đánh giá đặc điểm nông sinh học một số nguồn gen khoai môn sọ ở miền núi phía bắc việt nam

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VN ---*--- DƯƠNG T

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VN

-* -

DƯƠNG THỊ HẠNH

ðÁNH GIÁ ðẶC ðIỂM NÔNG SINH HỌC MỘT SỐ

NGUỒN GEN KHOAI MÔN - SỌ Ở MIỀN NÚI PHÍA BẮC

VIỆT NAM

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng

Mã số: 60.62.01.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Nguyễn Thị Ngọc Huệ

HÀ NỘI, 2014

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Ngọc Huệ, người ñã tận tình giúp ñỡ, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám ñốc, lãnh ñạo và tập thể cán bộ, công nhân viên trong Bộ môn Quản lý Ngân hàng gen, Trung tâm tài nguyên thực vật ñã giúp ñỡ nhiệt tình tạo ñiều kiện thuận lợi trong quá trình học tập

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia ñình, bạn bè và các ñồng nghiệp

ñã luôn ñộng viên, khuyến khích và giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn

Hà nội, ngày tháng năm 2014

Tác giả luận văn

Dương Thị Hạnh

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi với sự giúp ñỡ của tập thể cán bộ nghiên cứu thuộc Trung tâm Tài nguyên thực vật, Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng có ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận văn này

Hà nội, ngày tháng năm 2014

Tác giả luận văn

Dương Thị Hạnh

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv

1.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai môn - sọ trên thế giới và ở

1.6 Tình hình nghiên cứu khoai môn - sọ trên thế giới và ở Việt Nam 17

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40

3.1 Phân bố nguồn gen khoai môn - sọ theo ñiều kiện sinh thái, xã hội 47

3.1.2 Phân bố nguồn gen khoai môn - sọ theo thành phần dân tộc 53

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v

3.1.3 Phân bố mẫu giống khoai môn - sọ theo ựịa phương thu thập 54 3.1.4 Phân bố mẫu giống khoai môn - sọ theo loại hình ruộng canh tác 55

3.1.6 Phân bố mẫu giống khoai môn - sọ theo ựịa hình trồng trọt 57

3.2.1 Một số tắnh trạng ựịnh tắnh của củ các mẫu giống khoai môn - sọ

3.2.2 Một số tắnh trạng ựịnh lượng của củ cái các mẫu giống khoai

3.2.3 Một số tắnh trạng ựịnh lượng củ con các mẫu giống khoai môn -

3.4 đặc ựiểm nông sinh học của các mẫu giống khoai môn trồng và

3.4.1 Một số tắnh trạng ựịnh tắnh của thân, lá tập ựoàn khoai môn 66 3.4.2 Các tắnh trạng ựịnh lượng của thân lá tập ựoàn khoai môn 69

3.4.4 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất củ của khoai môn 74 3.5 đánh giá ựặc ựiểm nông sinh học của tập ựoàn khoai sọ tại An

3.5.1 Một số tắnh trạng ựịnh tắnh của thân, lá tập ựoàn khoai sọ 77 3.5.2 Một số tắnh trạng ựịnh lượng về thân, lá của tập ựoàn khoai sọ 80

3.5.4 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của tập ựoàn khoai sọ 85 3.6 So sánh một số tắnh trạng hình thái củ khi thu thập (2011 - 2012)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi

3.7 Phân tắch sự ựa dạng tập ựoàn khoai môn - sọ qua một số ựặc

3.8 đặc ựiểm nông sinh học và năng suất của các mẫu giống khoai

3.8.1 Một số ựặc ựiểm nông sinh học và các yếu tố cấu thành năng suất

3.8.2 đánh giá chất lượng ăn luộc một số mẫu giống triển vọng 96

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Chữ viết ñầy ñủ

IPGRI International Plant Genetic Resources Institute

(Nay là BIOVERSITY Tổ chức sinh học quốc tế)

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp Page viii

DANH MỤC BẢNG

1.2 Diện tích, năng suất, sản lượng khoai mơn - sọ của các châu lục

và một số nước sản xuất khoai mơn lớn trên thế giới năm 2010 14 2.1 Phân lập tập đồn ra khoai mơn và khoai sọ theo một số tính

3.1 Phân bố các mẫu giống khoai mơn - sọ sau thu thập theo một số

3.2 Một số tính trạng định lượng của củ cái các mẫu giống khoai

3.3 Một số tính trạng định lượng củ con các mẫu giống khoai mơn -

3.5 Một số tính trạng định tính của thân, lá tập đồn khoai mơn tại

3.6 Các tính trạng định lượng của thân lá tập đồn khoai mơn trồng

3.7 Một số đặc điểm về củ của tập đồn khoai mơn tại An Khánh,

3.8 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất củ của khoai mơn

3.9 Một số tính trạng định tính của thân, lá tập đồn khoai sọ tại An

3.10 Một số tính trạng định lượng về thân, lá khoai sọ tại An Khánh,

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp Page ix

3.11 Một số đặc điểm về củ của tập đồn khoai sọ trồng tại An

3.12 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất củ của khoai sọ

3.13 So sánh một số tính trạng hình thái củ khi thu thập (2011 - 2012)

3.14 Một số đặc điểm hình thái của các mẫu giống khoai mơn - sọ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page x

DANH MỤC HÌNH

3.1 Phân bố các mẫu giống khoai môn - sọ theo thành phần dân tộc 54 3.2 Phân bố các mẫu giống khoai môn - sọ theo ñịa phương thu thập 55

3.5 Phân bố mẫu giống khoai môn - sọ theo ñịa hình trồng trọt 58 3.6 Năng suất thực thu của các mẫu giống khoai môn trồng tại Hoài

3.8 Sơ ñồ hình cây thể hiện sự ña dạng mẫu giống khoai môn - sọ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1

MỞ đẦU

1 Tắnh cấp thiết của ựề tài

Cây khoai môn - sọ (Colocasia esculenta (L.) Schott.) là cây thuộc họ

Ráy, có lịch sử trồng trọt lâu ựời, chất lượng củ ngon, cung cấp nhiều vitamin

và dinh dưỡng Khoai môn - sọ có ưu ựiểm vừa là cây lương thực, vừa là cây thực phẩm, làm thức ăn chăn nuôi, có tiềm năng chế biến cao Tại nhiều quốc gia ở Châu Á, Châu Phi, Tây Ấn độ và Nam Mỹ, cây khoai môn - sọ ựược sử dụng phổ biến làm lương thực thực phẩm, ựặc biệt là nguồn lương thực chắnh của các nước ở quần ựảo Thái Bình Dương Riêng ở các nước đông Nam Á, ngoài mục ựắch sử dụng làm lương thực cho con người và là nguồn thức ăn cho gia súc, nó còn ựược sử dụng trong các lễ hội tôn giáo và làm cây vị thuốc dân gian (Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Văn Viết, 2004) [11]

Việt Nam nằm trong khu vực đông Nam Á, nơi ựược coi là trung tâm ựa dạng di truyền cây trồng, nơi phát sinh của nhiều cây họ Ráy trong ựó có khoai môn sọ Vì vậy, nguồn gen khoai môn - sọ ở nước ta rất phong phú và

ựa dạng ựược phân bố trong tự nhiên từ ựộ cao 1m cho ựến 1500m so với mực nước biển Một số giống sống trong ựiều kiện bão hoà nước, có giống sống trong ựiều kiện khô hạn, có giống trong ựiều kiện giãi nắng, có dạng hoang dại mọc nơi rừng sâu cớm nắng Ầ và trong các nguồn gen ựó có những giống

có khả năng thắch nghi với ựiều kiện trồng trọt khó khăn (Trương Văn Hộ và Nguyễn Thị Ngọc Huệ, 1996) [8] Giống như ở các nước đông Nam Á khác, cây khoai môn - sọ ựã ựược người bản ựịa thuần hoá và trồng trọt từ lâu, nó là nguồn lương thực quan trọng ựối với nhiều tộc người Việt Nam Trong tập quán sinh hoạt của người Việt Nam cây khoai môn - sọ không những ựược sử dụng làm lương thực thực phẩm hàng ngày mà còn có giá trị tinh thần trong ựời sống xã hội của một số dân tộc, hình ảnh cây khoai môn - sọ với ựàn lợn

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2

và con gà trên các lư hương của các triều ựại nhà Nguyễn ở cố ựô Huế cũng như trong các bức tranh dân gian đông Hồ qua những nét vẽ cách ựiệu ựược phản ánh phương thức sản xuất nông nghiệp truyền thống của người Việt Nam là gắn liền trồng trọt với chăn nuôi Khoai môn - sọ còn là sản phẩm văn hoá - tắn ngưỡng của nhiều cộng ựồng dân tộc ở Việt Nam Vắ dụ, dân tộc La

Ha thường nhờ ông bà mối giúp xe duyên cho con trai mình thông qua lời ướm hỏi Ộxin giống khoai mônỢ ựể bắt ựầu quy trình Ộdựng vợ gả chồngỢ duy trì nòi giống

Ở Việt Nam diện tắch cây có củ hàng năm khoảng 600.000 ha với sản lượng ựạt 4,7 triệu tấn củ tươi, tuy vậy việc nghiên cứu và sản xuất cây có củ mới chỉ tập trung vào 3 cây chắnh khoai lang, sắn và khoai tây Còn các cây

có củ khác như khoai môn - sọ, dong riềng, khoai mỡẦ chỉ mới ựược quan tâm nghiên cứu trong thời gian gần ựây Trong khi vài thập kỷ qua, do sự thay ựổi về mục ựắch sử dụng ựất ở các vùng nông thôn, các hệ thống canh tác và tốc ựộ thị hoá ựang là mối ựe doạ ựến sự sống còn của nguồn tài nguyên di truyền cây trồng ở Việt Nam Nhiều giống khoai môn - sọ ựã ựược trồng trọt

và thắch nghi tại nhiều vùng sinh thái của nước ta, trong ựó có nhiều giống có ựặc tắnh quý ựã bị mất dần ựi Do ựó việc tiếp tục thu thập, bảo tồn và khai thác sử dụng các nguồn gen khoai môn - sọ bản ựịa là rất cần thiết, góp phần

ổn ựịnh sản lượng lương thực và thu nhập của nông dân, ựặc biệt là ở những vùng ựồi núi và vùng khó canh tác, nơi mà các loại cây trồng khác bị hạn chế hoặc kém hiệu quả

Việc quản lý sử dụng bền vững nguồn gen khoai môn - sọ nhằm lưu giữ nguồn vật liệu quý cho sự phát triển nền nông nghiệp bền vững có tầm quan trọng rất lớn đánh giá nguồn gen là một trong 4 nội dung chắnh của công tác bảo tồn Giá trị sử dụng của nguồn gen phụ thuộc vào các dữ liệu, thông tin ựánh giá nguồn gen Các thông tin này càng chi tiết ựầy ựủ thì sẽ giúp cho

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3

người sử dụng có ựịnh hướng khai thác hiệu quả tốn ắt công sức, thời gian và kinh phắ hơn Việc mô tả và ựánh giá còn giúp loại bỏ những mẫu giống trùng lặp, tiến tới thiết lập tập ựoàn hạt nhân của cây khoai môn - sọ với mục ựắch giảm tối ựa mẫu giống bảo quản nhưng lưu giữ ựược tối ựa kiểu gen, góp phần tăng hiệu quả của công tác bảo tồn Chắnh vì vây chúng tôi ựã thực hiện

ựề tài "đánh giá ựặc ựiểm nông sinh học một số nguồn gen khoai môn - sọ

ở miền núi phắa Bắc Việt Nam " Kết quả của ựề tài sẽ cung cấp thông tin và

là cơ sở khoa học cho công tác bảo tồn và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn

gen khoai môn - sọ ựịa phương

2 Mục ựắch và yêu cầu của ựề tài

2.1 Mục ựắch

đánh giá ựược sự ựa dạng nguồn gen cây khoai môn - sọ mới thu thập năm 2011 - 2012 ở miền núi phắa Bắc thông qua nghiên cứu phân tắch các ựặc ựiểm hình thái nông học, góp phần phục vụ trực tiếp cho công tác bảo tồn và khai thác sử dụng hiệu quả tài nguyên khoai môn - sọ ựịa phương của nước ta

2.2 Yêu cầu của ựề tài

- Phân loại, phân nhóm và phân tắch biến ựộng về ựặc ựiểm hình thái, nông học của các nguồn gen trong tập ựoàn khoai môn - sọ thu thập năm 2011 -

2012 ở miền núi phắa bắc Việt Nam

- Bước ựầu xác ựịnh ựược một số nguồn gen có ựặc tắnh tốt ựề xuất cho khai thác sử dụng

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ựề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

- Kết quả của ựề tài cung cấp thêm thông tin cho các nhà khoa học trong lĩnh vực nghiên cứu bảo tồn nguồn gen khoai môn - sọ, phục vụ cho công tác chọn tạo, phục tráng và mở rộng sản xuất những nguồn gen ựịa phương có ựặc tắnh tốt

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4

- Kết quả ñánh giá nguồn gen khoai môn - sọ là cơ sở khoa học cho công tác khai thác sử dụng hiệu quả nguồn gen khoai môn - sọ phục vụ sản xuất và ñời sống

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả về phân nhóm nguồn gen khoai môn - sọ theo các tính trạng ñặc trưng quan trọng và giới thiệu các nguồn gen có các ñặc tính tốt cùng những

thông tin hữu ích phục vụ cho công tác khai thác sử dụng bền vững

4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài

4.1 ðối tượng nghiên cứu

Các nguồn gen khoai môn - sọ thu thập ở miền núi phía Bắc năm 2011 -

2012, hiện ñược bảo tồn trong Ngân hàng gen Cây trồng Quốc gia tại Trung tâm Tài nguyên thực vật, An Khánh, Hoài ðức, Hà Nội

Những thông tin liên quan ñến nguồn gen khoai môn - sọ trong các Phiếu thu thập qũy gen cây trồng cũng ñược sử dụng trong nghiên cứu

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Những nội dung nghiên cứu của ñề tài trong khuôn khổ của “Dự án phát

triển Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia giai ñoạn 2011 - 2015”

Giới hạn của ñề tài, chỉ tập trung nghiên cứu ñánh giá các ñặc ñiểm nông sinh học của 110 mẫu giống khoai môn - sọ ñã thu thập từ sáu tỉnh miền núi phía bắc năm 2011 - 2012 Trên cơ sở ñó phân loại, phân nhóm nguồn gen phục vụ cho công tác bảo tồn và khai thác phát triển tài nguyên khoai môn -

sọ hiện có

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu chung về cây khoai môn sọ

1.1.1 Nguồn gốc và sự phân bố của cây khoai môn - sọ

Khoai môn - sọ là loài thực vật họ Ráy (Araceae), có tên khoa học là

Colocasia esculenta (L) Schott, là một trong những loài cây trồng lấy củ lâu

ựời nhất, có niên ựại hơn 9.000 năm (Rao et al., 2010)[52]

Nguồn gốc của khoai môn - sọ hiện vẫn chưa có ý kiến thống nhất hoàn toàn giữa các nhà khoa học chuyên nghiên cứu về loài cây này Theo nhiều nhà khoa học, có rất nhiều minh chứng thực vật học dân tộc cho thấy khoai

môn - sọ (Colocasia esculenta) có nguồn gốc phát sinh tại Trung Nam Á như

Ấn độ hoặc bán ựảo Malay Nhiều dạng khoai môn - sọ hoang dại cũng ựược phát hiện tại nhiều nơi của vùng cận đông Nam Á, Trung Quốc, Nhật Bản và tới các quần ựảo Thái Bình Dương Từ Châu Á cây khoai môn - sọ ựược ựưa tới các nước Ả Rập và địa Trung Hải và cuối cùng về phắa nam ựến châu Phi,

từ ựó di chuyển ựến Caribê và Mỹ (Dẫn theo Nguyễn Thị Ngọc Huệ, đinh Thế Lộc, 2005) [12] Trong một số tài liệu và công trình nghiên cứu của Viện Tài nguyên di truyền thực vật Quốc Tế ựã khẳng ựịnh nguồn gốc của loài cây này là ở khu vực đông Nam Á, ý kiến này dựa trên cơ sở khoa học ựây là vùng có ựa dạng di truyền cao nhất về cây khoai môn sọ (Matthews, 2003) [46] Những năm gần ựây, dựa trên dữ liệu isozyme và phân tử ADN, lại có quan ựiểm cho rằng, ựã có sự tiến hóa song song của 2 vốn gen khoai môn -

sọ, xuất phát từ hai trung tâm tiến hóa khác nhau là vùng đông Nam Á và vùng Tây nam Thái Bình Dương Miền tây Melanesia cũng ựược coi là nơi

cây khoai môn ựã ựược thuần hóa từ loài hoang dại (Lebot et al., 2010; Mace

et al., 2010) [42] [45] Ngày nay khoai môn - sọ ựược trồng phổ biến ở khắp

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6

các vùng nhiệt ñới cũng như ôn ñới ấm áp

1.1.2 Phân loại thực vật

Trong hệ thống phân loại thực vật, cây khoai môn - sọ thuộc chi khoai

môn (Colocasia) là một trong những chi quan trọng nhất của họ ráy

(Araceae) Trên thế giới chi này bao gồm khoảng 8 loài ñược sử dụng làm nguồn lương thực và thực phẩm cho con người và thức ăn cho gia súc

(Ivancic, Lebot, 2000) [39] Chi Colocasia ñược xác ñịnh bởi Schott năm

1832 trên cơ sở hai loài ñã ñựơc Linnacus mô tả lần ñầu tiên vào năm 1753 là

Arum colacasia và Arum esculentum Schott cũng ñã ñặt lại tên của hai loài

này là Colocasia esculenta và Colocasia antiquorum Hiện nay trong nghiên cứu phân loại chi Colocasia vẫn còn nhiều tranh cãi chưa ngã ngũ do trên thế

giới có rất nhiều giống khoai môn, khoai sọ với nhiều biến dạng thực vật Tuy

nhiên hầu hết các giống ñều thuộc hai nhóm chính của loài Colocasia

esculenta (L.) Schott (Maththews, 2003); Plucknett, 1983) [46] [50]

Nhóm C esculenta (L.) Schott var esculenta ñược mô tả chính xác là

cây có một củ cái chính to hình trụ và rất ít củ con, thường gọi là dạng

dasheen Theo phân loại dưới loài ở Việt Nam những năm qua cho thấy, có

hai nhóm cây là nhóm khoai nước (chịu ngập úng) và nhóm khoai môn (sử dụng củ cái và trồng trên ñất cao) thuộc nhóm này Hai nhóm này sử dụng củ cái ñể ăn, củ con ñể làm giống và dọc lá dung ñể chăn nuôi Hoa có phần phụ

vô tính ngắn hơn so với phần cụm hoa ñực Hầu hết các giống thuộc loài phụ này ñều có bộ nhiễm sắc thể 2n = 28, thường ñược gọi là dạng nhị bội hay

lưỡng bội

Nhóm C esculenta (L.) Schott var antiquorum ñược phân biệt là có một

củ cái nhỏ hình cầu với nhiều củ con có kích thước to mọc ra từ củ cái,

thường gọi là dạng eddoe Thuộc loài phụ này chủ yếu là nhóm cây khoai sọ

Nhóm cây khoai sọ phân bố rộng có thể trồng trên ñất ruộng lúa nước hoặc

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 7

trên ñất phẳng có tưới, thâm chí trên ñất dốc sử dụng nước trời Hoa có phần phụ vô tính dài hơn phần cụm hoa ñực Hầu hết các giống thuộc loài phụ này ñều có bộ nhiễm sắc thể 2n = 42, thường gọi là dạng tam bội

ðể nhận biết các giống của hai nhóm này, cần dựa vào kết quả phân tích tổng

hợp của ba nhóm ñặc ñiểm: Hình thái của củ cái, củ con; Số lượng nhiễm sắc thể; ñặc ñiểm hình thái hoa hoặc các ñặc ñiểm nông học hoặc chất lượng ăn nấu (Ivancic, Lebot, 2000) [39]

Trên cơ sở các kết quả nhiều năm nghiên cứu về ña dạng di truyền nguồn gen khoai môn - sọ ở Việt Nam, các tác giả Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Trương

Văn Hộ, Nguyễn Văn Viết cho rằng, giả thiết có 2 loài phụ dưới loài C

esculenta là C esculenta var esculenta và C esculenta var antiquorum với

tên gọi khoai môn và khoai sọ là có lý hơn cả Nguồn gen khoai môn - sọ bao gồm 3 biến dạng thực vật là khoai môn (Dasheen type), khoai sọ (Eddoe type)

và nhóm trung gian Ba biến dạng này có mối quan hệ khá gần gũi trong quá trình tiến hóa từ cây khoai nước ñến khoai môn và sau cùng là cây khoai sọ (Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Văn Viết, 2004) [11]

1.2 ðặc ñiểm sinh học của cây khoai môn - sọ

1.2.1 ðặc ñiểm thực vật học

Cây khoai môn - sọ (Colocasia esculenta (L.) Schott) là loại cây thân

thảo, cao từ 0,5 ñến 2,0m Cây gồm một củ cái (thân củ) ở giữa, các củ con xung quanh Rễ chùm, ngắn, mọc từ ñốt mầm xung quanh thân củ Phần gốc phình to thành củ chứa tinh bột Củ cái ñược coi là cấu trúc thân chính của cây, có nhiều ñốt, mỗi ñốt có mầm phát triển thành nhánh Mỗi dọc lá lụi ñi thì thân củ có thêm một ñốt ðỉnh củ cái là ñiểm sinh trưởng của cây Toàn bộ phần dọc lá trên mặt ñất tạo nên thân giả của cây khoai môn - sọ

Củ khoai môn - sọ rất khác nhau về kích thước và hình dạng tùy thuộc vào kiểu gen, loại củ giống và các yếu tố sinh thái, ñặc biệt là các yếu tố ảnh

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8

hưởng ñến thân củ như cấu trúc và kết cấu của ñất, sự có mặt của sỏi ñá Củ cái của những giống ñại diện trồng trên ñất cao thường tròn hoặc hơi dài còn những giống có củ cái dài thường là những giống trồng ở ruộng nước và ñầm lầy (ao, bờ mương) Tất cả củ cái, củ con và củ nách có cấu tạo bên ngoài gần như nhau, ñều có một mầm ở ñỉnh và nhiều mầm ở nách của vô số các lá vảy trên thân củ Các giống thuộc nhóm khoai môn củ có thể ñạt tới chiều dài khoảng 30cm và ñường kính khoảng 15cm, nhưng củ cái của các giống thuộc nhóm khoai sọ thường nhỏ hơn Củ cái và củ con ñều gồm ba phần vỏ ngoài, vỏ áo và lõi củ (thịt củ) Vỏ ngoài có thể nhẵn, sần sùi hoặc ñược phủ bằng những lớp vảy thường có màu nâu ñậm Lớp vỏ áo nằm giữa vỏ ngoài

và lõi củ Trong lõi củ ngoài tế bào chứa nhiều hạt tinh bột còn có xơ củ Lượng xơ củ rất khác nhau giữa các kiểu gen và chịu ảnh hưởng lớn của môi trường Sắc tố trong củ biến ñộng từ ruột trắng xơ vàng, ruột vàng xơ vàng, ruột trắng xơ tím

Lá là phần duy nhất nhìn thấy trên mặt ñất, toàn bộ phần dọc lá tạo nên thân giả của cây Mỗi lá cấu tạo bởi một cuống lá thẳng và một phiến lá Phiến lá nhẵn hình khiên, gốc hình tim có rốn gần giữa (ñiểm nối giữa cuống

và phiến lá) dài 20 - 70cm, bề rộng 15 - 50cm Trên phiến lá có ba tia gân chính, một gân chạy thẳng từ ñiểm nối dọc lá với phiến lá tới ñỉnh phiến lá, hai gân còn lại chạy ngang về hai ñỉnh của thùy lá, từ ba gân chính có nhiều gân nhỏ nổi tạo thành hình mắt lưới Cuống lá (dọc lá) xốp, trong nhu mô có nhiều khoảng trống Dọc lá mập có bẹ ôm chặt ở phía gốc tạo nên thân giả Chiều dài dọc lá 25cm - 160 cm phụ thuộc vào kiểu gen Màu dọc biến ñộng

từ xanh nhạt ñến tím ñậm ñôi khi có sọc màu tím hoặc xanh Bẹ của dọc lá thường thường dạng ôm có chiều dài khoảng 1/3 chiều dài dọc

Hoa thuộc hoa ñơn tính cùng gốc, hoa ñực và hoa cái cùng trên một trục Cụm hoa có dạng bông mo, cấu tạo bởi một cuống ngắn, một trục hoa và một

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 9

bông mo dài khoảng 20 cm Hoa không có bao Hoa ñực màu vàng có nhị tụ nhiều cạnh, hạt phấn tròn, bao phấn nứt rãnh Hoa cái có bầu một ô, vòi rất ngắn (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và ðinh Thế Lộc, 2005) [12]

Quả khoai môn - sọ thuộc loại quả mọng có ñường kính khoảng 3 ñến 5

cm và chứa nhiều hạt, mỗi hạt ngoài phôi còn có nội nhũ

Loài khoai môn - sọ là loài có biến dị cao Cho ñến nay vẫn chưa thể mô

tả ñược hết các kiểu biến dị về hình thái của nó Trong hầu hết các trường hợp, các nhà khoa học chỉ mới mô tả những tính trạng quan trọng nhất và ổn ñịnh về mặt di truyền Cũng như các cây trồng khác, ở khoai môn - sọ các biến dị di truyền mới thường xuyên xuất hiện do kết quả của các ñột biến tự nhiên và tái tổ hợp (Ivanic and Lebot, 2000) [39]

1.2.2 Sinh trưởng phát triển

Từ khi trồng ñến khi thu hoạch, cây khoai môn - sọ trải qua 3 thời kỳ sinh trưởng: ra rễ, mọc chồi mầm, sinh trưởng thân lá và phình to của củ (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và ðinh Thế Lộc, 2005) [12]

Giai ñoạn ra rễ mọc chồi

Sự hình thành rễ và sự phát triển nhanh chóng của rễ ñược xảy ra ngay sau khi trồng và tiếp theo là sự phát triển nhanh chóng của chồi (mầm) củ Khi chồi mầm ra khỏi mặt ñất thì rễ ñã dài ra 3 - 5cm Sự phát triển của rễ tương ứng với sự phát triển của lá cứ ra một lá thì lại sinh ra một lớp rễ Tuổi thọ của lá khoảng 32 - 37 ngày Khi ra lá thứ 4, thứ 5 thì ra lá thứ nhất bắt ñầu héo, sau ñó cứ ñược 2 - 3 lá thì có một lá héo

Giai ñoạn sinh trưởng thân lá

Khi tốc ñộ ra lá nhanh, cũng là lúc diện tích lá tăng nhanh nhất sự hình thành củ cái thường bắt ñầu xảy ra sau trồng khoảng 3 tháng Sự hình thành củ con ñược xảy ra sau ñó một thời gian ngắn Trong giai ñoạn này cây cũng bắt ñầu ñẻ nhánh phụ Sự phát triển chồi giảm mạnh vào khoảng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 10

sau trồng 5 - 6 tháng

Giai ñoạn phình to của thân củ

Khi sự phát triển của chồi giảm kích thước củ cái và củ con phát triển rất nhanh Cuối vụ khi mùa khô bắt ñầu, sự lụi ñi của các chồi càng tăng nhanh cho ñến khi chồi chính ngừng phát triển ñến chết Lúc này thu hoạch củ là thích hợp nhất, chính củ cái và củ con cho phép cây tồn tại qua vụ khô và chúng sẽ nảy mầm và mọc thành cây mới vào thời vụ thích hợp

Quá trình ra hoa trong tự nhiên rất hiếm, chỉ xảy ra với một số kiểu gen Hoa quan sát thấy khá sớm cùng với sự hình thành của củ Hoa khoai môn -

sọ ñược thụ phấn nhờ côn trùng Sự hình thành quả, hạt rất ít khi xảy ra trong

tự nhiên Cây khoai môn - sọ sinh sản chủ yếu bằng phương thức vô tính nhưng khi theo dõi một vòng ñời hoàn chỉnh của nó ta thấy cây khoai môn -

sọ có thể ra hoa và nhân giống bằng hạt (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và ðinh Thế Lộc, 2005) [12]

Ở Việt Nam, trong ñiều kiện tự nhiên chỉ có các giống khoai nước ra hoa thường xuyên, một số giống khoai môn quan sát thấy ra hoa còn khoai sọ rất hiếm gặp Khoai nước thường ra hoa tương ñối tập trung vào màu hè và ñầu mùa thu Từ khi bắt ñầu ra hoa ñến khi hoa bắt ñầu lụi mất khoảng 20 - 25 ngày (Nguyễn Phùng Hà, 2001) [5]

1.3 Yêu cầu ngoại cảnh của cây khoai môn - sọ

1.3.1 Yêu cầu về nhiệt ñộ

Khoai môn - sọ yêu cầu nhiệt ñộ trung bình ngày trên 210C ñể sinh trưởng phát triển bình thường Cây không thể sinh trưởng phát triển tốt trong ñiều kiện sương mù vì loài này có nguồn gốc của vùng ñất thấp, mẫn cảm với ñiều kiện nhiệt ñộ Nhiệt ñộ thấp làm cây giảm sinh trưởng và cho năng suất thấp

1.3.2 Yêu cầu về nước

Do có bề mặt thoát hơi nước lớn nên cây khoai môn - sọ có yêu cầu về

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 11

ñộ ẩm cao ñể phát triển Cây cần lượng nước 1500 - 2000mm ñể cho năng suất tối ưu Cây phát triển tốt nhất trong ñiều kiện ñất ướt Trong ñiều kiện khô hạn cây giảm năng suất cũ rõ rệt

1.3.3 Yêu cầu về ánh sáng

Cây khoai môn - sọ ñạt ñược năng suất cao nhất trong ñiều kiện cường ñộ ánh sáng cao, tuy nhiên nó là cây ưa bóng râm nên nó là cây trồng xen lý tưởng với cây ăn quả và các cây trồng khác Sự hình thành củ ñược tăng cường trong ñiều kiện ngày ngắn, trong khi hoa lại nở mạnh trong ñiều kiện ngày dài

1.3.4 Yêu cầu về ñất và dinh dưỡng

Cây khoai môn - sọ có thể thích ứng ñược với nhiều loại ñất khác nhau

và ñược trồng ở nhiều loại ñất tương ñối chua, thành phần cơ giới nhẹ và nhiều mùn và có khả năng chịu hạn, chịu ñất chua, ñất mặn, ñất nghèo dinh dưỡng Tuy nhiên trồng khoai môn - sọ thích hợp nhất là trên ñất phù xa, giàu mùn có thành phần cơ giới trung bình - nhẹ và ñất có ñộ pH 5,5 - 6,5 ðể ñạt năng suất củ cao, khoai môn - sọ yêu cầu ñược cung cấp ñủ các nguyên tố dinh dưỡng như ñạm, lân, kali ðặc biệt nhu cầu về ñạm ở các giống khoai môn - sọ cao hơn so với nhu cầu lân và kali Một số giống khoai có ñặc tính quý là chịu mặn cao Chính vì vậy ở Nhật Bản và Ai Cập ñã sử dụng như cây trồng ñầu tiên ñể khai hoang ñất ngập mặn (Onwueme, 1999) [49]

1.4 Thành phần dinh dưỡng và giá trị sử dụng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 12

người bị rối loạn dinh dưỡng Trong củ, tinh bột tập trung nhiều ở phần dưới

củ hơn trên chỏm củ (Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Văn Viết, 2004; Nguyễn Thị Ngọc Huệ và ðinh Thế Lộc, 2005) [11] [12] Lá khoai môn - sọ rất giàu protein chứa khoảng 23% khối lượng khô, ngoài ra lá chứa nhiều

canxi, photpho, sắt, vitamin C, B1 và B2 (Du et al., 2006) [30]

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g

(Tỷ lệ % so nhu cầu dinh dưỡng hàng ngày của người lớn)

Thành phần trong 100g Trong củ khoai

môn luộc

Trong lá khoai môn tươi

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 13

Nguồn: USDA Cơ sở dữ liệu dinh dưỡng 2010[2]

Theo Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), trong 100g củ khoai môn luộc (không có muối) và trong 100g lá khoai môn tươi có chứa rất nhiều chất dinh dưỡng, khoáng chất và các loại vitamin (Bảng 1.1)

Với giá trị dinh dưỡng phong phú như trên, khoai môn ñược xem có thể cung cấp nhiều vitamin cho cơ thể hơn cả một số rau xanh, hoa quả, giúp cơ thể con người chống lại các chất gây lão hóa da, gia tăng thị lực, tăng cường sức ñề kháng, nhuận tràng…Tuy nhiên lưu ý, các bộ phận cây khoai môn khi còn tươi chứa chất gây ngứa da do có sự hiện diện của oxalat canxi tinh thể, ñiển hình như raphides, chất này có thể gây ngứa cổ khi ăn Tuy nhiên khi

ngâm nước lâu qua ñêm và nấu chín thì các chất ñộc bị tiêu hủy (Ndon et al., 2003; Rao et al., 2010) [47] [52]

1.4.2 Giá trị kinh tế và sử dụng

Cây khoai môn - sọ ñược làm lương thực thực phẩm rộng khắp thế giới,

từ châu Á, Châu phi, Tây Ấn ðộ cho ñến Nam Mỹ, là nguồn lương thực chính của các nước quần ñảo Thái Bình Dương và nhiều nước châu Á (Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Văn Viết, 2004; OnwuemeI, 1999) [11] [49] Các bộ phận của cây là củ cái, củ con, dọc lá và dải bò ñều có thể chế biến thành những món ăn ngon miệng cho con người Củ có thể chế biến thành các món ăn như luộc, nướng, rán, sấy, nấu canh, chiên, nấu chè, Khoai môn - sọ là loài cây

trồng quan trọng nhất của chi Colocasia cung cấp nguồn thức ăn dinh dưỡng

và ñưa lại thu nhập cho người nghèo Khoảng 400 triệu người sử dụng khoai môn - sọ trong các bữa ăn hàng ngày, là loài cây có củ ñược tiêu thụ nhiều thứ

5 trên thế giới (Hirai et al., 1989) [36] Vì thế cây khoai môn - sọ có vị trí

ñáng kể trong viễn cảnh kinh tế thế giới về sự ổn ñịnh kinh tế và ña dạng hóa cây trồng Ngoài ra, khoai môn - sọ còn có giá trị cao về văn hóa xã hội tại các nước có truyền thống trồng loại cây này Nó ñã dần trở thành một hình

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 14

ảnh trong văn hóa ẩm thực, có mặt trong những lễ hội, ngày lễ tết, là quà tặng bày tỏ mối quan hệ ràng buộc…

1.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai môn - sọ trên thế giới và ở Việt Nam

1.5.1 Tình hình sản xuất khoai môn - sọ trên thế giới

Khoai môn - sọ xếp hạng thứ 14 trong số các loại cây chủ lực và ñược coi là cây có củ quan trọng ñứng thứ tư trên thế giới sau khoai lang, khoai tây

và cây sắn Tính ñến năm 2010, diện tích trồng khoai môn - sọ trên thế giới ñạt khoảng 1,26 triệu ha, năng suất bình quân 7,18 tấn/ha, sản lượng ñạt khoảng 9,1 triệu tấn với tỷ suất gia tăng sản lượng hàng năm trung bình từ năm 2000 ñến 2010 là 0,2% (FAO, 2012)[34]

Bảng 1.2 Diện tích, năng suất, sản lượng khoai môn - sọ của các châu lục

và một số nước sản xuất khoai môn lớn trên thế giới năm 2010

Châu/ nước Diện tích

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 15

(Nguồn số liệu: FAO Statistic cộng sự Division 2012)[34]

Tại châu Phi có diện tích trồng khoai môn - sọ lớn nhất (1,055 triệu ha) nhưng lại có năng suất thấp chỉ ñạt 6,1 tấn/ha Tại Châu Á Thái Bình Dương khoai môn - sọ chiếm một vị trí ñáng kể trong nông nghiệp ñặc biệt là các nước Châu ðại Dương, là cây lương thực chính có vai trò rất quan trọng trong

an toàn lương thực Quốc Gia, cộng ñồng và hộ gia ñình Châu Á có năng suất bình quân cao nhất 15,7 tấn/ha, quốc gia trồng khoai môn - sọ có năng suất bình quân cao nhất là Trung Quốc ñạt 18,8 tấn/ha (FAO, 2012) [34] Khoai môn - sọ là cây trồng quan trọng trong lịch sử nông nghiệp ở Châu Á bao gồm

cả Việt Nam Mặc dù hiện nay nó ñã không có vai trò chính trong sản xuất lương thực vì ñã ñược thay thế bằng cây lúa và một số cây trồng khác hiệu quả kinh tế cao hơn

1.5.2 Tình hình sản xuất khoai môn - sọ ở Việt Nam

Khoai môn - sọ chắc chắn ñã là cây trồng quan trọng trong nền nông nghiệp ở Châu Á nói chung và Việt Nam nói riêng Nó ñược thuần hoá trước

cả cây lúa nước và ñã từng là cây lương thực quan trọng của cư dân các vùng châu thổ sông Hồng, sông Cửu Long ðây là nguồn thức ăn chính của người dân Việt Nam từ ngàn ñời khi sản xuất lúa gặp thiên tai, dịch bệnh mất mùa (Trương Văn Hộ và Nguyễn Thị Ngọc Huệ, 1996) [8] Hơn nữa, khoai môn -

sọ còn là cây mang văn hoá truyền thống, ñặc biệt là văn hoá ẩm thực của người Việt Nam Minh chứng là chúng ta ñã có hàng trăm giống môn - sọ tại tất cả các vùng sinh thái với những ñặc ñiểm rất khác biệt Mặc dù hiện nay

nó không còn vai trò chính trong sản xuất lương thực nữa, vì ñã thay bằng cây lúa và các cây trồng khác có giá trị kinh tế ñể ñáp ứng với nhu cầu ñời sống ngày càng cao Nhưng với ñặc tính dễ thích nghi và ña dạng, cùng với dự báo của các nhà khoa học sự biến ñổi khí hậu có xu hướng bất lợi cho cây lấy hạt nên cây khoai môn - sọ sẽ tồn tại và phát triển, góp phần quan trọng vào cơ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 16

cấu thành phần lương thực của sản xuất nông nghiệp (Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Văn Viết, 2004) [11]

Tuy chưa có số liệu thống kê cụ thể về diện tắch và sản lượng, song kết quả ựiều tra của chương trình cây có củ quốc gia năm 1993 cho thấy hàng năm có khoảng 15.000 ha khoai môn - sọ ựược trồng với năng suất bình quân khoảng 8 - 13 tấn/ha tuỳ giống (Trương Văn Hộ, 2000) [9] Những vùng có

sự phân bố lớn của khoai môn - sọ là: Cao Bằng, Lạng Sơn, Hoà Bình, Sơn La, Lai Châu, Quảng Ninh và Quảng Trị Kết quả ựiều tra của Trung tâm tài nguyên di truyền thực vật, Viện KHKT NN Việt Nam cho thấy tuy diện tắch trong khoai môn - sọ có xu hướng giảm trong những năm gần ựây nhưng vẫn còn nhiều giống ựịa phương ựược người nông dân trồng phổ biến cả ở trong vườn nhà cũng như ngoài ruộng, trên nương; ở mọi vùng sinh thái từ ựồng bằng tới cao nguyên Nhiều kết quả nghiên cứu ựã cho thấy, nguồn gen khoai môn - sọ ựược người dân lưu giữ khá tốt trong các vườn gia ựình và tại một số vùng có truyền thống sản xuất khoai môn - sọ như huyện Yên Thuỷ và đà Bắc tỉnh Hoà Bình; huyện Nho Quan, Ninh Bình; huyện Thuận Châu, Sơn La; huyện Tràng định, Lạng Sơn và huyện Thạch An, Cao Bằng (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và CS., 2000; Nguyễn Thị Ngọc Huệ và CS., 2006) [10] [13]

Những năm gần ựây nhiều mô hình phát triển sản xuất hàng hóa một số giống khoai môn - sọ ựã ựược triển khai ựã góp phần tăng diện tắch khoai môn

- sọ sau thời gian giảm sút diện tắch Kết quả bước ựầu cho thấy các mô hình trồng khoai môn - sọ tại các ựịa phương như Lâm đồng, Trà Vinh, Phú Thọ,

Hà Giang, Phú Thọ, Yên Bái, Ninh Bình ựều ựạt hiệu quả kinh tế cao, bước ựầu nâng cao thu nhập cho người dân vùng cao Gần ựây khoai môn - sọ là mặt hàng nông sản ựược xuất khẩu sang Nhật Bản và hiện ựang ựược một số công ty mở ra hướng chế biến tinh bột Hy vọng, không xa nữa khoai môn sọ

sẽ có chỗ ựứng xứng ựáng trong sản xuất (Nguyễn Phùng Hà, 2001) [5]

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp Page 17

Tuy nhiên cho đến nay việc phát triển vùng sản xuất khoai mơn - sọ theo hướng sản xuất hàng hĩa cịn gặp nhiều khĩ khăn Một trong những khĩ khăn lớn nhất là quy hoạch, xác định một số vùng cĩ tiềm năng thực sự để đầu tư tập trung Hơn nữa cũng chưa hình thành bộ giống phù hợp với sản xuất hàng hĩa Bên cạnh đĩ, một nguyên nhân nữa khiến một số giống khoai mơn - sọ đặc sản như: khoai tầng vàng Thanh Sơn, khoai mơn Lục Yên, khoai mán, khoai Thuận Châu, khoai tàu Bắc Kạn, Lạng Sơn,… chưa phát triển thành hàng hĩa là do các địa phương chưa thực sự quan tâm tới các giải pháp tổng hợp từ đầu vào cho đến đầu ra của sản phẩm, cũng như chưa xây dựng được quy trình nhân giống, bảo quản và sơ chế các sản phẩm nên chưa hình thành chuỗi ngành hàng hĩa hiệu quả cao Do đĩ, chưa hấp dẫn được nhà đầu tư trong vấn đề chế biến và xuất khẩu các sản phẩm từ khoai mơn Tuy nhiên, với những nỗ lực trong nghiên cứu chọn tạo giống ngắn ngày và nếu cĩ những chính sách phù hợp hỗ trợ cho khâu chế biến và tạo thị trường, hy vọng rằng cây khoai mơn - sọ sẽ giữ được vị trí của nĩ trong việc cung cấp lương thực, thực phẩm, tạo thu nhập cho người trồng thơng qua thị trường trong nước, quốc tế và vẫn giữ được vai trị quan trọng trong đời sống văn hố xã hội của người dân

1.6 Tình hình nghiên cứu khoai mơn - sọ trên thế giới và ở Việt Nam

1.6.1 Tình hình nghiên cứu khoai mơn - sọ trên thế giới

1.6.1.1 Nghiên cứu bảo tồn nguồn gen cây khoai mơn - sọ

Theo Sharm and Sarka 1963 [54] cây khoai mơn - sọ là cây nhân giống

vơ tính, tuy nhiên, khả năng biến dị của các giống vơ tính xảy ra khá mạnh

mẽ, thêm vào đĩ là sự chọn lọc trong sản xuất khi người ta duy trì và sử dụng những giống cho phù hợp với từng vùng canh tác Vì vậy cĩ thể tồn tại hàng nghìn giống khoai mơn - sọ trên thế giới Tuy nhiên cập nhật những thơng tin

về bộ sưu tập khoai mơn - sọ từ các quốc gia gặp khĩ khăn vì các tập đồn

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp Page 18

mơn - sọ ở nhiều nước bị mất đi nhanh chĩng bởi nguồn đầu tư duy trì hạn hẹp và những khĩ khăn phức tạp trong vấn đề bảo tồn (TRUST,2010) [56]

ðối với khoai mơn - sọ bảo quản ex-situ là phương pháp tốt nhất, nếu

như nĩ được duy trì một cách cĩ hệ thống tại các cơ quan nghiên cứu chọn tạo

giống, các vườn thực vật Nhưng các tập đồn bảo quản ex-situ trên đồng

ruộng cũng xảy ra hiện tượng xĩi mịn nguồn gen dưới tác động của điều kiện thời tiết bất lợi, do sâu bệnh hại hay do cán bộ quản lý tập đồn yếu kém Vì vậy thời gian tới, phương pháp bảo quản bằng hạt cần được nghiên cứu phát triển khi cĩ thể sử dụng biện pháp xử lý GA3 tác động làm cây khoai mơn -

sọ ra hoa kết hạt (Wilson, 1979, 1990) [57] [58]

Khoai mơn - sọ là cây trồng quan trọng nhưng chưa được các cộng đồng nghiên cứu nơng nghiệp quốc tế quan tâm thích đáng cho tới năm 1998 (Rao

et al., 2010 ) [52] Dự án của Mạng lưới tài nguyên di truyền khoai mơn - sọ

(TAROGEN) được thành lập vào đầu năm 1998 kết thúc năm 2003 Mục tiêu của TAROGEN là phát triển và thực hiện chiến lược bảo tồn nguồn gen khoai mơn - sọ ở châu ðại Dương Dự án đã hỗ trợ 8 quốc đảo Fiji, đảo Cook, Niue, Papua New Guinea, Samoa, Salomon, Tonga và Vanuatu thu thập, mơ tả bảo tồn và sử dụng nguồn gen khoai mơn trong các chương trình cải tiến giống Tổng số 2225 mẫu giống khoai mơn tại các quần đảo Papua New Guinea, Solomon, Vanuatu, Fiji, New Caledonia và Polynesia đã được thu thập, 400 mẫu giống điển hình đã được đánh giá đặc điểm kiểu hình đặc điểm phân tử ADN để xây dựng tập đồn hạt nhân 211 giống của vùng để chọn lọc, làm sạch bệnh virus và đưa vào bảo tồn tại Trung tâm quỹ gen vùng, SPC ở Suva

(Lebot et al., 2010) [42]

TANSAO (Taro network for Southeast Asia and Oceania) là một mạng lưới quốc tế khác nghiên cứu về khoai mơn - sọ ở châu Á và châu ðại Dương, cũng được thành lập năm 1998 Các thành viên tham gia dự án gồm 7 nước

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp Page 19

Indonesia, Malayxia, ThaiLan, Philppin, Vietnam, Papua New Guinea và Vanuatu hoạt động phối hợp với ðại học nơng nghiệp Wageningen, Hà Lan

Dự án TANSAO nhằm mục đích nâng cao vị thế cạnh tranh của khoai mơn -

sọ trong hệ thống mùa vụ và thị trường thương mại Dự án hồn thành vào năm 2001, đã thiết lập thành cơng Ngân hàng gen khoai mơn - sọ của 7 nước thành viên với và xác lập được tập đồn hạt nhân với 168 mẫu giống dựa trên

đặc điểm hình thái và dữ liệu isozyme (Lebot et al., 2010) [42]

Hiện nay hầu hết các nước cĩ tập đồn khoai mơn - sọ đều bảo tồn

nguồn gen trên đồng ruộng, số lượng nhỏ trong in vitro Khai thác sử

dụng của các tập đồn cịn chưa được quan tâm đúng mức, chỉ cĩ ở Ấn

ðộ, Philippin, Papua New Guinea và Vanuatu các nguồn gen bảo tồn được sử dụng một phần trong chương trình cải tiến giống (TRUST, 2010) [56] Xu hướng tạo lập tập đồn hạt nhân cho nguồn gen khoai mơn - sọ là phổ biến hiện nay ở các quốc gia cĩ điều kiện khoa học cơng nghệ tiên

tiến (Mace et al.,) [45]

Theo thống kê trên thế giới hiện cĩ khoảng hơn 8.000 nguồn gen khác

nhau về cây khoai mơn đã và đang được duy trì và bảo tồn ở các mạng lưới

phát triển cây khoai mơn - sọ trên thế giới Bảo quản lưu giữ chủ yếu là bảo quản ex-situ dưới dạng nguồn gen được lưu giữ trên đồng ruộng, trồng trong

chậu vại các cơ quan nghiên cứu Hiện nay những quốc gia cĩ tập đồn khoai

mơn - sọ lớn đã và đang được bảo tồn ex situ trên đồng ruộng và in vitro là

Papua New Guinea, Ấn ðộ, Indonesia, Thái Lan, Hawai (Trần Thị Thu Hà và

CS., 2011) [6]

1.6.1.2 Nghiên cứu đặc điểm hình thái nơng học và đa dạng di truyền

Cây khoai mơn - sọ là cây nhân giống vơ tính tuy nhiên khả năng biến dị của các dịng này xảy ra khá mạnh mẽ ðể nhận biết các giống khoai mơn - sọ người ta cĩ thể dựa vào hình thái, thời gian sinh trưởng của giống Màu sắc

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp Page 20

ruột củ cái, chỏm củ, dọc lá và phiến lá cũng được sử dụng để phân biệt các giống khoai mơn - sọ (Ghani, 1984; Kamuzawa, Niuchi, Honda, 1956) [35] [41] Viện Tài nguyên di truyền thực vật (IPGRI, 1997) [38] nay là BIOVERSITY đã biên soạn, xuất bản biểu mẫu mơ tả đánh giá (Descriptors) cho lồi Colocasia esculenta từ năm 1997 để thống nhất chung trên tồn thế giới về phân biệt giữa các giống trong phạm vi lồi ðây là tài liệu cơ bản để các quốc gia tự xây dựng Biểu mẫu mơ tả đánh giá cho lồi cây cĩ củ này phù hợp với sự đa dạng nguồn gen của nước mình Kết quả đánh giá nguồn gen theo các tính trạng đặc trưng là cơ sở để phân lập các mẫu giống trong tập đồn phục vụ cho các mục đích sử dụng khác nhau (Ivancic, Lebot, 2000; Shen, 2000) [39] [53]

Davis and Gillmartin (1985) [31] nhấn mạnh ý nghĩa quan trọng của việc

mơ tả hình thái trong lựa chọn đặc điểm phân loại giống cây trồng ở mức độ dưới lồi, đồng thời cũng là những đặc điểm đáng chú ý đối với các nhà nghiên cứu nơng học và chọn tạo giống, nhiều nhà nghiên cứu đã sử dụng những đặc điểm hình thái đế xác định các nhĩm giống và đánh giá sự đa dạng

về mặt di truyền

Ghani (1984) [35] đưa ra khố phân loại các giống khoai mơn - sọ được thu thập ở Malaysia Dựa vào thời gian sinh trưởng và đặc điểm hình thái, tác giả đã phân thành 4 nhĩm sau:

- Nhĩm I: Cĩ thời gian sinh trưởng 9 - 11 tháng, cây cao 80 - 110cm, dọc lá

to, thẳng đứng hoặc nghiêng, lá hình mũi tên, gồm 2 phân nhĩm cĩ Stolon, khơng cĩ củ con và phân nhĩm khơng cĩ Stolon và cĩ nhiều củ con

- Nhĩm II: Cĩ thời gian sinh trưởng 6 - 8 tháng, cây cao 50 - 70cm, dọc lá nhỏ, thẳng đứng hoặc nghiêng, lá hình mũi tên hoặc hình tim, gồm 2 phân nhĩm phân nhĩm củ dài hình cầu, cĩ Stolon phát triển thành cây và hình thành củ và phân nhĩm với củ cái dài hình trụ, đơn độc khơng cĩ Stolon

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp Page 21

Nhĩm III: Cĩ thời gian sinh trưởng 5 - 6 tháng, cây cao 30 - 50cm, dọc lá bé, mảnh khảnh, khơng chụm, lá nhỏ hình tim, gồm 2 phân nhĩm, phân nhĩm củ cái khơng phân nhánh, được bao quanh bởi 6 - 8 củ con cĩ kích thước tương đương và phân nhĩm củ cái phân nhánh, cĩ 6 - 8 củ cái kết thành khối

Nhĩm IV: Thời gian sinh trưởng khơng xác định được, dọc lá và lá ăn được,

củ bị tiêu biến khơng ăn được

ðể tạo lập tập đồn hạt nhân nâng cao hiệu quả bảo tồn nguồn gen khoai mơn - sọ, bên cạnh phương pháp phân tích các đặc điểm hình thái nơng học, phương pháp đánh giá đa dạng di truyền thơng qua phân tích đặc điểm phân

tử ngày càng được ứng dụng rộng rãi (Okpul, Singh, et al., 2004) [48]

Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền thơng qua các tính trạng hình thái

là phương pháp cổ điển, hiện nay vẫn đang được sử dụng phổ biến Phương pháp này giúp cho các nhà nghiên cứu nhận biết và phân loại được các giống khác nhau bằng mắt thường trên thực địa một cách nhanh chĩng Các đặc điểm chính về hình thái như chiều cao cây, dạng lá, dạng củ, kích thước củ… đươc xem như là các tính trạng cơ bản để nhận biết giữa các giống với nhau Nghiên cứu đánh giá đa dạng di truyền thơng qua các chỉ thị phân tử là nghiên cứu đánh giá ở mức độ phân tử Các phân tử được sử dụng chủ yếu trong nghiên cứu là các phân tử protein và ADN Các chỉ thị phân tử được sử dụng phổ biến trong đánh giá đa dạng di truyền khoai mơn - sọ là chỉ thị đẳng men

và chỉ thị ADN

Những nghiên cứu đánh giá sự đa dạng nguồn gen khoai mơn - sọ dựa trên phân tích đặc điểm hình thái nơng học cịn cĩ nhiều tồn tại do chưa cĩ sự phân loại hồn chỉnh các giống vì sự đa hình và tiến hĩa của nĩ Vì thế, ngày nay sử dụng chỉ thị phân tử để đánh giá đa dạng di truyền khá phổ biến đối với bộ sưu tập hạt nhân ở các nước để khẳng định chắc chắc sự khác biệt về kiểu gen phục vụ bảo tồn và phát triển giống

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 22

Lebot (2000) ựã nghiên cứu biến ựộng di truyền của 2081 mẫu giống khoai môn - sọ của 7 nước ựại diện của đông Nam Á và châu đại Dương (Thailand, Malaysia, Indonesia, Vietnam, Philippines, Papua New Guinea) sử dụng 6 hệ enzym MDH (malate dehydrogenase), PGI (phosphoglucous isomerase), ICD (isocitric dehydrogenase), PGD (phosphoglucomic dehydrogenase), ME (malic enzyme) và SKDH (shikimic dehydrogenase) với dịch chiết từ nõn lá của cây môn - sọ Kết quả ựánh giá cho thấy tổng số 319 zymotypes ựã ựược phát hiện giữa các giống môn - sọ của vùng Chỉ có 8 zymotypes ựã bao gồm hơn 56% tổng số mẫu giống ựã ựiện di và chỉ có 21 zymotypes ựã thể hiện hơn 70% tổng số mẫu giống, ngoài ra kết quả nghiên cứu cũng cho thấy biến ựộng di truyền giữa 8 zymotypes chắnh khá hạn chế ựiều này cho thấy cơ sở di truyền của hầu hết các giống hiện có trong một vùng ựịa lý rộng lớn nhưng lại khá hẹp Xét ở mức ựộ isozyme, biến ựộng di truyền ựáng kể giữa các giống môn - sọ ựược tìm thấy ở các nước Indonesia, Malaysia và Thailand Hai vùng đông Nam Á và Châu đại Dương có 2 vốn gen rất khác nhau điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc chọn vật liệu khởi ựầu cho công tác chọn tạo giống khoai môn - sọ của vùng và toàn cầu

Ở quy mô quốc gia, các nước Indonesia, Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn độ, Adaman Island ựều ựã có các công trình công bố về sử dụng phương pháp chỉ thị phân tử ựể ựánh giá ựa dạng di truyền các nguồn gen khoai môn - sọ ựang lưu giữ nhằm tạo ựược các bộ sưu tập hạt nhân có số lượng mẫu tối thiểu

nhưng bảo tồn ựược tối ựa kiểu gen (Davis and Gillmartin, 1985; Edison, et

al., 2010; Hirai et al., 1989; Li Maolin et al., 2010; Okpul, Singh et al., 2004;

Sing, et al., 2010) [31] [33] [36 [43] [48][55]

Tại Vân Nam - Trung Quốc, nơi ựược coi là trung tâm nguồn gốc của loài khoai môn - sọ, các nhà khoa học ựã sử dụng kết hợp phân tắch ựặc ựiểm hình thái nông học với phân tắch isozyme và phương pháp RAPD ựể nghiên

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp Page 23

cứu mối quan hệ giữa thực vật dân tộc học và đa dạng của tập đồn khoai

mơn - sọ điển hình của tỉnh Vân Nam (Rao et al., 2010) [52] Li Maolin et al.,

2010 [43] đã xác định biến động di truyền của các mẫu giống thu thập từ 7 huyện với 7 dân tộc ở Vân Nam 32 primers ADN đã được chọn để phân tích RAPD với 46 giống khoai mơn - sọ Từ cây phát sinh cho thấy 46 mẫu giống bao gồm 2 nhĩm: một nhĩm gồm các dạng hoang dại, nhĩm kia gồm các giống trồng Kết quả phân tích RAPD cũng cho thấy rõ quan hệ di truyền của nhĩm dasheen (khoai mơn 2n= 2x= 28) và nhĩm eddoe (khoai mơn - sọ, 2n = 3x = 42), nhĩm eddoe phát triển từ nhĩm dasheen lên Kết quả phân tích RAPD của một nhĩm tác giả khác với 28 giống cho thấy chỉ cĩ 19 primers trong tổng số 100 primer nghiên cứu cho 183 bands (161 đa hình) giữa 28 giống mơn - sọ Theo cây phát sinh kết quả phân tích RAPD và Isosyme cùng cho kết quả như nhau là cĩ 2 nhĩm lồi được phát hiện: một nhĩm là Khoai

mơn - sọ (Colocasia esculenta) với 26 mẫu giống, một nhĩm lồi Colocasia

gigantea với 2 mẫu giống Trong nhĩm C esculenta lại chia thành 2 nhĩm ở

khoảng cách 6.5 Với kết quả đánh giá chỉ thị phân tử bằng RAPD, nhĩm tác giả cho rằng điều kiện sinh thái, địa lý và hoạt động nơng nghiệp của con người cĩ ảnh hưởng đáng kể đến đa dạng nguồn gen mơn - sọ ở Vân Nam (Li

Xixiang et al., 2000) [44]

Tại Indonessia, Prana et al., 2010 [51] đã sử dụng kỹ thuật đẳng men để

đánh giá đa dạng di truyền của 677 mẫu giống khoai mơn - sọ của Indonesia

đã xác định được 192 kiểu zymotypes với khoảng cách di truyền khá lớn

Ở Nhật Bản, đã cĩ nhiều nghiên cứu và thu thập nguồn gen nhưng tới nay chỉ 88 lồi khoai mơn đã được phân loại dựa vào sự khác biệt hình thái

(Hirai et al., 1989) [36] Bên cạnh các nghiên cứu về lồi đã cĩ nhiều nghiên

cứu về: ADN ribosome, ADN lục lạp, ADN ty thể, phân tích ADN đa hình khuyếch đại ngẫu nhiên bằng RAPD,

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 24

1.6.1.3 Nghiên cứu chọn tạo, nhân giống và kỹ thuật canh tác

Trên thế giới ứng dụng công nghệ sinh học ñể phục tráng và nhân nhanh giống khoai môn - sọ ñã ñược áp dụng từ những thập niên 70 và ngày càng ñược sử dụng rộng rãi Nhiều nghiên cứu ứng dụng công nghệ nuôi cấy mô tế bào ñể nhân nhanh làm sạch bệnh virus phục vụ mở rộng sản xuất ñã ñược

công bố (Chand et al., 1998) [29] Các nghiên cứu cải tiến nguồn gen khoai

môn - sọ theo hướng: nhập nội và tuyển chọn; lai tạo, xử lý ñột biến và chuyển gen Papua New Guinea là nước tiến hành chọn tạo bằng lai hữu tính

từ năm 1993, ñã thành công trong lai tạo giữa các nguồn gen bán hoang dại kháng bạc lá của Thái Lan với một số giống ñịa phương năng suất cao và chọn lọc qua 4 chu kỳ ñược một số giống khoai môn năng suất cao, kháng bệnh bạc lá và chất lượng củ ngon (Ivancic, Lebot, 2000) [39] Hiện nay phương pháp chọn tạo giống khoai môn - sọ chủ yếu bằng xử lý ñột biến thực nghiệm với tia gamma từ Coban 60 và xử lý ñột biến in vitro Ở Trung Quốc một số giống khoai môn - sọ kháng bệnh bạc lá, rút ngắn thời gian sinh

trưởng ñã ñược tạo ra bằng phương pháp này (Singh et al., 2010) [55]

Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác với cây khoai môn - sọ công bố không nhiều Một số nước ở châu Á như Trung Quốc, Thái Lan và Philippine thường trồng khoai môn vào ñầu mùa mưa, thu hoạch mùa khô, với khoảng cách 70 x 50 cm, nền phân bón 15 tấn phân chuồng + 120 - 150N + 90 -110P2O5 + 100 - 120K2O Tại một số nước ñất khô hạn ở Thái Bình Dương như Samoa, Tonga, Solomon, Cook trồng tháng 9 ñến tháng 10, khoảng cách trồng từ 60 x 60cm, 90 x 60cm ñến 100 x 100cm, không hoặc sử dụng rất ít phân bón (50g/cây NPK 12;13:18) Ở Papua New Guinea: trồng tháng 9 ñến tháng 10, khoảng cách trồng từ 50 x 50cm ñến 100 x 100cm, không hoặc chỉ

sử dụng phân ñạm (200kgN/ ha) Tại hầu hết các nước trồng khoai môn, vật liệu làm giống thường có 4 loại: ðoạn ñầu củ+ 30cm dọc; củ con cấp 1, mẩu

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 25

cắt có mầm từ củ cái và chồi (Suskers) (Onwueme, 1999) [49] Tại tỉnh Sơn đông, Trung Quốc trồng khoai sọ với mật ựộ 35000 cây/ ha với khoảng cách

70 x 40cm và thường phủ ni lông ựể tăng nhiệt ựộ vào ựầu mùa xuân, hạn chế

cỏ dại và giữ ẩm (Hue et al., 2010) [37]

Nghiên cứu về sâu bệnh hại khoai môn - sọ : đã có khá nhiều công trình

ựề cập, sâu bệnh hại cây khoai môn - sọ ở hơn 65 quốc gia trồng môn - sọ, khá ựa dạng về thành phần cũng như mức ựộ phổ biến Tuy nhiên nhìn chung các vùng trồng khoai môn - sọ trên thế giới thường bị ba loại sâu bệnh nguy hiểm nhất gây hại là bệnh sương mai, bọ cánh cứng và bệnh virus hỗn hợp (alomae/bobone) Mức ựộ tác hại của sâu bệnh phụ thuộc vào ựịa ựiểm và

ựiều kiện sinh thái khác nhau (Trần Thị Thu Hà và CS., 2011) [6]

Những vùng trồng nhiều khoai môn - sọ như ựảo Fiji thường bị bọ cánh cứng gây tác hại lớn nhất; ở quần ựảo Samoa và Solomon bệnh sương mai gây hại nặng nề hơn, 40- 50% năng suất bị mất và khoảng 80% số củ bị thối trong vòng 5 ngày sau khi thu hoạch do loại sâu bệnh này gây ra (Jackson ,1980) [40] Ở Papua New Guinea, nơi khoai môn là cây lương thực chắnh thì

cả bệnh sương mai và bọ cánh cứng ựều là ựối tượng nguy hiểm Ở khu vực đông Nam Á và Thái Bình Dương, những loài côn trùng có thể gây hại cho

cây khoai môn - sọ là Rệp (Aphis gossypii); Rầy (Tarophagers proser pina); Châu chấu (Gesonia sp.,Ocya sp.), dế (Teleogryllusocenicus); Sâu khoang (Spodoptera litura Fabr): Sâu xanh (Spodoptera litura); Sâu ựầu nhọn (Agrius

concoluti, Hippotion celerio); Bọ cánh cứng (Papuana sp.), Mối

(Captotermes fomosunus); Tuyến trùng (Hirschmanniella miticausa); Nhện

ựỏ (Tetranychus sp.) (Aregheore et al., 2003) [28]

Nghiên cứu bệnh trên khoai môn - sọ cho thấy, có rất nhiều loại bệnh

khác nhau gây hại trên khoai môn - sọ như bệnh khảm lá (Dasheen mosaic

vius) xuất hiện và gây hại ở hầu hết các vùng trồng khoai môn - sọ, bệnh ựốm

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp Page 26

trắng (Phyllosticta colocasiophila Weedon), bệnh đốm nâu (Cladosporium

colocasiae Weedon) trên lá Các bệnh thối củ như thối ướt vi khuẩn (Erwinia carotovora (L.R.Jone); thối đen củ (Phytium spp.), thối trắng củ (Sclerotium rolfsii), thối mềm củ (Phytium spp.) và nhiều loại tuyến trùng cĩ thể xuất

hiện, gây hại làm giảm năng suất và chất lượng khoai mơn - sọ (Jackson, 1980) [40] ðể hạn chế tác hại của bệnh, người ta sử dụng các biện pháp diệt nấm, vệ sinh đồng ruộng, luân canh cây trồng và lựa chọn giống kháng bệnh

1.6.2 Tình hình nghiên cứu khoai mơn - sọ ở Việt Nam

1.6.2.1 Nghiên cứu bảo tồn và khai thác nguồn gen cây khoai mơn - sọ

Nghiên cứu bảo tồn ex-situ đối với nguồn gen khoai mơn - sọ đã được

thực hiện từ năm 1994 tại Viện Khoa học kỹ thuật nơng nghiệp Việt Nam với các hoạt động điều tra, thu thập, lưu giữ trên đồng ruộng, thí nghiệm và đánh giá ban đầu Tính đến năm 2013, tại Trung tâm Tài nguyên thực vật đang bảo

tồn ex- situ tập đồn khoai mơn - sọ với 478 nguồn gen thu thập từ tất cả các

vùng sinh thái của Việt Nam Với việc duy trì hàng năm trên đồng ruộng, ngồi việc đánh giá ban đầu hơn 50 tính trạng hình thái nơng học, cĩ thể tiến hành đánh giá chi tiết các đặc tính nơng học và cĩ thể lai thử một số cặp nếu một số giống ra hoa Tuy nhiên khi lưu giữ ngồi đồng ruộng phải đặc biệt quan tâm đến vấn đề sâu bệnh và các điều kiện bất thường của thời tiết như hạn hán, lũ lụt thiên tai…ðể hạn chế được thiệt hại do điều kiện thiên nhiên gây ra, các tập đồn khoai mơn - sọ nên được tập trung bảo quản cả trên đồng ruộng và trong ống nghiệm ðến nay đã cĩ 150 nguồn gen mơn - sọ được lưu

giữ bảo quản in vitro

Bảo tồn in-situ các lồi cây trồng nĩi chung và cây khoai mơn - sọ nĩi

riêng mới được nghiên cứu ở Việt Nam từ năm 1999 với mục tiêu là xác định

cơ sở khoa học cho phương pháp bảo tồn mới này Kết quả điều tra, nghiên

cứu cơ sở khoa học của phương pháp bảo tồn in-situ cho thấy đa dạng nguồn

Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 27

gen khoai môn - sọ tại các vùng sinh thái chịu tác ựộng qua lại của các nhân

tố tự nhiên và kinh tế xã hội khác nhau như hệ sinh thái nông nghiệp, áp lực của thị trường, vùng ựịa lý và văn hoá truyền thống tại ựịa phương Thành phần giống và các nhân tố tác ựộng biến ựộng rõ rệt ở các ựịa phương, các vùng sinh thái Các phát hiện từ những nghiên cứu cho thấy bảo tồn nông trại (trên ựồng ruộng và trong vườn gia ựình) ựa dạng nguồn gen khoai môn - sọ liên quan ựến các cấp quản lý khác nhau Trong hoạt ựộng bảo tồn tại chỗ nghiên cứu và áp dụng tri thức bản ựịa trong ựánh giá xác ựịnh ựơn vị bảo tồn tại cộng ựồng là rất quan trọng (Nguyễn Phùng Hà và CS., 2012) [7] Các chương trình khuyến nông quốc gia vô cùng quan trọng ựể tuyên truyền khuyến khắch trao ựổi giống thông qua hệ thống cung cấp giống không chắnh thống bằng các hình thức như ngày hội ựa dạng giống và ựưa các giống khoai môn - sọ ựịa phương vào sản xuất giống trong hệ thống chắnh thống Biện pháp làm tăng giá trị của các giống khoai môn - sọ ựịa phương trong bảo tồn trên ựồng ruộng có thể ựược ựẩy mạnh bằng ựa dạng hoá cách thức sử dụng

và thị trường sản phẩm, cải tiến phương thức canh tác cho các giống này đến

nay mới chỉ có 3 mô hình bảo tồn on farm nguồn gen khoai môn - sọ tại đà

Bắc Hòa Bình, Phú Vang Thừa Thiên Huế và tại Trà Cú, Trà Vinh ựược xây dựng, góp phần bảo tồn một số nguồn gen khoai môn - sọ ựặc sản (Hoàng Thị Nga và CS., 2010) [20]

1.6.2.2 đánh giá ựặc ựiểm nông sinh học và ựa dạng di truyền

Ở Việt Nam, công tác ựánh giá nguồn gen khoai môn - sọ ựược bắt ựầu tại Trung tâm Tài nguyên thực vật từ những năm 1998 khi tập ựoàn khoai môn - sọ ựược hình thành Giai ựoạn 2001 - 2003 trong khuôn khổ dự án TANSAO do CIRAD tài trợ 201 nguồn gen khoai môn - sọ thu thập trước năm 2001 ựã ựược mô tả ựánh giá ựặc ựiểm hình thái nông học một cách ựầy

ựủ Kết quả nghiên cứu cho thấy, thời gian sinh trưởng của các mẫu giống

Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp Page 28

trong tập đồn biến động từ 4 đến 12 tháng Các giống cĩ thời gian sinh trưởng ngắn (4 - 6 tháng) chiếm 23,9% Chỉ cĩ 3 mẫu giống cĩ thời gian sinh trưởng rất muộn (trên 10 tháng) Số cịn lại cĩ thời gian sinh trưởng trung bình và muộn Theo dõi quá trình ra hoa đậu quả của tập đồn cho thấy cĩ 36 mẫu giống trong số 201 mẫu giống ra hoa trong điều kiện đồng bằng sơng Hồng Trong số đĩ đa phần là các mẫu giống khoai mơn thuộc lồi phụ

Colocasia esculenta var esculenta Tuy nhiên tỷ lệ đậu quả rất thấp Các mẫu

giống thể hiện khả năng kháng bệnh sương mai rất khác nhau Trong tập đồn

cĩ 38 mẫu giống được đánh giá là miễn dịch tương đối trên đồng ruộng ðây

là nguồn gen rất quý cơng tác chọn tạo giống mơn - sọ kháng bệnh sương mai (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và CS., (2004) [11]

Tập đồn 201 mẫu giống cũng được đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị hình thái kết hợp chỉ thị isozyme Trên cơ sở phân tích kết quả đánh giá các đặc điểm hình thái, izozyme và số lượng nhiễm sắc thể cho thấy nguồn gen khoai mơn - sọ của Việt Nam rất đa dạng về kiểu gen với 73 zymotype từ 201 nguồn gen đã được xác định Nguyễn Thị Ngọc Huệ và CS., 2000) [10] Tuy nhiên sau

đĩ, cơng tác thu thập nguồn gen mơn - sọ vẫn được tiếp tục hàng năm ở quy mơ nhỏ lẻ, việc đánh giá ban đầu vẫn được tiến hành thường xuyên theo nhiệm vụ Bảo tồn của trung tâm (Nguyễn Thị Ngọc Huê và CS., 2006) [13]

Nghiên cứu đánh giá và phân loại truyền thống các kiểu gen trong khoai mơn - sọ ở Việt Nam của Nguyễn Thị Ngọc Huệ và CS., (2004) [11] cho thấy, lồi khoai mơn - sọ được phân ra 2 nhĩm gen: Nhĩm khoai sọ trồng và khoai

sọ mọc tự nhiên Giữa hai nhĩm này khơng thấy cĩ sự cách biệt nghiêm ngặt ðiều này cĩ thể nhận thấy khi quan sát các giống khoai nước dại, loại cây thường được người dân sử dụng làm thức ăn chăn nuơi

Kiểu gen trồng trọt

Các kiểu gen trồng trọt của khoai mơn - sọ gồm các giống, các dịng và

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 29

các cây lai Các giống khoai trồng ñược chia thành 3 nhóm tuỳ thuộc vào khả

năng thích ứng của chúng ñối với ñiều kiện môi trường cụ thể:

Nhóm nguồn gen thích nghi với ñất ẩm ướt (ñất trũng, ñất lầy thụt hoặc ruộng trồng lúa nước) bao gồm các giống khoai môn - sọ thích ứng với ñiều kiện ẩm ướt thường xuyên (nơi có mức nước ngầm cao, ñầm lầy, rãnh nước, ruộng lúa nước Củ cái của các giống ưa ñất ẩm ướt thường là hình trứng dài ðặc tính này khá ổn ñịnh, thậm chí trong ñiều kiện khô hạn nặng, dĩ nhiên khi

ñó kích thước củ sẽ bị nhỏ ñi ñáng kể Thường các kiểu gen phù hợp trên ñất

ướt khi bị trồng trong ñiều kiện khô hạn sẽ dễ nhiễm bệnh virus Alome

bobone với mức ñộ rất nặng, còn trong ñiều kiện tối ưu thì một số kiểu gen lại

rất chống chịu và thậm chí có thể tự hồi phục khi ñã bị nhiễm bệnh Tuy nhiên, ñối với bệnh sương mai thì hoàn toàn khác, triệu chứng trên những cây

dễ nhiễm sẽ lại càng nặng lên trong ñiều kiện ñất ẩm ướt

Nhóm các nguồn gen thích ứng trên ñất khô (dryland) ñược phân ra 2 nhóm: nhóm giống thích nghi với ñất bằng phẳng và nhóm giống thích nghi trồng trên ñất dốc Thuật ngữ “ñất khô” không bao gồm ñất quá khô bởi lẽ khoai môn - sọ không thể sinh trưởng và phát triển ñược trong ñiều kiện khô cằn Bản chất sinh học của khoai môn - sọ ñòi hỏi phải tiêu thụ hàm lượng nước tương ñối cao Hầu hết các kiểu gen của loài khoai này ñều ñòi hỏi một

sự cung cấp nước tối thiểu Ví dụ giống khoai sọ lủi trồng ở Bắc Giang phát triển tốt cho năng suất cao nếu ñược thường xuyên cung cấp nước ñể giữ ẩm

Lý do là sự cung cấp nước sẽ làm cho ñất có thêm ôxy và giữ cho ñất có nhiệt

ñộ thấp

Nhóm các nguồn gen thuộc kiểu gen trung gian thích ứng ñược với ñiều kiện ẩm trung bình Ở kiểu gen này có một số giống rất khó phân biệt với các giống của 2 nhóm trên bởi vì chúng có thể sinh trưởng tốt trên cả loại ñất ướt hoặc ñất khô trung bình Theo nghiên cứu của Viện KHKT Nông nghiệp Việt