopia và Trung Quốc. Nhiều nhà khoa học đã chia hoa hồng thành 10 nhĩm lớn, với 115 lồi phân bố ở 8 vùng chủ yếu trên thế giới [118], [126]. Theo Rehder (1940) [139] nghiên cứu 10 nhĩm hoa hồng lớn với 115 lồi phân bố ở 8 vùng chủ yếu trên thế giới (bảng 1.1) Bảng 1.1: Một số nhĩm hoa hồng chính và vùng phân bố của chúng Nhĩm Số lồi Số NST Vùng phân bố Những lồi chủ yếu Banksiae 2 14 ðơng Á R. banksiae Alt. R. cymosa Tratt. Bracteatae 2 14 Châu Á R. branteata Wendi. Caninae 23 28-42 Châu Âu, ðơng Á R. canina L. Carolinae 2 28 Bắc Mỹ R. Carolina L. R. floliosa Nutt. Chinensis (Indicae) 2 14 ðơng Á R. chinnensis Jacq. R. gigantean Colelt ex Cre’p Cinnnamomeae 46 14-56 Bắc Mỹ Châu Á R. rugosa Thumbb. R. luktana Pall. R. acicularis Lindl. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………15 Gallicae 4 28 Ethiopia, Châu Âu Tây Á R. gallica L. R. damascene Mill. R. centifolia L. Laevigatae 1 14 ðơng Á R. laevigata Michx Pimpinelifolae 10 14-28 Châu Á Nam Âu R. sericea Lindl. R. foetida Herm. R. xanthina Lindl. R.hugonis Hemsl. Systylae 23 14 Tây Á R. moschata Herm. Wichuraiana Cr’ep. R.sempervirens L. R.multufora Thumb. Ex Murr (Nguồn : Rose: Gemetic and Breeding, 2000) [84] Hoa hồng ngày nay cĩ số lượng giống rất lớn, chính do bởi con người đã thuần hĩa lồi hoang dại và chọn tạo thành cơng các giống mới đưa vào sản xuất. Quá trình đĩ đã làm đa dạng nguồn tài nguyên di truyền cây hoa hồng [66], [58], [59]. Gudin Serge (2000) [84] cho rằng cĩ 8 nhĩm hoa hồng cổ xưa, từ chúng hình thành nên nhiều giống hoa hồng phổ biến trên thế giới sau này. Nhĩm cĩ nguồn gốc từ Trung Quốc Rosa bracteata (1675), Rosa bracteata (1675), Rosa sericea ptericantha (1890) và Rosa wichuraiana variegata (1890). Nhĩm cĩ nguồn gốc từ Nhật Bản Rosa rugosa. Nhĩm cĩ nguồn gốc từ Bắc Mỹ Rosa foliolosa (1880) và nhĩm phát sinh từ cực Bắc bán cầu Rosa nutkana. (Bảng1.2) Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………16 Bảng 1.2: Nguồn gốc một số lồi hoa hồng trên thế giới TT Lồi Nguồn gốc Năm nghiên cứu 1 Rosa bracteata Nguồn gốc ở Trung Quốc 1675 2 Rosa foliolosa Bắc Mỹ 1880 3 Rosa nutkana Là các lồi phát sinh từ cực Bắc bán cầu 4 Rosa bracteata Nguồn gốc ở Trung Quốc 1675 5 Rosa rugosa Nguồn gốc Nhật Bản 6 Rosa sericea ptericantha Nguồn gốc Trung Quốc 1890 7 Rosa wichuraiana variegata Nguồn gốc Trung Quốc 1890 8 Rosa woodsii fendleri Nguồn gốc Bắc Mỹ 1895 (Nguồn : Plant Breeding, 2000)[84] 1.2.3. Phân tích đa dạng di truyền đối với quần thể nghiên cứu và thu thập nguồn gen Trong cơng tác lai tạo giống cây trồng, việc đánh giá sự đa dạng di truyền ở mức hình thái hoặc mức phân tử của nguồn vật liệu cĩ ý nghĩa quan trọng là cơ sở để chọn ra các tổ hợp lai và tiên đốn sự thể hiện ưu thế lai của các con lai. Cơng việc này đã được thực hiện trên một số lồi cây trồng quan trọng, đặc biệt trên cây lúa và một số cây cĩ giá trị kinh tế cao như hoa lan ... ðể phân biệt các cá thể khác nhau của cùng một lồi, các nhà khoa học thường dùng chỉ thị di truyền. Chỉ thị di truyền là một tính trạng hay một thuộc tính cĩ thể đo đếm được và cĩ khả năng di truyền từ thế hệ này qua thế Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………17 hệ khác. Dựa vào hai tiêu chuẩn cĩ sự đa hình giữa bố mẹ và được truyền lại chính xác cho thế hệ sau, người ta phân loại thành chỉ thị di truyền hình thái, chỉ thị sinh hĩa và chỉ thị phân tử ADN: Chỉ thị hình thái là loại chỉ thị mang tính chất mơ tả, cĩ thể nhìn thấy hoặc đo đếm được. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự đa dạng về hình thái tùy thuộc vào nguồn gốc, xuất xứ địa lý, dạng sống khác nhau của mỗi giống. Qua phân tích các đặc điểm riêng và đặc điểm ưu việt của mỗi giống trong nhĩm, các tác giả đã thiết lập thành cơng một số cặp lai [8], [31]. Tuy nhiên, đánh giá sự đa dạng di truyền trên cây hoa hồng vẫn chưa được thực hiện rộng rãi, những kết quả nghiên cứu bước đầu ở châu Âu thành lập dự án về bảo tồn nguồn gen hoa hồng nhằm 3 mục tiêu chính sau: - Bảo tồn bền vững nguồn gen hoa hồng hoang dại, bổ sung vào nguồn vật liệu khởi đầu cĩ khả năng kháng bệnh; - Tạo ra những giống kháng bệnh, đặc biệt là bệnh nấm phấn trắng; - Tạo ra những giống hoa hồng mới bằng con đường lai tạo giữa lồi hoang dại và giống hoa hồng trồng [50], [91], [155]. Kết quả đã thu thập hơn 1000 cá thể của 28 lồi hoa hồng dại từ Bỉ, Pháp, ðức, Hà Lan và Scandinavia. Cơng tác phân loại và những nghiên cứu về mối quan hệ di truyền của các chi hoa hồng được thực hiện. Tuy nhiên, các tác giả cũng cho rằng, việc đánh giá sự đa dạng di truyền của lồi hoa hồng gặp rất nhiều khĩ khăn do xảy ra rất nhiều các đột biến ngẫu nhiên và sự lai tạo bởi con người [106]. Những giá trị thực tiễn của chỉ thị hình thái trong chọn giống gặp nhiều hạn chế, vì các chỉ thị này vốn cĩ số lượng khơng nhiều, cịn những chỉ thị liên kết với gen quan tâm lại càng hiếm gặp. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………18 Nhờ sự phát triển mạnh mẽ của cơng nghệ sinh học, các nhà khoa học cĩ thể áp dụng các kiểu chỉ thị khác nhau để xác định mức độ đa dạng di truyền đối với quần thể nghiên cứu: - Chỉ thị sinh hĩa là loại chỉ thị cĩ bản chất protein, bao gồm chỉ thị isozym và các loại protein dự trữ. Chỉ thị protein và isozym thuộc loại đồng trội, cĩ độ tin cậy cao đồng thời cĩ thể phát hiện ra các biến dạng khác nhau của protein. - Chỉ thị phân tử ADN là những chỉ thị cĩ bản chất đa hình ADN. Nĩ cĩ thể là những dịng gen cĩ sẵn hay dưới dạng những thơng tin về trình tự được lưu giữ và chuyển tải trong các tệp dữ liệu của máy tính. Dựa vào đĩ người ta chia chỉ thị phân tử thành một số loại như sau: + Chỉ thị dựa trên cơ sở lai ADN (chỉ thị RFLP) + Chỉ thị dựa trên nguyên tắc nhân bội ADN bằng PCR (RAPD, AFLP…) + Chỉ thị dựa trên những chuỗi cĩ trình tự lặp lại (tiểu vệ tinh, vi vệ tinh…). Trong phân loại học, để tìm ra sự biến đổi của lồi và mối quan hệ chủng loại phát sinh giữa các quần thể và giữa các lồi, chính các chỉ thị phân tử đã phản ánh những thay đổi đĩ do những khác biệt trong trình tự chuỗi ADN ở cả những vùng mã hĩa và vùng khơng mã hĩa đều cĩ thể di truyền được từ thế hệ này sang thế hệ khác. Bởi vậy, chỉ thị phân tử cung cấp thêm những cơng cụ cho việc phân tích mối quan hệ di truyền trong lồi, giữa các lồi, các chi, các họ [154]. ðể phân biệt được các cá thể đồng hợp tử và dị hợp tử người ta cĩ thể sử dụng chỉ thị RFLP. Nguyên lý của chỉ thị RFLP (kỹ thuật đa hình độ dài đoạn cắt giới hạn) là sử dụng những enzym giới hạn để cắt phân tử ADN của hệ gen. Từ đĩ, người ta cĩ thể nhận biết được những đoạn ADN cĩ chiều dài khác nhau bằng kỹ thuật lai ADN với những mẫu dị (probe). Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………19 Chỉ thị RAPD dựa trên nguyên tắc nhân bội ADN bằng PCR. ðể nhân những đoạn ADN của hệ gen, người ta sử dụng những đoạn mồi đơn lẻ, ngẫu nhiên dài khoảng 10 nucleotid với nhiệt độ kết cặp thấp (37oC) [160]. Sản phẩm của phản ứng được phân giải thành các băng ADN với kích thước khác nhau khi điện di trên gel agarose. RAPD là chỉ thị trội, cĩ nghĩa là băng ADN đặc trưng trên gel agarose cĩ thể xuất hiện (trội) hoặc khơng xuất hiện (lặn). ðây là một cơng cụ hữu ích trong việc lập bản đồ ở những dịng nhị bội, những dịng cận phối hay các quần thể lai trở lại. Chỉ thị RAPD cịn cĩ thể được sử dụng trong việc điền vào những chỗ trống trên bản đồ phân tử RFLP. Trên cơ sở các dữ liệu về đa dạng di truyền, người ta cĩ thể phân tích được mối quan hệ phát sinh chủng loại và sự tiến hĩa, sự phát hiện lồi mới, cũng như áp dụng trong chọn tạo giống, chẩn đốn ưu thế lai.... Nghiên cứu bộ gen hoa hồng được thực hiện trên cơ sở phân tử trong những năm gần đây (Weising et al., 2005) [161]. Nhiều kỹ thuật phân tử như RFLP (Hubbard et al., 1992) [92], RAPD Torres et al, 1993 [154]; Cubero et al., 1996 [64]; Jan và Byrne, 1999 [103]; Debener T. và Mattiesch, L 1999; [76] Wen và cộng sự., 2004) [162], AFLP (chỉ thị đa hình độ dài đoạn cắt nhân bội) (Zhang và cộng sự., 2001) [167] và SSR (chỉ thị vệ tinh) (Esselink và cộng sự., 2003) [77] đã được sử dụng để phân tích các đa dạng các chi Rosa ở nhiều vùng khác nhau. Mặc dù những kỹ thuật mới như AFLP và SSR được sử dụng nhiều hơn nhờ ưu thế của chúng nhưng phân tích RAPD (Williams và cộng sự, 1990) [160], vẫn được sử dụng nhiều hơn nhờ sự đơn giản, giá thành thấp và khơng địi hỏi những thiết bị phức tạp [156], [164]. Kết quả cho thấy bộ gen cây hoa hồng nĩi chung biến đổi rất mạnh. Bên cạnh đánh giá khoảng cách di truyền giữa các nhĩm, việc chọn lọc các kiểu gen hoang dại kháng bệnh nấm phấn trắng và đốm đen cũng được tiến hành. Lây nhiễm bệnh qua Protocol được sử dụng để thử khả năng kháng Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………20 bệnh trên từng cá thể. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hầu hết các kiểu gen hoa hồng trong tập đồn nghiên cứu đền rất mẫn cảm với bệnh phấn trắng và đốm đen. Hoa hồng trồng ngày nay đã cĩ hàng nghìn giống, cĩ những loại chuyên để sản xuất tinh dầu như ở những nước vùng ðịa Trung Hải và ðơng Âu [55], [107]. Nhĩm hoa hồng làm cảnh đặc biệt phong phú ngồi các dạng cĩ trong tự nhiên, các nhà khoa học của hai cơng ty Florigene và Suntory Nhật Bản đã tạo ra những giống hoa hồng cĩ màu sắc độc đáo như màu xanh. 1.3. NGHIÊN CỨU VỀ CHỌN GIỐNG HOA HỒNG Trên thế giới, cơng tác chọn tạo giống hoa hồng đã được chú ý từ rất lâu và rất phát triển. Ở những nước như Hà Lan, Mỹ, Pháp... mỗi năm hàng ngàn giống hoa hồng mới được chọn tạo ra, hầu hết là chọn các giống theo hướng thâm canh, hiện đại hĩa và ngày càng thỏa mãn nhu cầu người tiêu dùng. 1.3.1. Nghiên cứu chọn giống bằng phương pháp lai hữu tính Chọn giống hoa hồng bằng phương pháp lai hữu tính nhằm cải tạo những tính trạng hình thái hoa như màu sắc, kích thước hoa, kiểu dáng, thời gian hoa nở và phản ứng của cây với điều kiện mơi trường. Phương pháp lai hữu tính hoa hồng được sử dụng rộng rãi và lâu đời. Phương pháp này cĩ nhiều hạn chế: do mức độ đa bội thể giữa các lồi hoa hồng, do hạt hoa hồng rất khĩ nảy mầm, do khả năng bất hợp giữa các giao tử, do sinh trưởng phát triển và thời gian nở hoa của bố mẹ khơng đồng đều... đã khiến cho tạo giống lai hoa hồng khĩ thành cơng [129], [136], [139]. Tuy nhiên, đã cĩ nhiều giống hoa hồng mới trên thế giới được tạo ra bằng con đường này. Năm 2001, Aldulber của Cộng hịa liên bang Nga, đã thu được các giống lai từ hồng chè Trung Quốc Newjorker và giống Stullengold thích ứng tốt cho các vùng nam Cộng hịa liên bang Nga [51]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………21 Các giống hoa hồng hiện đại chủ yếu là tứ bội, trong khi vài lồi hoa hồng dại là nhị bội (Paimer, 1966 [130] ; Saunders, 1970) [141]. Lai giữa lồi nhị bội với lồi tứ bội đã tạo thành cơng lồi hoa hồng tam bội bất dục (Darlington và cộng sự, 1955) [71]. Theo Staikov và cộng sự (1980) [151] cây lai giữa lồi Rosa danascena (giống hoa hồng Kazanl’k) với lồi Rosa galica Subsp austriacaf panonica hoặc với Rosa centifolia và từ cây thụ phấn tự do của giống Kazanl’k tạo ra con lai cĩ khả năng chống chịu tốt với sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất lợi. Kết quả thu được từ phép lai giữa (Rosa.gallica x Rosa damascena) x Rosa. damascena tạo ra con lai là giống 836/ 61 cĩ sức chống chịu cao với nhiệt độ thấp. Bugaenko (1989) [56] đã nghiên cứu 12 giống bố mẹ và 659 con lai từ 15 cặp lai giữa chúng. Các con lai thể hiện ưu thế lai cao về hàm lượng tinh dầu so với bố mẹ. Các cặp lai cho hàm lượng tinh dầu cao là Belaya x Raduga; Koopera x Raduga và Festival’naya. Ở Pháp Meynet (1994) [121] đã sử dụng phương pháp sinh sản đơn tính cĩ chiếu xạ hạt phấn và cứu phơi in vitro để tạo cây con khỏe mạnh, cĩ khả năng kháng sâu bệnh và mang những ưu điểm từ cây mẹ, Cây con thu được đã ra hoa và cho phấn, trong đĩ một số hạt phấn được kiểm tra cĩ sức sống. Smulders (2006) [150] khi thu thập và đánh giá tập đồn hoa hồng ở châu Âu đã tiến hành lai giữa lồi hoa hồng dại với các giống hoa hồng tứ bội đang trồng. Kết quả cho thấy những tổ hợp lai cĩ bố mẹ tứ bội cho số hạt lai/quả cao hơn khi chọn lồi hoang dại lưỡng bội làm bố mẹ. Thế hệ F1 của con lai chọn bố mẹ là lồi hoang dại đã khơng hình thành hoa trong suốt năm đầu tiên nhưng cây lai cĩ khả năng sinh trưởng phát triển tốt [63]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………22 Chọn tạo giống hoa hồng cĩ độ bền hoa cắt cao được nhiều tác giả thực hiện thơng qua đánh giá các chỉ tiêu sinh lý, độ pH, độ dẫn điện và tính thẩm thấu của tế bào cánh hoa của các giống hoa hồng. Kết quả nghiên cứu cho thấy độ dẫn điện của cánh hoa cĩ tỷ lệ nghịch với độ bền hoa cắt (r = - 0,74). pH và độ thẩm thấu của tế bào cánh hoa ít cĩ liên quan với độ bền hoa cắt của các giống. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cho thấy cĩ tương quan nghịch giữa pH cánh hoa và độ bền hoa cắt. pH cánh hoa càng cao, độ bền hoa cắt càng giảm (r = - 0,78 - 0,91) [82], [83], [85]. 1.3.2. Nghiên cứu chọn giống bằng phương pháp gây đột biến Hướng nghiên cứu chọn tạo giống bằng phương pháp gây đột biến cũng rất quan trọng, đặc biệt cĩ ý nghĩa đối với lồi cây chủ yếu nhân giống bằng phương thức vơ tính như hoa hồng. Những đột biến tạo ra, được duy trì bởi dịng vơ tính sẽ dễ dàng được nhân lên bằng phương pháp ghép hoặc chiết cành. Ngồi ra, sử dụng phương pháp gây tạo đột biến trong chọn giống đối với những lồi nhân giống vơ tính cịn rút ngắn thời gian chọn tạo và cĩ hiệu quả nhanh hơn so với những cây nhân giống hữu tính [12], [18], [28], [35], [140]. Những kết quả nghiên cứu về gây đột biến trong chọn tạo giống hoa trên thế giới cho thấy: Tính đến nay, đã cĩ 187 giống hoa cúc, 34 giống hoa thược dược, 27 giống hoa hồng, 8 giống hoa phượng tiên và nhiều giống hoa khác đã được tạo ra bằng con đường đột biến [11], [52]. Swarup và cộng sự (1973) [149] đã tạo được các giống hoa hồng đột biến cĩ những đặc điểm mới như mầu sắc mới (cùng màu hay pha tạp) kiểu hoa mới, số cánh thay đổi, thay đổi khả năng ra hoa nhưng vẫn giữ nguyên màu sắc, hương thơm và khả năng kháng bệnh tốt hơn. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………23 Schum, A. and P.reil, W. (1998) [152], trong tự nhiên, đột biến gen ở hoa hồng cũng diễn ra thường xuyên và phổ biến từ bộ gen gốc. James N. Cummins (1997) [99] tạo thành cơng giống đột biến Paula từ giống Queen Elizabeth và giống Pink từ giống hồng khơng rõ tên của lồi Rosa floribunda. Năm 1985, Benetka đã xử lý đoạn cành bằng tia γ với liều lượng 0; 20; 30; 40 và 60 Gy, kết quả cho thấy 40 – 50 Gy là liều lượng thích hợp nhất để tạo giống đột biến. Các nghiên cứu khác cịn cho thấy những biến đổi về khả năng ra hoa, xuất hiện dạng lùn trong lồi R. chinensis và những lồi hoa hồng khác là kết quả của con đường đột biến. Gần đây, nhiều giống hoa hồng màu sắc cổ điển đã được thay đổi do đột biến nhân tạo. Cĩ những giống được tạo ra bằng đột biến mầm với tia X, tia γ nguồn Co60 hoặc với những hố chất đột biến khác [140]. Datta (1989) [72], đã xử lý tia γ với liều lượng 3 - 4 Krad chồi của 9 giống hoa hồng sau đĩ ghép lên gốc ghép Rsaindoca var. Odorata. Giống Orange sesnation mẫn cảm nhất với tia γa, cịn giống kiss là giống ít mẫn cảm nhất. Kết quả đã tạo ra được các đột biến thấp cây và đột biến soma về màu hoa ở hầu hết các giống. Kết quả cho thấy xử lý với 3 Krad là hiệu quả nhất. Các đột biến thể khảm về màu sắc và hình dạng hoa xảy ra ở 21 giống. Từ 1 vạch nhỏ trên cánh hoa đến biến màu cả cánh hoa. Năm 1986 [158], Walter và Sauer chiếu tia X vào đỉnh sinh trưởng hoa hồng sau đĩ nuơi cấy in vitro, đã xác định được liều chiếu xạ từ 25–60 Gy cho khả năng tái sinh tốt nhất và cĩ đến 73% đột biến thu được từ những liều chiếu lớn liên quan tới màu sắc của hoa. Robert (1990) [135], nghiên cứu tạo đột biến nhiễm sắc thể bằng cách nuơi cấy in vitro giống hoa hồng nhị bội Rosa wichuraiana trong mơi trường Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………24 lỏng chứa 0,05% colchicine trong 12 giờ (tức là đã kéo dài thời gian phân bào lên 2 giờ). Sau 7 ngày cĩ 32,7% tế bào trong đỉnh rễ là tứ bội. ðể chọn tạo giống đột biến nhằm tăng khả năng chống chịu sâu bệnh của hoa hồng, Ma và Chen (1997) [119] đã xử lý đoạn thân hoa hồng trong dung dịch colchicine và nuơi cấy đỉnh sinh trưởng của chồi trong mơi trường bổ sung colchicine, đã chọn được thể hoa hồng kháng bệnh đốm đen. Ở Nhật, năm 2003 đã cơng bố những thể đột biến trên hoa hồng được tạo ra nhờ chiếu xạ chùm tia ion. Hai chùm tia ion carbon và helli được chiếu lên chồi nách của cây hoa hồng để tạo đột biến và thu được kết quả tốt. Cụ thể cây phát triển rất nhiều chồi. Các đột biến khơng chỉ xuất hiện ở liều chiếu cao mà cịn ở cả liều chiếu thấp, đồng thời những biến đổi sinh lý gây ra bởi chiếu xạ cũng được theo dõi chặt chẽ. Cả hai chùm tia này đều gây ra đột biến về số lượng cánh hoa, kích thước, hình dạng, màu sắc hoa trong mỗi giống [163]. Những nghiên cứu về chọn tạo giống hoa hồng bằng phương pháp gây đột biến gen đã tạo ra những đột biến cĩ lợi như màu sắc hoa đẹp, độc đáo, năng suất hoa cao, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt..., là những tính trạng mà các nhà chọn tạo giống mong muốn [46]. Những kết quả nghiên cứu này làm phong phú thêm nguồn vật liệu chọn giống cây hoa hồng. ðồng thời là cơ sở thực tiễn cho việc nghiên cứu ứng dụng đột biến trong chọn tạo giống hoa hồng ở Việt Nam. 1.3.3. Nghiên cứu chọn giống bằng phương pháp chuyển gen Hoa hồng là lồi hoa phổ biến nhất trên thế giới. Bằng mọi cách các nhà chọn giống cũng như những người chơi hoa tài tử đã chọn được rất nhiều màu hoa đẹp, nhưng dù cĩ bao nhiêu cố gắng vẫn chưa chọn được màu xanh và màu đen. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………25 Cơ sở khoa học để nghiên cứu tạo giống hoa hồng màu xanh là cần tìm hiểu cơ chế tạo thành màu sắc hoa. Người ta biết rằng cĩ 2 nhĩm sắc tố chính tạo nên màu sắc hoa là flavonoid và carotenoid. Trong các flavonoid cĩ delphinidin là sắc tố quyết định màu xanh của hoa. ðể tổng hợp delphinidin trong tế bào cánh hoa cần cĩ 1 enzyme đặc biệt là ''flavonoid-3', 5' hydroxylate". Trong hoa hồng khơng cĩ enzyme này vì trong genom của cây hoa hồng khơng cĩ mặt gen điều khiển tổng hợp “flavonoid–3’, 5’- hydroxylate”. Chính vì vậy, các phương pháp chọn giống kinh điển khơng tạo được giống hồng xanh. Trong những thập niên cuối thế kỷ 20 các nhà khoa học đã ứng dụng phương pháp cơng nghệ sinh học đưa "gen xanh" từ các loại cây hoa khác vào cây hoa hồng bằng phương pháp chuyển gen: "gen xanh" được tách từ cây hoa Dạ yến thao (petunia) được chuyển vào genom cây hoa hồng bằng phương pháp chuyển gen gián tiếp thơng qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens. Nuơi cấy tế bào hoa hồng cùng vi khuẩn được chuyển gen, sau khi cây được tái tạo gen xanh quy định tổng hợp “flavonoid – 3’, 5’- hydroxylase” được chuyển vào genom hoa hồng. Cây hoa hồng đầu tiên được chuyển thành cơng là cây hồng lai (Rosa x hybrida) phấn cây này được lấy thụ cho những cây khơng chuyển gen để nhân gen xanh cho những cây này. Trung tâm nghiên cứu chuyển gen của Australia cơng bố đã tách được 1200 gen xanh từ florigen để đính vào bộ gen hoa hồng từ 1994 - 1997. Dựa trên cơ sở khoa học này, các nhà di truyền thuộc viện CSIRO đã tách “gen xanh” từ lồi hoa păng xê (Viola x wittrockiana) và đưa vào cây hoa hồng để tổng hợp trực tiếp màu xanh trên hoa. Kỹ thuật này được gọi là kỹ thuật RNAi là một hướng nghiên cứu mới trong nghiên cứu y sinh khoảng 25 năm trở lại đây [60]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………26 1.4. NGHIÊN CỨU VỀ NHÂN GIỐNG VƠ TÍNH CÂY HOA HỒNG ðặc điểm chủ yếu của nhân giống vơ tính là cây trồng cĩ thể giữ được đặc tính của cây bố mẹ. Từ một tính trạng tốt được chọn ra, nhờ nhân giống vơ tính, sẽ nhân nhanh và duy trì được tính trạng đĩ qua các thế hệ. Do đĩ, nhân giống vơ tính rất cĩ ý nghĩa trong cơng tác chọn tạo giống mới, nhất là đối với những lồi cây mà khả năng nhân giống bằng hạt khĩ khăn như cây hoa hồng. 1.4.1. Nghiên cứu về phương pháp giâm cành Nhân gốc ghép hoa hồng bằng giâm cành được áp dụng phổ biến để sản xuất gốc ghép phục vụ cho nhân nhiều giống hoa hồng cắt: - R. multiflora là gốc ghép rất tốt cho hồng trồng chậu; - R. dumetorum là loại gốc ghép phổ biến nhất ở Vương quốc Anh [3], [45] [42], [67]. Lồi hoa hồng R. fortuniana nhập vào Mỹ năm 1900 và được nghiên cứu làm gốc ghép, dùng để ghép hoa hồng ở miền Nam bang Florida. Những ưu điểm của lồi gốc ghép này là chống chịu với tuyến trùng và một số bệnh hại rễ khác như Phytophtora và Rhyzoctonia. Tuy nhiên, với bất kỳ phương pháp giâm hoa hồng nào, một vấn đề quan trọng và tiên quyết là khả năng ra rễ của nĩ. Các giống hoa hồng cĩ thể cắt giâm ở hầu hết các tuổi cây, nhưng tốt nhất là chọn cành giâm cĩ tuổi sinh lý trẻ. Cần chú ý, đối với những giống ra hoa liên tục nên cắt thân để giâm lúc cĩ ít hoa hoặc khi cánh hoa rụng. Những giống ra hoa một lần, chú ý cắt thân vào thời điểm ít hoa trong mùa xuân. Ngồi ra để cành giâm ra rễ nhanh phải để lại một số lá trên cành giâm [73]. Hầu hết các giống hoa hồng khi giâm khơng cần xử lý hoocmơn, bởi vì cành giâm cĩ chứa IAA (indole acetic acid) một chất kích thích ra rễ tự nhiên Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………27 [41]. ðộ ẩm là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến kết quả giâm, để duy trì độ ẩm phù hợp với cả đất giâm và khơng khí, những nhà kinh doanh thường sử dụng hệ thống phun. Thời gian đầu phun khoảng vài giây hoặc vài phút để tránh khơ cành giâm, sau đĩ thời gian phun thưa hơn, mỗi lần cách nhau 2 giờ. Ánh sáng vườn giâm cần đảm bảo đầy đủ; Ở giai đoạn hình thành rễ, ánh sáng được chiếu từ 10 giờ sáng đến chiều tối. Khi trời quá nĩng và cường độ ánh sáng mạnh cần che bớt để khỏi khơ cành, chết cây [68], [165]. 1.4.2. Nghiên cứu về phương pháp ghép hoa hồng Ghép là sự chắp nối các phần của các cây khác nhau để tạo ra sự sinh trưởng và đồng nhất như là một cây. Phần tổ hợp với gốc ghép trở thành phần trên của cây mới. Phần gốc ghép trở thành phần gốc của cây mới. Chọn mắt ghép hoa hồng trên cây khỏe, sạch bệnh và những mắt sống điển hình, lựa chọn những mắt nhỏ (mắt chưa căng) và cắt vào thời điểm cây hoa cĩ đủ nước. Lựa chọn mắt ghép cần một số tiêu chí là thân đã ra hoa và mắt trên đoạn thân khơng quá non cũng như quá già [45], [86]. ðảm bảo sự thành cơng để liền vết ghép, phụ thuộc vào mơ sẹo giữa mắt ghép và gốc ghép, sau đĩ là sự tiếp xúc của các mạch dẫn chức năng. Sự hình thành mơ sẹo ban đầu phát triển để ngang bằng và chắp nối giữa hai mặt cắt của gốc ghép và mắt ghép, giúp cho lớp tượng tầng từ các tế bào nhu mơ được thơng suốt giữa gốc ghép và mắt ghép. Mơ callus của gốc ghép và mắt ghép sớm hợp nhất, khi các tế bào callus thấp hơn các tế bào tượng tầng của mắt ghép sẽ bắt đầu cĩ sự phân chia cùng mặt phẳng với tượng tầng. Quá trình phân chia tế bào sẽ đi từ trên xuống, các tế bào callus nhu mơ mới bên trong tượng tầng nhanh chĩng tái tạo chức năng của các tế bào xylem và cuối cùng lớp tượng tầng mới bắt đầu tạo ra các tế bào libe [104], [102]. Một số phương pháp ghép áp dụng cho nhân giống vơ tính hoa hồng: Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………28 + Ghép mắt nhỏ cĩ gỗ Phương pháp ghép này cĩ thể thực hiện ở tất cả các tháng trong năm, khơng bị giới hạn về thời gian mà phụ thuộc vào sinh trưởng của gốc ghép. Phương pháp này cịn cĩ lợi thế là liền vết ghép nhanh hơn giữa giống mới và gốc ghép theo xu hướng khỏe mạnh hơn. Quan trọng là lựa chọn gốc ghép khỏe, sạch bệnh đảm bảo cho cây giống hoa hồng sạch virus, nếu gốc ghép bị nhiễm virus nĩ sẽ lây lan cho cây con. Ghép mắt nhỏ cĩ gỗ bao gồm các bước là loại bỏ lá, gai, vệ sinh sau đĩ mở gốc ghép vừa khít với mắt ghép. ðộ chéo của vết mở tốt nhất là 20 độ và khơng sâu quá một phần tư đến một phần sáu độ dày thân gốc ghép. Lựa chọn và tách mắt ghép tương tự như hình của vị trí mở gốc ghép đảm bảo cho hai lớp tượng tầng của gốc ghép và mắt ghép trùng nhau, lắp mắt ghép vào vị trí mở gốc ghép, buộc dây và cĩ thể mở dây buộc sau 1 - 2 tuần [101], [159]. + Ghép đoạn cành Là phương pháp cơ bản để sản xuất số lượng lớn cây con. Các cành cĩ mắt cĩ thể nhận biết dễ dàng nơi cuống lá, mắt cũng cĩ thể tìm thấy ở cạnh vị trí cuống lá đã rụng. Lấy đoạn cành cĩ 1 - 2 mắt và đường kính của đoạn cành bằng đường kính bút chì, chiều dài khoảng 2 - 3 cm. Cắt bỏ lá già để thao tác ghép thuận lợi và khi buộc dây nilơng [67]. Malcolm M. Manners (2005) [114], [115], [116] nghiên cứu về độ ẩm, ánh sáng, đất, giá thể ảnh hưởng đến ghép hoa hồng cho thấy: độ ẩm thích hợp là 100%. Ánh sáng quá mạnh chỉ duy trì mắt ghép sống mà khơng hình thành mầm. Ánh sáng yếu diệp lục khơng hình thành quá trình phát triển mầm cũng bị ảnh hưởng. Như vậy, cần điều chỉnh ánh sáng hợp lý dưới tán cây hoặc trong nhà kính, nhà lưới là phù hợp. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp cùng dẫn đến mắt rơi vào trạng thái ngủ và làm khơ, xém bề mặt cắt. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………29 Kalptaru (1998) [105] cho rằng dinh dưỡng đất, giá thể và mơi trường cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến nhân giống vơ tính bằng phương pháp ghép ở hoa hồng. Yêu cầu đối với đất, giá thể hay mơi trường phải thốt nước tốt. Khi đất hay mơi trường quá khơ cĩ thể cung cấp thêm ẩm nhưng khơng nên quá cao. Một số lồi cần cung cấp dinh dưỡng sớm, nhưng một số lồi khơng cần ở giai đoạn phát triển rễ vì chúng sử dụng dinh dưỡng nội sinh. Tuy nhiên, đất và mơi trường nghèo dinh dưỡng sẽ làm giảm bệnh hại. Theo James (1997) xử lý IBA nồng độ 200 ppm lên vết cắt của mắt ghép trước khi ghép đều làm tăng tỷ lệ sống và số cây xuất vườn so với đối chứng khơng xử lý IBA [98], [99]. 1.4.3. Nghiên cứu về phương pháp chiết Chiết hoa hồng cĩ thể ra rễ trong vịng 21 ngày nếu kỹ thuật tốt và điều kiện thuận lợi. Phương pháp chiết trên cây (Air-Layering) được người Trung Quốc sử dụng 4000 năm trước đây để nhân giống cây trồng với những cây khĩ ra rễ [112]. Lựa chọn cành chiết là cành khỏe, sạch bệnh, cĩ đường kính bằng chiếc bút chì, trước khi chiết cần làm sạch bề mặt cành, sau đĩ các bước của kỹ thuật là khoanh vỏ loại bỏ hết lớp tượng tầng để cắt đường vận chuyển dinh dưỡng từ trên xuống nhưng phần cành chiết vẫn nhận được dinh dưỡng và nước từ rễ qua hệ thống mơ xylem [147]. Vị trí khoanh đầu tiên cắt cách đốt mắt là 6mm và vị trí thứ 2 là theo lĩng đốt với chiều dài khoanh vỏ khoảng 2cm. Cạo sạch, bĩ bầu, buộc ni lơng màu trắng như các phương pháp chiết ở cây trồng khác. Kiểm tra khi cành ra rễ, cắt đưa vào nhà giâm. Ưu điểm của phương pháp là tỷ lệ thành cơng cao, bộ rễ rất khỏe, tuy nhiên hệ số nhân thấp đĩ là một hạn chế trong nhân giống hoa hồng bằng phương pháp chiết [69], [109]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………30 1.4.4. Nghiên cứu về phương pháp nuơi cấy mơ tế bào Trong những năm gần đây, nhân giống in vitro được áp dụng nhiều trong nhân giống hoa hồng. Những đặc điểm nổi bật của nhân giống in vitro là hệ số nhân giống lớn trong một thời gian ngắn, dễ dàng sản xuất cây sạch bệnh, khỏe mạnh và cĩ khả năng tái sinh mầm chỉ xung quanh 1 năm [40], [36], [43], [48], [49], [70], [95], [143]. Dhawan và Bhojwwani (1986) [74]; Martin (1985) [117] sử dụng kỹ thuật nhân giống in vitro đã nhân được 400.000 cây từ một cành hồng ban đầu. Onesto (1984) [124], Reist (1985) [138], Dubois (1988) [75] cho rằng, cây từ nuơi cấy mơ trồng trong chậu, khả năng sinh trưởng phát triển tốt hơn và ra hoa sớm. Nuơi cấy mơ tế bào áp dụng cho hoa hồng được bắt đầu từ năm 1945, khi Nobecourt và Kofler thành cơng trong hình thành callus và rễ trên mầm cây con. ðến năm 1946, Lamments sử dụng nuơi cấy phơi tế bào trong nhân giống hoa hồng. Theo các tác giả đã nghiên cứu từ năm 1970 đến nay, cơ quan sử dụng nuơi cấy để nhân nhanh chồi và hình thành rễ hoa hồng là mơ phân sinh chồi bất định, mơ phân sinh đỉnh và đỉnh chồi. Trong đĩ, cho đa số các lồi, giống hoa hồng, mơ phân sinh chồi bất định được sử dụng nhiều nhất [84], [89], [90], [153]. Giai đoạn nhân mầm là giai đoạn chủ yếu, thành cơng của nuơi cấy mơ phụ thuộc vào tỷ lệ và số chồi nhân thành cơng [87], [94]. Rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến giai đoạn này như lồi cây trồng, kiểu gen, giống, mơi trường nuơi cấy [79], [144]. Mơi trường MS (Murashige và Skoog’s,1962) là phổ biến nhất trong nuơi cấy mơ nhân giống hoa hồng [122]. Nuơi cấy in vitro cây hoa hồng đã được nhiều tác giả: Ellitt, 1970 [78], Hasegawa, 1989 [88], Campos and Pais, 1990 [57], Chu và cộng sự, 1993 [65], Sahoo và Debata, 1997 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………31 [142], Ganga và CS, 1998 [81], Pati và CS, 2006 [128] nghiên cứu trên một số lồi: Rosa Multiflora, Rosa hybrida cv. King’s Ransom, Plentiful Parade, Rosa hybrida cv. Improved Blaze và Gold glow, Miniature rose “Rosanima”, Rosa chinensis cv. Minima, Miniature rose“The Fairy”, Rosa centifolia, Rosa damascema và Rosa Bourboniama. Sử dụng nhân giống là các mơ phân sinh đỉnh, chồi bất định, đỉnh chồi. Davies (1980) [69], kết luận rằng mơi trường MS cho tỷ lệ sinh chồi lớn nhất với nhiều giống hoa hồng. Pittet và Moncousin (1982) [132], cũng cĩ kết quả nghiên cứu cho thấy sử dụng mơi trường Linsmair và Skoog’s bổ sung BAP (0,5mg/l) và IBA (0,1 mg/l) để thúc đẩy sinh chồi ban đầu, bổ sung BAP cũng cho kết quả sinh chồi nhanh hơn. Horn (1992) [93] khi nhân nhanh hai giống hoa hồng chùm (Floribunda) và hoa hồng trà (Hybrid Tea) đã quan sát thấy: nhân giống cho lồi Floribunda dễ hơn rất nhiều khi nhân giống cho lồi hoa hồng trà (Hybrid Tea). Khosh Khui và Sinl (1982) [110], cũng quan sát thấy tỷ lệ nhân nhanh chồi của lồi hoa hồng lai R. hybrida thay đổi lớn tùy thuộc vào thời gian cấy chuyển khác nhau và khác nhau giữa các giống [127], [137]. Cơ sở khoa học của vi nhân giống và nuơi cấy mơ là mỗi một tế bào cĩ tiềm năng sống và phát triển thành một cây như cây bố mẹ ban đầu [17] [100]. Phương pháp nhân giống vơ tính này nhanh và hiệu quả nhưng cũng cĩ những khĩ khăn là xuất hiện biến dị xơ ma, trong nuơi cấy mơ, tần số đột biến rất lớn, hơn nữa điều kiện nuơi cấy hiện đại, do vậy chi phí khá cao [108], [111], [125]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………32 1.5. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, TIÊU THỤ HOA HỒNG TRÊN THẾ GIỚI Tình hình sản xuất hoa cắt nĩi chung của các nước trên thế giới năm 2003 được Hiệp hội hoa Hà Lan giới thiệu (bảng 1.3). Theo Hiệp hội Hoa Hà Lan: 5 nước sản xuất hoa đứng đầu thế giới năm 2004 là Mỹ, Hà Lan, ðức, Pháp và Italy. Tuy nhiên, ngoại trừ ðức các nước này cũng nằm trong 10 nước đứng đầu về nhập khẩu hoa (hình 1.5). Những năm gần đây, sản xuất hoa cắt đang tăng dần ở các nước đang phát triển. Thị trường châu Âu là thị trường nhập khẩu hoa hồng lớn nhất trên thế giới. Hà Lan mặc dù là nước sản xuất hoa hồng đứng đầu thế giới nhưng cũng là nước nhập khẩu hoa hồng cắt lớn nhất Châu Âu, chiếm 28 % tổng số hoa hồng cắt được nhập vào EU năm 2003. Những nước tiếp theo cĩ số lượng nhập khẩu hoa hồng lớn ở Châu Âu là ðức 26%, Pháp 14% và Anh 11%. Các thành viên EU cĩ số lượng nhập khẩu hoa hồng nhỏ hơn là ðan Mạch, Thụy Sỹ, Tây Ban Nha [62]. Bảng 1.3: Diện tích, giá trị kinh tế hoa cắt và cây trang trí của một số nước trồng chính trên thế giới năm 2003 Tên nước Diện tích (1000 ha) Giá trị (triệu Euro) Mỹ 25290 5250 Hà Lan 8510 3450 Italy 8465 1830 Tây Ban Nha 7620 350 ðức 7056 1175 Anh 6790 470 Pháp 6630 960 Úc 5400 335 Israel 2450 230 (Nguồn: Hiệp hội Hoa Hà Lan năm 2004) [62], [157] Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………33 Hình 1.5: Biểu đồ tỷ lệ (%) giá trị nhập khẩu hoa hồng của các nước EU năm 2003 Gần đây Mexico và Nam Phi là các nước mới trồng và tiêu thụ hoa hồng ở mức cao. Thị trường nội địa của họ tiêu thụ khoảng 70% lượng hoa hồng sản xuất ra, ngược lại với 15 năm trước đây, hầu hết hoa hồng sản xuất ra nhằm mục tiêu xuất khẩu. Những nước khác như Nga, Argentina... trước đây chủ yếu nhập khẩu hoa hồng, đến nay đã bắt đầu phát triển trồng hoa hồng để đáp ứng cho thị trường nội địa của họ [131]. Hiệu quả kinh tế của việc sản xuất hoa hồng mang lại rất lớn nên các quốc gia trên thế giới đang ngày càng chú ý và đầu tư vào ngành sản xuất hoa nĩi chung và sản xuất hoa hồng nĩi riêng. Chính vì vậy, diện tích, năng suất và sản lượng hoa hồng khơng ngừng được tăng lên. Sản xuất hoa hồng ở Hà Lan phát triển khơng ngừng. Từ năm 1950, hoa hồng chủ yếu trồng ngồi đồng ruộng với chu kỳ trồng lại của hoa hồng từ 7–10 năm. Thời kỳ này, những kỹ thuật mới cịn chưa phát triển. Hà Lan, 28% ðức, 26%Pháp, 14% Anh, 11% Italy, 7% Úc, 4% Các nước khác, 10% Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………34 Từ những năm 1970, nhà lưới được xây dựng ồ ạt với số lượng lớn, hiện đại. Thời kỳ này, Hà Lan quan tâm đến việc thay đổi giống mới kết hợp với các yếu tố mơi trường [157]. Từ những năm 1980 trở đi, khoa học ngày càng phát triển, những nguyên vật liệu nhân tạo như giá thể, nhà lưới, hệ thống tưới tiêu, phân bĩn… đã được áp dụng làm thúc đẩy sản xuất. Cây hoa hồng được trồng trong nhà lưới cĩ các điều kiện tối ưu về mơi trường nên cây hoa hồng được sinh trưởng phát triển ngày càng tốt hơn [54]. Ngày nay, tất cả hoa hồng của Hà Lan được trồng trong nhà lưới, nhà kính và theo hướng thủy canh tự động hĩa. Mỹ là nước sản xuất hoa cắt lớn trên thế giới. Giá trị sản xuất hoa cắt đạt 424 triệu USD trong năm 2001 và chủ yếu phục vụ nội tiêu. Hoa hồng chiếm khoảng 30% thị trường các loại hoa cắt [157]. Tại Mỹ, hoa hồng được sản xuất nhiều nhất ở bang California, chiếm 66 % tổng giá trị hoa hồng được sản xuất tại Mỹ [145], [146]. Châu Á cĩ diện tích trồng hoa hồng đứng thứ 3 trên thế giới. Các nước trồng hoa nhiều nhất là Ấn ðộ, Nhật Bản, Israel và Trung Quốc [61]. Tại Trung Quốc hoa hồng được sản xuất chủ yếu ở Bắc Kinh, Quảng ðơng, Thượng Hải và Vân Nam [59]. Ngày nay, tổng diện tích trồng hoa của Trung Quốc lên tới 10.600 ha. Vân Nam đã trở thành trung tâm sản xuất hoa thương mại lớn nhất của Trung Quốc. Sản xuất hoa chủ yếu trong nhà lưới với những kỹ thuật tiên tiến và các giống hoa cĩ năng suất cao [47]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………35 1.6. NGHIÊN CỨU, SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ HOA HỒNG Ở VIỆT NAM 1.6.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ hoa hồng ở Việt Nam Theo Tổng cơng ty rau quả Việt Nam 2005 [47], cả nước ta cĩ khoảng trên 15.000 ha diện tích trồng hoa, cây cảnh. Những năm gần đây, do nhu cầu tiêu thụ tại thị trường trong nước và xuất khẩu tăng, nên sản xuất hoa đã mang lại thu nhập khá cao cho nhiều hộ trồng hoa trên cả nước. Diện tích trồng hoa của một số thành phố lớn là: Hà Nội 1666 ha, Vĩnh Phúc 450 ha, Thành phố Hồ Chí Minh 700 ha, Lâm đồng 2027 ha, Lào Cai 95 ha, Sơn La 22 ha, Hà Giang 18 ha, thành phố Hải Phịng 300 ha. Trên cả nước cũng đã hình thành những vùng trồng hoa tập trung như vùng hoa Tây Tựu, Hà Nội với diện tích trồng hoa đạt 330 ha; Vùng trồng hoa tập trung thành phố Hồ Chí Minh với diện tích 700 ha, vùng hoa Lâm ðồng với diện tích 2027 ha (chủ yếu tập trung tại thành phố ðà Lạt). Vùng trồng hoa hàng hĩa Trung du miền núi phía Bắc với diện tích gần 136 ha (Lào Cai, Quảng Ninh). Tại các vùng trồng hoa tập trung này, hoa hồng và hoa cúc là hai loại hoa cắt chủ lực, Hồng ðà Lạt khơng chỉ được đánh giá cao bởi người tiêu dùng Việt Nam mà cịn bởi cả các bạn hàng thế giới với ưu điểm hoa to, cành thẳng, bền, thơm, sinh trưởng và phát triển tốt, khả năng kháng bệnh cao…Trong diện tích trồng hoa của vùng Trung du và miền núi phía Bắc, diện tích trồng hoa hồng đã chiếm tới trên 55,27% với sản lượng 26,53 triệu bơng/năm [23]. Với tỷ lệ hoa hồng và hoa cúc khá cao, cơ cấu ngành hoa Việt Nam tương đối phù hợp với thị hiếu của các thị trường cao cấp trên thế giới như Nhật Bản, Trung Quốc và Tây Âu. Tuy nhiên, đây đều là những thị trường khĩ tính với những yêu cầu về chất lượng, mẫu mã và an tồn thực vật rất Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………36 cao. ðể cĩ thể thâm nhập vào các thị trường này, hoa Việt Nam cịn phải cạnh tranh về hình thức, giá cả và độ tươi lâu. Hoa hồng ở Việt Nam cĩ nhiều giống: các giống cổ như hồng bạch, hồng nhung, hồng quế, …thường cĩ mùi thơm quyến rũ. Hiện nay đã cĩ thêm nhiều giống hồng mới hoa to, mọc đơn và khơng cĩ gai được nhập nội về trồng ở một số địa phương. Nhìn chung, các loại hoa hồng đều thuộc loại cây cĩ biên độ sinh thái rộng. Tùy theo loại giống, cây cĩ thể thích nghi với vùng cĩ khí hậu ẩm mát quanh năm, như Sapa, ðà Lạt… hay cĩ thể trồng ở vùng nắng nĩng, lượng mưa hàng năm rất thấp như Nam Trung Bộ (Ninh Thuận, Bình Thuận) [25]. Trong các loại hoa trồng chính ở Việt Nam: diện tích trồng hoa hồng cĩ tỷ lệ cao nhất, chiếm 35 - 40%. Hoa hồng được trồng phổ biến ở nước ta, nhưng chỉ tập trung nhiều ở một số vùng như: Hà Nội 500 ha, Vĩnh Phúc 250 ha, Hải Phịng 200 ha, Thành phố Hồ Chí Minh 200 ha và ðà Lạt 190 ha. Những giống đang trồng phổ biến trong sản xuất hiện nay là hồng trắng, đỏ, hồng phấn, hồng nhung, hồng vàng, hồng nhung đỏ thẫm… Cụ thể các giống được trồng phổ biến ở vùng ðà Lạt và một số nơi khác cĩ màu đỏ: Grand Galla, Amadeus, Red Velvet; màu vàng: Pailine, Alsmeer Gold; màu trắng: Supreme de Meillend, Vivinne; Các màu khác: Sheer Bilss, Jacaranda, Troika… Xã Tây Tựu - Hà Nội bắt đầu biết đến nghề trồng hoa từ năm 1993 do một vài người dân học từ Quảng An, Nhật Tân, nhưng diện tích hoa ở đây đã phát triển một các nhanh chĩng. Hiện tại chỉ riêng xã Tây Tựu đã cĩ 250 ha đất chuyên trồng hoa, trong đĩ 45% là trồng hoa hồng. Nếu tính cả các xã lân cận thì diện tích hoa hồng vùng này ước tính 300 ha. Các giống hoa hồng ở đây khá phong phú về chủng loại, mấy năm gần đây bà con nơng dân đã sản Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………37 xuất thêm một số giống hoa hồng tiểu muội cắt cành. Giá thu nhập từ hoa hồng ở Tây Tựu trung bình đạt 120 triệu đồng/ha/năm (so với lúa gấp 7 – 8 lần), đồng thời hoa hồng trồng một lần cĩ thể thu hoạch được từ 5 - 10 năm mới thay thế. Tại xã Mê Linh - huyện Mê Linh - tỉnh Vĩnh Phúc từ năm 1992 nghề trồng hoa hồng đã phát triển. Năm 2005 diện tích trồng hoa cĩ 300 ha. Hoa hồng chiếm 90% diện tích hoa, cung cấp cho nhiều tỉnh miền Trung và miền Bắc Việt Nam. Mấy năm gần đây tại xã Mê Linh đã cĩ một vài cơ sở đĩng gĩi hoa xuất khẩu sang Trung Quốc nhưng quy mơ nhỏ và thủ cơng theo đường bộ qua cửa khẩu Hà Khẩu và Tân Thanh. Năng suất hoa hồng thu được bình quân 4200 - 4800 bơng/sào/lứa thu hoạch. Xã Mê Linh thu nhập bình quân từ trồng hoa hồng đạt 5 triệu/sào (tăng gấp 5 -7 lần so với cây trồng khác như lúa và hành tây). Hoa hồng Mê Linh đã khẳng định được vị trí của mình trong thị trường hoa của cả nước. Hiện nay, hướng xuất khẩu đang là mục tiêu quan trọng đặt ra cho các nhà sản xuất hoa. Theo số liệu thống kê của Tổng cơng ty rau quả Việt Nam (2007), trong mấy tháng đầu năm 2007, Việt Nam đã xuất khẩu được một số mặt hàng hoa và cây cảnh sang các nước Nhật Bản và Singapore. Trong đĩ hoa hồng là mặt hàng xuất khẩu chính sang với số lượng lên tới gần 30.000 cành, giá trị đạt được là gần 6.000 USD. Con số này tuy nhỏ, nhưng là dấu hiệu đáng mừng, mở ra một thị trường mới cho ngành sản xuất hoa cắt nĩi chung và hoa hồng nĩi riêng [47]. 1.6.2. Những nghiên cứu về hoa hồng ở Việt Nam Trên thế giới lĩnh vực nghiên cứu về chọn tạo giống hoa hồng và các biện pháp kỹ thuật đã được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu từ lâu và Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………38 cho đến nay, những cơng trình nghiên cứu về hoa hồng cịn rất khiêm tốn. Những kết quả đạt được mới chỉ là bước đầu. Những nghiên cứu về thu thập và bảo tồn nguồn gen hoa hồng ở miền Bắc Việt Nam của tác giả Nguyễn Xuân Linh và cộng sự (1998) [22] đã chỉ rõ: vùng ðơng Bắc: nguồn gen họ cây hoa hồng được phát hiện thấy ở rừng cấm Quốc Gia Cát Bà, Tây Bắc: nguồn gen cây hoa hồng được tìm thấy ở vùng Lai Châu, Hịa Bình, Sơn La...; Ở đồng bằng Bắc Bộ: hoa hồng cĩ ở khắp nơi như Hải Phịng, Thái Bình, Hà Nội, Nam Hà, Ninh Bình... Tại các vườn Quốc Gia Tam ðảo, Ba Vì, Cúc Phương cịn phát hiện được các loại hoang dại. Ở Bắc Trung Bộ tại dải rừng phía tây vùng biên giới Việt Lào cũng phát hiện được cây hoa hồng hoang dại. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống hoa hồng đã được thực hiện ở các viện như Viện Nghiên cứu Rau quả, Viện Di truyền Nơng nghiệp. Tuy nhiên, chủ yếu đi theo hướng nhập nội nguồn gen về tuyển chọn, tạo ra những giống cĩ khả năng thích nghi tốt với điều kiện sinh thái Việt Nam. Cơng việc này khơng địi hỏi nhiều cơng sức, nhưng tính chủ động khơng cao [20]. Viện nghiên cứu rau quả nhập nội 11 giống hoa hồng từ Trung Quốc về so sánh với một số giống hồng trong nước đang được trồng phổ biến và đã chọn được cĩ 3 giống VR1, VR2 và VR9 cĩ khả năng sinh trưởng tốt và chống chịu được sâu bệnh tương đối cao [4], [26]. Viện Di truyền Nơng nghiệp đã nhập nội và thu thập 1 tập đồn giống hoa hồng mới và một số con lai F1 đưa vào khảo nghiệm đánh giá và chọn lọc, bước đầu đã cho kết quả tốt [27]. Năm 2006-2008 Viện Di truyền Nơng nghiệp đã nghiên cứu chọn tạo giống hoa mới (hoa hồng, loa kèn) bằng kỹ thuật chiếu xạ gây đột biến trong Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………39 điều kiện in vitro đã xác định được liều chiếu xạ 0,5 krad ở giai đoạn callus hoa hồng cĩ tần số đột biến màu sắc lớn nhất [28]. Dương Cơng Kiên khi lai 2 giống hoa hồng nhung sậm (josephine Baker) và hoa hồng khĩi (Blue moon) đã chọn được 1 cây hoa hồng tím, cây này cĩ nhiều hoa (10 hoa), hoa lớn (đường kính 7 - 8 cm) với 10 - 12 cánh hoa, độ bền đồng ruộng được 7 ngày. Ban đầu, do trồng từ hạt nên cây hoa hồng tím được tạo ra phát triển yếu và năng suất khơng cao. Về sau ghép mắt hồng mới vào gốc hồng dại cây đã phát triển tốt trong khí hậu nĩng tại Thành phố Hồ Chí Minh và nở nhiều bơng hơn [28]. Tĩm lại, cơng tác nghiên cứu thu thập, đánh giá và chọn tạo giống hoa hồng ở Việt Nam cịn quá khiêm tốn. Việt Nam cần coi trọng hơn nữa cơng tác nghiên cứu để tạo ra nhiều giống mới phù hợp cĩ năng suất, chất lượng cao làm phong phú thêm bộ giống hoa hồng cho các vùng sinh thái khác nhau để ngành trồng hoa, trong đĩ cĩ hoa hồng đĩng gĩp nhiều hơn cho nền kinh tế Quốc dân. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………40 CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU - Nguồn vật liệu nghiên cứu trong các thí nghiệm là 44 mẫu giống hoa hồng cĩ nguồn gốc địa phương và nhập nội. Các mẫu giống được thu thập cĩ nguồn gốc từ Trung Quốc (26 mẫu giống), Nhật Bản (5 mẫu giống), Hà Lan (1 mẫu giống), Pháp (1 mẫu giống), cũng như được thu thập từ các địa phương trong nước như: Hồ Bình, Phú Thọ, Thanh Hĩa, ðà Lạt … Mẫu giống thu thập là đoạn cành dùng làm mắt ghép, sau đĩ nhân giống vơ tính theo phương pháp ghép. Gốc ghép được sử dụng là gốc hồng chùm (Rosa multiflora) hoặc hồng tầm xuân (Rosa canina). - Các mẫu giống hoa hồng sử dụng trong thí nghiệm xử lý đột biến cĩ 02 mẫu giống địa phương (PT28, HB2) và 03 mẫu giống nhập nội (P3, Q7 và Q17). Những giống này đã thích nghi với điều kiện sống ở Việt Nam. Hai giống địa phương cĩ ưu điểm là hương thơm và khả năng chống chịu sâu bệnh rất tốt nhưng cánh hoa mỏng, nhanh tàn và màu sắc khơng rực rỡ. Ba giống nhập nội cĩ đặc điểm hoa to, nhưng khơng cĩ hương thơm và khả năng chống chịu sâu bệnh kém. Nghiên cứu xử lý đột biến mong muốn khắc phục những nhược điểm của các mẫu giống trên. ðồng thời tìm những biến dị mới về hình thái hoa màu sắc mới lạ cĩ giá trị để tạo giống mới. - 12 dịng cĩ triển vọng tuyển chọn từ tập đồn nghiên cứu là HB2, P3 (đc), Q6, TH8, Q11, ðL13, Q15, Q23, Q25, JP30, JP31, JP32 được sử dụng trong thí nghiệm để so sánh đánh giá tại một số tỉnh khác nhau ở miền Bắc Việt Nam. - Các mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng tuyển chọn từ tập đồn được sử dụng trong các thí nghiệm nghiên cứu nhân giống vơ tính. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………41 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.2.1. Thu thập, đánh giá tập đồn mẫu giống từ nguồn địa phương và nhập nội - Thu thập tập đồn cơng tác giống hoa hồng từ nguồn địa phương và nhập nội; - ðánh giá đặc điểm thực vật học của các mẫu giống; - ðánh giá đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống; - Khả năng chống chịu sâu bệnh của các mẫu giống; - ðánh giá khả năng cho năng suất và chất lượng hoa của các mẫu giống; 2.2.2. ðánh giá mức độ đa dạng di truyền của tập đồn nghiên cứu - Phân nhĩm theo hướng sử dụng - Phân tích đánh giá đa dạng di truyền dựa trên đặc điểm kiểu hình của các mẫu giống hoa hồng trong tập đồn. 2.2.3. Ứng dụng đột biến thực nghiệm để tạo vật liệu chọn giống mới - ðánh giá tỷ lệ sống sĩt và khả năng sinh trưởng phát triển của cành ghép sau khi xử lý đột biến thế hệ M1V1; - Tìm tần số và phổ biến dị ở thế hệ M1V1; M1V2 và M1V3; - Chọn các biến dị di truyền cĩ lợi làm vật liệu chọn giống. 2.2.4. So sánh khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng hoa của các dịng cĩ triển vọng ở một số tỉnh miền Bắc Việt Nam - So sánh 12 dịng cĩ triển vọng được tuyển chọn tại một số vùng trồng hoa khác nhau ở miền Bắc Việt Nam: + Trung tâm Phát tiển VAC - Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội; + Hợp tác xã Tây Tựu 2 - Huyện Từ Liêm - Thành phố Hà Nội; + Xã Mê Linh - Huyện Mê Linh - Tỉnh Vĩnh Phúc; + Xã ðơng Cương - Thành phố Thanh Hĩa - Tỉnh Thanh Hĩa. - Phân tích sự khác biệt di truyền của 10 dịng hoa hồng cĩ triển vọng bằng phương pháp RAPD - PCR [113]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………42 2.2.5. Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống vơ tính các mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng tuyển chọn từ tập đồn - Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật ghép (Thời vụ, gốc ghép, phương pháp ghép) đối với các dịng cĩ triển vọng được tuyển chọn; - Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật giâm cành (Thời vụ, chiều dài cành giâm, giá thể, phân bĩn) đối với các dịng cĩ triển vọng được tuyển chọn. 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1. Phương pháp thu thập và đánh giá nguồn gen - Thu thập và đánh giá nguồn gen hoa hồng thực hiện theo IPGRI (2001) [96], [97], [120], [148] và theo Giáo trình chọn giống cây trồng (2005) [19]. - Thí nghiệm tập đồn bố trí tuần tự, khơng lặp lại trên đất phù sa cổ sơng Hồng khơng được bồi hàng năm [44]. Dung lượng mẫu quan trắc trong mỗi cơng thức là 5 - 10 cây, nghiên cứu đánh giá tập đồn trong 3 năm từ 2004 đến 2006. - Cây giống được nhân theo phương pháp ghép với tuổi cây con đồng nhất là 60 ngày. Sử dụng gốc ghép là cây hồng tầm xuân (Rosa canina L.) - Phân bĩn cho thí nghiệm 20 tấn phân chuồng hoai mục + 200 kg đạm + 300 kg lân + 200 kg kali (đạm, lân, kali ở dạng thương phẩm) + 100 kg vơi bột/ha. 2.3.2. Phương pháp đánh giá mức độ đa dạng di truyền của tập đồn - Phân tích đa dạng di truyền dựa trên đặc điểm kiểu hình với 36 tính trạng, phân nhĩm nguồn vật liệu theo mơ hình thống kê sinh học dựa trên kiểu hình của Mahananobis (1928) [113], bằng chương trình NTSYS pc 4.0 [134] được thực hiện tại Trung tâm tài nguyên thực vật. 2.3.3. Phương pháp xử lý phĩng xạ - Xử lý phĩng xạ γCo60 lên các cành hồng cấp 1 đã được chọn để nhân giống. - Liều lượng xử lý phĩng xạ từ 1 krad đến 4 krad. Các cơng thức thí nghiệm: Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………43 + Cơng thức 1: 1 krad + Cơng thức 2: 2 krad + Cơng thức 3: 3 krad + Cơng thức 4: 4 krad + Cơng thức 5: đối chứng khơng xử lý - Mỗi cơng thức xử lý 100 cành ghép, sau khi xử lý tiến hành ghép ngay; - Gốc ghép là gốc tầm xuân (Rosa canina L.) được nhân vơ tính bằng phương pháp giâm cành. Tuổi gốc ghép đồng nhất 6 tháng, gốc ghép sinh trưởng phát triển tốt. - Xử lý phĩng xạ γCo60 tại Khoa Máy - Vật lý Phĩng xạ, Bệnh viện K, Hà Nội. - Những cá thể phát triển từ mắt ghép trực tiếp chịu tác động của tác nhân gây đột biến gọi là M1V1, - Những cá thể M1V1 được chọn ra từ năm đầu cắt mắt ghép nhân vơ tính để tạo ra M1V2 (từ mỗi cá thể M1V1 nhân vơ tính được từ 10 - 20 cá thể M1V2). - Những cá thể M1V2 sau đĩ tiếp tục cắt mắt ghép nhân giống được 10 - 20 cá thể M1V3, tuyển chọn các dịng vơ tính. Các biến dị được chọn và đánh giá qua các thế hệ vơ tính M1V1, M1V2, M1V3 [13], [34]. 2.3.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm so sánh các mẫu giống triển vọng tại Hà Nội, Vĩnh Phúc và Thanh Hĩa - Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên đầy đủ RCB với 3 lần nhắc lại, diện tích mỗi ơ thí nghiệm là 10 m2. Mật độ 8 cây/m2. Các biện pháp kỹ thuật trồng, chăm sĩc, phịng trừ sâu bệnh trên các giống thí nghiệm là như nhau. Thời vụ trồng là vụ Xuân năm 2008. - Phân bĩn cho thí nghiệm: 30 tấn phân chuồng, 250 kg đạm+ 400 kg lân + 200 kg kali + 100 kg vơi bột. Lượng phân bĩn trên dùng cho 1 năm. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………44 2.3.5. Phương pháp bố trí các thí nghiệm nghiên cứu nhân giống vơ tính các mẫu giống hoa hồng cĩ triển vọng - Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ ghép trong vụ Xuân và vụ Thu đến tỷ lệ bật mầm và sinh trưởng phát triển của cây con hoa hồng triển vọng. Vụ Xuân Vụ Thu Thời vụ I: 15/ 02/ 2006 Thời vụ V: 05/ 08/ 2006 Thời vụ II: 05/ 03/ 2006 Thời vụ VI: 25/ 08/ 2006 Thời vụ III: 25/ 03/ 2006 Thời vụ VII: 15/ 09/ 2006 Thời vụ IV: 15/ 04/ 2006 Thời vụ VIII: 05/ 10/ 2006 - Nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại gốc ghép đến tỷ lệ bật mầm và sinh trưởng phát triển của cây con hoa hồng triển vọng Thí nghiệm gồm 3 loại gốc ghép là HB44, PT28 và VN43, mắt ghép là dịng hoa hồng triển vọng JP30. - Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp ghép đến tỷ lệ bật mầm và sinh trưởng phát triển của cây con hoa hồng triển vọng Thí nghiệm gồm hai phương pháp: ghép nêm chéo và ghép mắt nhỏ cĩ gỗ, sử dụng mắt ghép là các dịng triển vọng . - Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ giâm cành trong vụ Xuân và vụ Thu đến tỷ lệ bật mầm và sinh trưởng phát triển của cành giâm hoa hồng triển vọng Vụ xuân Vụ Thu Thời vụ I: 15/ 02/ 2007 Thời vụ V: 05/ 08/ 2007 Thời vụ II: 05/ 03/ 2007 Thời vụ VI: 25/ 08/ 2007 Thời vụ III: 25/ 03/ 2007 Thời vụ VII: 15/ 09/ 2007 Thời vụ IV: 15/ 04/ 2007 Thời vụ VIII: 05/ 10/ 2007 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………45 - Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài cành giâm đến tỷ lệ bật mầm và sinh trưởng phát triển của cành giâm hoa hồng triển vọng + Cơng thức 1: 10 cm + Cơng thức 2: 15 cm + Cơng thức 3: 20 cm - Giá thể: ðất bùn ao (phơi khơ, đập nhỏ) + Trấu hun theo tỷ lệ 2 : 1. Thời vụ giâm cành là: 25/ 03/ 2007. - Nghiên cứu ảnh hưởng của giá thể giâm cành đến tỷ lệ bật mầm và sinh trưởng phát triển của cành giâm dịng hoa hồng triển vọng + Cơng thức 1: ðất bùn ao (phơi khơ, đập nhỏ) + Trấu hun (2 : 1) + Cơng thức 2: Cát + Trấu hun (2 : 1) + Cơng thức 3: Trấu hun (100 %) + Cơng thức 4: Cát vàng (đối chứng) - Nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại phân bĩn đến tỷ lệ bật mầm và sinh trưởng phát triển cành giâm dịng hoa hồng triển vọng Cơng thức thí nghiệm: + Cơng thức 1: Antonix 1.8DD nồng độ 1% + Cơng thức 2: ðầu trâu 902 + Cơng thức 3: KA- HUMATE + Cơng thức 4: HQ 801 nồng độ 1% + Cơng thức 5: Phun nước (đối chứng) Thành phần và tỷ lệ của phân bĩn: - HQ 801: NPK (4 : 8 : 4), Mo 35 ppm, Bo 50 ppm. - ðầu trâu 902: N (17%), P2O5 (21%), K2O (21%), CaO (0,03%), MgO (0,03%), Zn (0,05%), Cu (0,05%), B (0,03%), Fe (0,01%), Mn (0,01%), Mo (0,001%), Penac P, GA3, NAA. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………46 - KA- HUMATE: Muối kali humate, dịch chiết xuất từ rong biển, N (3%), P205 (5%), K20 (8%). Các thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên đầy đủ, 3 lần nhắc lại. Thí nghiệm ghép mắt mỗi cơng thức ghép 30 mắt ghép, được trồng trên 10 m2. Mật độ 8 cây/m2. Các biện pháp kỹ thuật trồng, chăm sĩc, phịng trừ sâu bệnh trên các giống thí nghiệm là như nhau. - Các thí nghiệm giâm cành được bố trí trong nhà lưới cĩ mái che giảm 50% cường độ ánh sáng và cĩ chế độ nước tưới tự động. Giá thể dùng để giâm cành: Cát + Trấu hun (2:1). Thời vụ tiến hành nghiên cứu là vụ Xuân và vụ Thu với thí nghiệm ghép thực hiện năm 2006, thí nghiệm giâm cành thực hiện năm 2007. 2.3.6. Phương pháp đánh giá sự khác biệt di truyền của 10 dịng cĩ triển vọng - Phân tích 10 dịng hoa hồng cĩ triển vọng đã so sánh tại các địa phương thuộc miền Bắc Việt Nam, đánh giá sự đa dạng di truyền bằng phương pháp đánh dấu phân tử RAPD - PCR, thực hiện tại Viện Di truyền Nơng nghiệp. - Tách chiết ADN hoa hồng theo CTAB biến đổi theo Qiang Xu và cs (2004). Các mồi được sử dụng trong phản ứng PCR là các mồi thuộc OPA và OPB (nguồn của Viện Di truyền Nơng nghiệp) - Kết quả PCR được kiểm tra trên gel agarose. 2.3.7. Các chỉ tiêu theo dõi 2.3.7.1. Các chỉ tiêu về sinh trưởng và phát triển - Thời gian từ giâm cành đến khi bắt đầu ra rễ (ngày); - Thời gian từ ghép đến bật mầm (ngày); - Tỷ lệ bật mầm sau ghép (%); - Chiều cao cây đo từ mặt đất đến đỉnh cao nhất của hoa hoặc vuốt lá (cm); Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………47 - Chiều dài cành cấp 1 đo từ gốc cành đến đỉnh cao nhất (hoa hoặc vuốt lá) (cm); - ðường kính thân chính, đường kính cành cấp 1 đo cách mặt đất 5cm và cách thân chính 3 cm; - Số lá trên thân chính, màu sắc lá; - Số gai, hình dạng gai, mật độ gai; - Số cành cấp 1. 2.3.7.2. Các chỉ tiêu về năng suất và chất lượng hoa - ðường kính hoa, số cánh hoa, màu sắc hoa, hương thơm; - ðường kính cuống hoa; - Chiều dài cành hoa; - Năng suất cá thể, năng suất lý thuyết; - Màu sắc nhị, nhụy; - Hình dáng nhị, nhụy; - Số lượng hạt phấn; - ðộ bền của hoa trên đồng ruộng tính từ khi hoa bắt đầu nở đến khi hoa tàn (ngày) - ðộ bền hoa cắt tính từ hoa cắm trên lọ để trong phịng (ngày); - Quan sát và đo đếm mỗi mẫu giống 10 hoa bằng mắt thường và thước Palme. - Tỷ lệ hạt phấn bình thường (được tính trên 3 - 5 quang trường) theo cơng thức: Số hạt phấn bình thường X % = x 100% Tổng số hạt phấn khảo sát - Khảo sát phấn hoa trên kính hiển vi. ðo kích thước hạt phấn bằng trắc vi thị kính và trắc vi vật kính với độ phĩng đại 15 x 8. Theo tài liệu dẫn về phương pháp nghiên cứu phấn hoa của Trần Tú Ngà (1982), [32], [33] và Nguyễn Văn Hiển (1989) [16]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………48 2.3.7.3. Các chỉ tiêu về mức độ sâu bệnh - Tính chống chịu sâu bệnh của các dịng, giống; Số cây bị hại - Tỷ lệ cây bị hại (%) = x 100 % Tổng số cây 0 : Khơng bắt gặp (0%) - : Xuất hiện rất ít (> 0 – 5%) + : Xuất hiện ít (> 5 – 25%) ++ : Xuất hiện trung bình (> 25 – 50%) +++ : Xuất hiện nhiều (> 50%) Tổng số lần bắt gặp - Mức độ phổ biến (%) = x 100 Tổng số lần điều tra Các chỉ tiêu theo dõi áp dụng theo tiêu chuẩn ngành: Quy phạm khảo nghiệm DUS giống hoa hồng, số10 TCN 686: 2006/Qð BNN, ngày 6/6/2006 của Bộ trưởng Bộ Nơng nghiệp và Phát triển nơng thơn [2], [5]. 2.3.7.4. Các chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm xử lý phĩng xạ các cành ghép - Tỷ lệ sống của mắt ghép sau khi xử lý; Số cá thể sống sĩt - Tỷ lệ sống sĩt cuối cùng = 100% Tổng số cá thể xử lý - Phổ và tần số biến dị của cây hồng sau xử lý: + Biến dị hình thái lá, gai, cành; Biến dị hình thái và chất lượng hoa Số cá thể cĩ biến dị + Tần số biến dị = x 100% Tổng số các thể thu được sau xử lý Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………49 2.3.8. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu Các số liệu được phân tích theo phương pháp thống kê sinh học, sử dụng các phần mềm xử lý thống kê nơng nghiệp: - IRRISTAT 5.0 [9]: phần mềm xử lý thống kê nơng nghiệp của Viện Lúa quốc tế IRRI - Philippin; - NTSYS pc 4.0 [134]: phần mềm phân tích mức tương đồng di truyền và khoảng cách di truyền: phân nhĩm theo các mơ hình thống kê sinh học từ các đặc điểm hình thái dựa trên phương pháp của Mahananobis (1928). - SELINDEX [30]: phần mềm phân tích chỉ số chọn lọc; - GGEbiplot [15]: phần mềm phân tích ổn định năng suất của kiểu gen với mơi trường; - Xác định tính trạng số lượng: trung bình mẫu x ; Phương sai S2; ðộ lệch chuẩn S; Sai số trung bình ± m; Hệ số biến động CV%; Hệ số tương quan r; Kiểm định sai khác cĩ ý nghĩa LSD0,05 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………50 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. THU THẬP, ðÁNH GIÁ TẬP ðỒN MẪU GIỐNG TỪ NGUỒN ðỊA PHƯƠNG VÀ NHẬP NỘI 3.1.1. Kết quả thu thập các mẫu giống hoa hồng từ nguồn địa phương và nhập nội Xây dựng tập đồn hoa hồng phong phú về chủng loại, nguồn gốc xuất xứ và đa dạng về màu sắc là nhiệm vụ quan trọng đầu tiên của nhà chọn giống. ðịa điểm trong nước thu thập được lựa chọn dựa trên nguyên tắc đa dạng về điều kiện sinh thái và các vùng sản xuất hoa hồng lâu đời trong cả nước như Hà Nội, ðà Lạt, Thanh Hĩa, Hịa Bình... Nguồn gen nhập nội hướng tới những nước cĩ đặc điểm khí hậu gần với khí hậu Việt Nam như Trung Quốc, Nhật Bản và tận dụng những nguồn cĩ thể thu thập được. Kết quả thu thập tập đồn hoa hồng nghiên cứu được trình bày ở bảng 3.1. Kết quả thu thập được cụ thể là: 11 mẫu giống cĩ nguồn gốc Việt Nam, các mẫu giống này cĩ thể đã được nhập nội lâu đời và được trồng tại các địa phương trong nước, 26 mẫu giống nhập từ Trung Quốc, 5 mẫu giống từ Nhật Bản, 1 mẫu giống từ Hà Lan và 1 mẫu giống từ Pháp. Các mẫu giống cịn lại được thu thập từ các địa phương trong nước: Hồ Bình, Phú Thọ, Thanh Hĩa… Các mẫu giống hoa hồng tiểu muội bao gồm: 3 mẫu giống được thu thập từ ðà Lạt và 5 mẫu giống nhập nội từ Trung Quốc. Tỷ lệ % nguồn gốc xuất xứ của các mẫu giống hoa hồng thu thập trong tập đồn thể hiện ở hình 3.1. Trong đĩ Trung Quốc chiếm tỷ lệ cao nhất 60%, Việt Nam 25%, Nhật Bản 11%, Hà Lan 2% và Pháp 2%. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………51 Bảng 3.1: Kết quả thu thập các mẫu giống cây hoa hồng Nhĩm TT Tên thường gọi Ký hiệu mẫu giống Xuất xứ Nơi thu thập Năm 1 Nhung ðà Bắc HB2 Việt Nam Hịa Bình 2003 2 Nhung Nơng Cống TH8 Việt Nam Thanh Hĩa 2004 3 Trắng hồng ðL13 Việt Nam ðà Lạt 2003 4 Bạch Phú Thọ PT14 Việt Nam Phú Thọ 2004 5 Phấn hồng ðL18 Việt Nam ðà Lạt 2003 6 ðỏ tươi Q1 Trung Quốc Mê Linh 2003 7 ðỏ cờ Q4 Trung Quốc Mê Linh 2003 8 ðỏ nhung tươi Q5 Trung Quốc Mê Linh 2003 9 Nhung đen Q6 Trung Quốc Kunming 2005 10 ðỏ nhung thẫm Q7 Trung Quốc Gia Lâm 2003 11 Trắng viền đỏ Q9 Trung Quốc Mê Linh 2003 12 Trắng Q10 Trung Quốc Mê Linh 2003 13 Trắng xanh Q11 Trung Quốc Kunming 2005 14 Trắng hồng Q12 Trung Quốc Mê Linh 2003 15 Kem Q15 Trung Quốc Mê Linh 2003 16 Phấn hồng Q16 Trung Quốc Mê Linh 2003 17 Vàng nhạt Q17 Trung Quốc Konming 2005 18 Vàng viền đỏ Q19 Trung Quốc Tây Tựu 2003 19 Son Q22 Trung Quốc Tây Tựu 2003 20 ðịa bình chỉ Q23 Trung Quốc Gia Lâm 2003 21 ðỏ cà phê Q24 Trung Quốc Gia Lâm 2003 22 Vàng thẫm Q25 Trung Quốc Gia Lâm 2003 23 Hoa sứ Q26 Trung Quốc Gia Lâm 2003 24 Màu tàu Q27 Trung Quốc Tây Tựu 2003 Hoa cắt cành 25 Hai màu Q29 Trung Quốc Tây Tựu 2003 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………52 26 Song hỷ Q34 Trung Quốc Tây Tựu 2003 27 Phấn trắng viền JP20 Nhật Bản Chi Ba 2004 28 Vàng xanh nhạt JP21 Nhật Bản Chi Ba 2004 29 Phấn hồng JP30 Nhật Bản Chi Ba 2004 30 Vàng viền đỏ JP31 Nhật Bản Chi Ba 2004 31 Vàng chanh JP32 Nhật Bản Chi Ba 2004 32 Xác pháo HL33 Hà Lan Tây Tựu 2003 33 ðỏ Pháp P3 Pháp Tây Tựu 2003 34 Tiểu muội đỏ phai ðL35 Việt Nam ðà Lạt 2003 35 Tiểu muội sen đậm ðL38 Việt Nam ðà Lạt 2003 36 Tiểu muội đỏ cờ ðL42 Việt Nam ðà Lạt 2003 37 Tiểu muội hoa nhài Q36 Trung Quốc ðà Lạt 2004 38 Tiểu muội kem nghệ Q37 Trung Quốc ðà Lạt 2004 39 Tiểu muội sen nhạt Q39 Trung Quốc ðà Lạt 2004 40 Tiểu muội vàng chanh Q40 Trung Quốc ðà Lạt 2004 Tiểu muội 41 Tiểu muội đỏ nhung Q41 Trung Quốc ðà Lạt 2004 42 Cơm Phú Thọ PT28 Việt Nam Phú Thọ 2004 43 Quế ðà Bắc HB44 Việt Nam Hịa Bình 2003 Gốc ghép 44 Tầm xuân VN43 Việt Nam Mê Linh 2003 Hình 3.1: Tỷ lệ xuất xứ các mẫu giống hoa hồng thu thập trong tập đồn nghiên cứu (%) Hà Lan 2% Nhật Bản 11% Pháp 2% Việt Nam 25% Trung Quốc 60% Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nơng nghiệp ………………………53 3.1.2. ðặc điểm thực vật học của các mẫu giống hoa hồng 3.1.2.1. ðặc điểm hình thái của các mẫu giống hoa hồng ðặc điểm hình thái là chỉ tiêu đầu tiên được nghiên cứu khi đánh giá tập đồn. Những kết quả này là cơ sở cho phân nhĩm các mẫu giống và những nghiên cứu tiếp theo. (xem bảng các chỉ tiêu đặc điểm hình thái phần phụ lục) Khi quan sát tập đồn các mẫu giống thu thập được, chúng tơi thấy cĩ bốn dạng khĩm chính là dạng bụi hẹp 33 mẫu giống, dạng bụi 8 mẫu giống, dạng bụi rộng 2 mẫu giống và dạng bị 1 mẫu giống. Về màu sắc lá trưởng thành của cây hoa hồng cĩ 5 màu. Các mẫu giống hoa hồng cĩ màu lá xanh đậm (điểm 7) cĩ 13 mẫu là: TH8, Q17, Q19, JP20, Q23, Q24, Q25, Q26, Q27, JP31, ðL35, HL33 và Q40. Các mẫu giống hoa hồng cĩ màu lá xanh trung bình (điểm 5) cĩ 18 mẫu giống là: Q5, Q6, Q7, Q12, ðL13, Q15, ðL18, PT28, Q29, JP30, P3, Q34, Q36, Q37, ðL38, ðL42, HB44 và VN43, các mẫu giống hoa hồng cịn lại trong tập đồn cĩ màu lá xanh nhạt (điểm 3). ðường kính tán của các mẫu giống biến động khá lớn. Mẫu giống cĩ đường kính tán to nhất đĩ là: VN 43 (85,0 cm) tiếp đến là PT28 (73,0 cm) đều thuộc nhĩm làm gốc ghép. Một số giống cĩ đường kính khĩm từ 60 – 70cm, đĩ là: HB2, TH8, P3, Q5, Q6, Q7, Q11, JP30 và JP32. Một số mẫu giống cĩ khĩm nhỏ hơn 30 cm đĩ là Q37, ðL38, Q22, JP20 và ðL18. Các mẫu giống cịn lại cĩ đường kính khĩm biến động từ 31,5 – 58,7 cm. ðặc điểm