đánh giá khả năng kháng bệnh mốc sương và các đặc tính nông sinh học của các con lai soma khoai tây sau dung hợp tế bào trần

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ------ ðÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH MỐC SƯƠNG VÀ CÁC ðẶC TÍNH NÔNG SINH HỌC CỦA CÁC CON LAI SOMA KHOAI TÂY SAU DUNG HỢP TẾ BÀO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-
-

ðÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH MỐC SƯƠNG VÀ CÁC ðẶC TÍNH NÔNG SINH HỌC CỦA CÁC CON LAI SOMA KHOAI TÂY SAU DUNG HỢP TẾ BÀO TRẦN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI – 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-
-

ðÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH MỐC SƯƠNG VÀ CÁC ðẶC TÍNH NÔNG SINH HỌC CỦA CÁC CON LAI SOMA KHOAI TÂY SAU DUNG HỢP TẾ BÀO TRẦN

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC

MÃ SỐ: 60.42.02.01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

GS.TS NGUYỄN QUANG THẠCH

HÀ NỘI – 2013

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan, kết quả và số liệu nghiên cứu trình bày trong luận văn là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam ñoan, mọi sự giúp ñỡ trong việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Phạm Thị Hồng Thái

LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành luận văn này, ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi

ñã nhận ñược rất nhiều sự quan tâm giúp ñỡ nhiệt tình của các thầy cô, những lời ñộng viên giúp ñỡ của bạn bè và người thân

Nhân dịp này, tôi xin trân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong khoa Công nghệ sinh học ñã trực tiếp giảng dạy, trang bị cho tôi những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường ðặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Quang Thạch; NCS Hoàng Thị Giang là những người ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ và ñộng viên tôi trong quá trình thực hiện ñề tài và hoàn thiện luận văn

Tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo khoa sau ñại học, các cán bộ trong phòng Công nghệ sinh học khoai tây-Viện sinh học nông nghiệp ñã giúp ñỡ

và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện ñề tài tại Viện

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn ñến các bạn ñồng nghiệp, và người thân trong gia ñình ñã ñộng viên giúp ñỡ và tạo ñiều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập và hoàn thành tốt luận văn này./

Hà Nội ngày 15 tháng 9 năm 2013

Học viên

Phạm Thị Hồng Thái

MỤC LỤC

1.2 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và trong nước 7

1.3 Những nghiên cứu về nấm mốc sương Phytopthora infestans

(Mont.) de Bary (P.I.) và bệnh mốc sương trên cây khoai tây 11

1.4.1 ðặc ñiểm xâm nhiễm của nấm Phytopthora infestans 24

1.4.2 Cơ sở phân tử của tính kháng bệnh mốc sương do nấm

1.4.3 Các nghiên cứu về gen kháng bệnh mốc sương trên cây khoai tây 28

2.3.3 Phương pháp phân lập nấm Phytopthora infestans và chuẩn bị

2.3.4 Phương pháp lây nhiễm nhân tạo trên lá tách rời –detached –

2.3.5 Phương pháp lây nhiễm nhân tạo trên các lát cắt củ -“Tuber slice test” 39

2.3.6 Phương pháp ñánh giá sự có mặt của các gen kháng bệnh mốc

2.3.7 Các chỉ tiêu ñánh giá ñặc tính nông sinh học của con lai soma và

3.1 Kết quả phân lập mẫu nấm mốc sương phục vụ lây nhiễm nhân tạo 45

3.2 Kết quả ñánh giá ñặc tính kháng/nhiễm của các con lai soma và

các dòng/giống khoai tây bố mẹ bằng phương pháp lây nhiễm

3.2.1 Kết quả ñánh giá khả năng kháng /nhiễm bệnh mốc sương của

các con lai soma và các dòng/giống khoai tây bố mẹ bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo trên lá ñơn tách rời 48

3.2.2 Kết quả ñánh giá khả năng kháng/ nhiễm bệnh mốc sương của

các các con lai soma và các dòng/ giống khoai tây bố mẹ bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo trên lát cắt củ (tuber slice test) 52

3.3 Kết quả ñánh giá sự có mặt của gen kháng mốc sương RPi bằng

3.3.1 Kết quả chiết tách và ñiện di kiểm tra ADN tổng số 56

3.3.2 Kết quả chạy PCR với các cặp mồi kháng bệnh mốc sương 57

3.4 Kết quả ñánh giá các tính trạng nông sinh học của các con lai

3.4.1 Kết quả ñánh giá khả năng sinh trưởn, phát triển, khả năng cho

chọn lọc, ra hoa của các con lai soma và các dòng/giống khoai

3.4.2 Kết quả ñánh giá các yếu tố hình thành năng suất, phẩm chất củ

thu ñược của các dòng/giống khoai tây bố mẹ và con lai soma 64

3.4.3 Kết quả ñánh giá chỉ tiêu hình thái củ của các dòng/giống bố mẹ

3.4.4 Phân tích một số chỉ tiêu hóa sinh ñánh giá chất lượng củ của các

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

2.1 Các giống/dòng khoai tây trồng, dại ñược chọn là cây bố mẹ 33

2.2 Các dòng con lai soma giữa các dòng khoai tây dại và các giống

2.3 Các cặp mồi ñược sử dụng trong thí nghiệm xác ñịnh sự có mặt

3.1 ðặc ñiểm riêng biệt và chỉ tiêu theo dõi của bào tử nấm

3.2 Kết quả ñánh giá tính kháng bệnh mốc sương của các con lai soma

và dòng bố mẹ bằng lây nhiễm nhân tạo trên lá ñơn tách rời 49

3.3 Kết quả ñánh giá tính kháng bệnh mốc sương của các con lai

soma và dòng bố mẹ bằng lây nhiễm nhân tạo trên lát cắt củ 53

3.4 Các con lai soma cho mức kháng trong thí nghiệm ñánh giá lây

3.5 Bảng tổng hợp sự có mặt của gen kháng mốc sương của các con

3.6 Kết quả ñánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, khả năng cho

chọn lọc, ra hoa của các con lai soma và các dòng/giống khoai

3.7 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất củ của các

3.8 Kết quả ñánh giá chỉ tiêu hình thái củ của các con lai soma và

3.9 Kết quả ñánh giá một số chỉ tiêu hóa sinh của các dòng/giống

DANH MỤC HÌNH

1.1 Thành phần dinh dưỡng của củ khoai tây luộc và nướng 6

1.2 Sơ ñồ tạo giống khoai tây sử dụng tổng hợp kỹ thuật 21

3.1 Lát củ mang triệu chứng bệnh mốc sương sau khi ñược lây

3.2 Bọc ñộng bào tử và cành bọc ñộng bào tử khi quan sát dưới kính

3.3 Triệu chứng Phytophthora infestans xuất hiện trên các lá ñơn

3.4 Hình ảnh lát cắt củ của một số dòng con lai soma sau lây nhiễm

3.7 Thí nghiệm ñánh giá ñặc tính sinh trưởng phát triển của các dòng

3.8 Màu sắc hoa của 2 giống có khả năng ra hoa cao của con lai

2195/2 của tổ hợp Delikat + pnt 2G; 2292/4 của tổ hợp lai

3.9 Hình ảnh số củ thu ñược trên 1 khóm của một số tổ hợp con lai soma 67

3.10 Hình ảnh về ñặc ñiểm hình thái củ của 1 số tổ hợp lai 69

3.11 Hình ảnh về ñặc ñiểm hình thái củ của 1 số tổ hợp lai có con lai

MỞ đẦU

1 đặt vấn ựề

Cây khoai tây (Solanum tuberrosum) có nguồn gốc ở dãy núi Andes

Nam Châu Mỹ, là loại cây thuộc họ cà với ựặc ựiểm thời gian sinh trưởng ngắn, dễ thắch ứng với nhiều vùng khắ hậu và là một loại cây lương thực có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao trong nền kinh tế quốc dân của nhiều nước trên thế giới và là cây trồng lý tưởng cho vụ ựông ở Việt Nam

Ở Việt Nam, nhu cầu sử dụng khoai tây làm thực phẩm ngày càng tăng, ngành chế biến khoai tây ựang phát triển mạnh mẽ và là hướng ựi tiềm năng trong công nghiệp thực phẩm ở nước ta Tuy nhiên vấn ựề sản xuất khoai tây

ở Việt Nam ựang gặp nhiều trở ngại do trong quá trình canh tác thì khoai tây

là ựối tượng của rất nhiều loài sâu bệnh hại làm giảm năng suất và chất lượng cây trồng Củ thu hoạch chưa ựáp ứng ựược yêu cầu của giống khoai tây chế biến Và bệnh hại nghiêm trọng bậc nhất trên cây khoai tây là bệnh mốc

sương do nấm Ờ Phytophthora infestans (Mont) de Bary (P.I) gây ra Bệnh dễ

dàng bùng phát thành dịch gây tổn hại nghiêm trọng ở các vùng trồng khoai tây trên khắp thế giới Ở nước ta, bệnh mốc sương cũng thường xuyên xuất hiện và gây hại ở hầu hết các vùng trồng chắnh như vùng ựồng bằng sông Hồng, đà Lạt, Sơn La

Nghiên cứu chọn tạo giống khoai tây kháng ựược bệnh mốc sương ựược xem là giải pháp hữu hiệu và bền vững trong việc khắc phục bệnh hại nguy hiểm này Tuy nhiên, ựặc tắnh kháng bệnh mốc sương khoai tây do ựa gen quy ựịnh, việc sử dụng các kỹ thuật chọn tạo truyền thống gặp rất nhiều khó khăn Gần ựây, sự phát hiện các dòng khoai tây dại có ựặc tắnh kháng bệnh mốc sương ựã mở ra những triển vọng mới mẻ và khả thi cho công cuộc chọn tạo giống khoai tây kháng bệnh mốc sương ựang có nhiều khó khăn Các nhà khoa học ựã có trong tay nguồn vật liệu kháng bệnh mốc sương hết sức

quý giá Thế nhưng, do các dòng khoai tây dại là các thể nhị bội (2n = 2x) còn các giống khoai tây trồng lại là thể tứ bội (2n =4x) và ở các chi, loài khác nhau nên việc lai tạo hữu tắnh nhằm chuyển ựặc tắnh kháng bệnh mốc sương

từ khoai tây dại sang khoai tây trồng là bất khả thi Trong bối cảnh này việc lựa chọn kỹ thuật dung hợp tế bào trần giữa khoai tây dại và khoai tây trồng là cách tiếp cân sáng suốt, mới mẻ và khả thi Con ựường dung hợp protoplast là con ựường có hiệu quả nhất ựể khắc phục ựược khó khăn trong quá trình lai tạo hữu tắnh khác loài hoặc khác chi Kỹ thuật này cũng cho phép tạo ra sự tái

tổ hợp gen ở những loài xa nhau ựể tạo ựược con lai soma mang những ựặc tắnh của cả dòng bố và mẹ ựược dung hợp

Theo cách tiếp cận trên, trong khuôn khổ ựề tài hợp tác với Viện JKI Cộng hòa Liên bang đức,Viện Sinh học Nông nghiệp Trường đại học nông nghiệp Hà nội ựã tiến hành dung hợp tế bào trần giữa các dòng khoai tây dại với các giống khoai tây trồng nhằm tạo ra các dòng khoai tây vừa phù hợp với yêu cầu chế biến vừa có khả năng kháng bệnh mốc sương làm vật liệu khởi ựầu cho việc phát triển tạo giống khoai tây chế biến kháng bệnh mốc sương Các nghiên cứu về dung hợp tế bào trần của Viện Sinh học nông nghiệp ựã ựạt ựược các kết quả có ý nghĩa, tạo ựược hàng loạt các dòng con lai soma Công việc bắt buộc phải tiến hành tiếp theo là việc ựánh giá khả năng chuyển ựặc tắnh kháng bệnh từ các dòng khoai tây dại cho khoai tây trồng cũng như các ựặc tắnh nông sinh học của các con lai soma thu ựược Trên cơ sở này sẽ giới thiệu ựược các vật liệu khởi ựầu quan trọng cho chương trình phát triển tạo giống khoai tây kháng bệnh mốc sương và mang những ựặc tắnh nông sinh học (năng suất, phẩm chất) mong muốn với những lý do trên chúng tôi ựã

ựược giao thực hiện ựề tài:Ộđánh giá khả năng kháng bệnh mốc sương và ựặc tắnh nông sinh học của các con lai soma khoai tây sau dung hợp tế bào trầnỢ

2 Mục ựắch, yêu cầu

2.1 Mục ựắch

Sử dụng phương pháp lây nhiễm nhân tạo kết hợp với chỉ thị phân tử ựể ựánh giá ựược khả năng chuyển ựặc tắnh kháng bệnh mốc sương từ khoai tây dại sang khoai tây trồng qua dung hợp tế bào trần, ựồng thời ựánh giá các ựặc tắnh sinh trưởng, phát triển, năng suất, phẩm chất củ của các con lai soma nhằm chọn lọc ựược các dòng con lai có triển vọng phục vụ cho chương trình chọn tạo giống

2.2 Yêu cầu

Phân lập và chuẩn bị nguồn mẫu bệnh mốc sương Phytopthora infestans

tại Việt Nam nhằm phục vụ các thắ nghiệm lây nhiễm nhân tạo

đánh giá ựược ựặc tắnh kháng mốc sương của các con lai soma và các dòng/giống khoai tây bố mẹ qua lây nhiễm nhân tạo trên các lá ựơn tách rời

và trên các lát cắt củ

đánh giá ựược sự có mặt của các gen kháng mốc sương của một số dòng con lai soma và các dòng/giống khoai tây bố mẹ bằng chỉ thị phân tử đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển, hình thành năng suất, chất lượng của các con lai soma và các dòng/giống khoai tây bố mẹ trong ựiều kiện chậu vại

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Thông tin chung về cây khoai tây

1.1.1 Nguồn gốc

Khoai tây là loại cây trồng cổ ựại Theo các bằng chứng về khảo cổ học, lịch sử và thực vật học cho biết trung tâm khởi nguyên cây khoai tây thuộc vùng Nam Mỹ, gần hồ Titicaca giữa ranh giới Peru và Bolivia Ngày nay, nhiều loại khoai tây dại còn tồn tại ở ựây, ựặc biệt ở dãy Andes (Salama

Ở Việt Nam, khoai tây ựược người Pháp ựưa vào trồng năm 1890 ở một số vùng: Tú Sơn Ờ Hải Phòng, Trà Lĩnh Ờ Cao Bằng (1907), Thường Tắn Ờ Hà Tây (Hồ Hữu An, 2005) Hiện nay, khoai tây ựược trồng tập trung chủ yếu ở đồng Bằng Sông Hồng, Sapa, đà Lạt những vùng có khắ hậu mát mẻ,

ôn hòaẦ (đỗ Kim Chung, 2003)

1.1.2 Phân loại

* Khoai tây (Solanum tuberosum L.) thuộc:

Loài S tuberosum,

Chi Solanum,

Trong chi này có khoảng trên 200 loài ñược phân bố khắp thế giới Sự

ña dạng về loài, giống tập trung chủ yếu ở vùng Trung – Nam Mỹ và

Australia cùng với loài S tuberosum có khoảng 7 loài trồng trọt khác

Có nhiều cách ñể phân loại khoai tây; dựa vào ñặc ñiểm hình thái thân,

lá, hoa…hay số lượng nhiễm sắc thể…Theo J.G Hawkerkks (1991), khoai tây ñược phân thành 18 nhóm, trong ñó có 68 loài dại, chỉ có 8 loài trồng trọt, ñược chia thành 4 nhóm chủ yếu dựa vào số lượng NST (PGS TS Tạ Thu Cúc, 2007)

• Nhóm 1: Diploid: 2n = 2x = 24

S arjanhuiri juz.et Buk

S gomiocalyx juz.et Buck

S stenotomum Juz.et Buk

S phueja Juz.et Buk

Trong các loài trên, loài S phueja Juz.et Buk có ý nghĩa lớn nhất với

Subspecies tuberosum

Subspecies Vaifgena (juz Et Buk) Hawkes

• Nhóm 4: Pentaploid: 2n = 5x = 60

Có 1 loài là : S curtilobum juz et Buk

1.1.3 Tầm quan trọng của cây khoai tây

Khoai tây ñược ví như kho báu ngoài yếu tố thuộc nhóm thực phẩm cao cấp, ngoài thành phần dinh dưỡng trong củ phong phú và ña dạng bao gồm: tinh bột, protein, lipit, các loại vitamin (B1, B2, B3, B6, PP, C), các chất khoáng, các axitamin tự do Thì nó cũng có nhiều tính chất ñáng quý khác như: dễ trồng, dễ mọc, không ñắt, chất lượng cao,… phong phú về giá trị sử dụng: chế biến ñược nhiều món ăn, làm thuốc chữa bệnh (bệnh viêm loét dạ dày, hành tá tràng, bệnh thần kinh, bỏng, quai bị

Khoai tây là cây dễ thích nghi, năng suất cao, thích ứng với chi phí ñầu vào thấp Mọi bộ phận trên củ khoai tây ñều có giá trị dinh dưỡng, thành phần dinh dưỡng trong 100 gam củ khoai tây sau khi luộc cả vỏ và nướng:

Hình 1.1 Thành phần dinh dưỡng của củ khoai tây luộc và nướng

Theo nguồn: United States Department of Agriculture, National Nutrient Database, năm 2008

Bên cạnh giá trị lương thực, thực phẩm, thức ăn gia súc, khoai tây còn

là nguồn nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp (Nguyễn Quang Thạch, 2003), nguyên liệu trong ngành dược phẩm, cũng như sử dụng khoai tây làm

mỹ phẩm (ðỗ Kim Chung, 2003) Do ñó khoai tây ñược khẳng ñịnh là rất

quan trọng ñối với con người Khoai tây ñã trở thành cây trồng lương thực quan trọng ñược nhiều quốc gia lựa chọn, với diện tích trồng ngày càng mở rộng và năng suất, chất lượng ngày càng tăng nhất là ở các nước ñang phát triển và chậm phát triển

1.2 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và trong nước

1.2.1 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới

Vào thế kỷ XIX, khoai tây thực sự ñược trồng phổ biến ở các châu lục với khoảng 150 nước Ngày nay, khoai tây ñược trồng chủ yếu ở khu vực Châu Á, Châu Âu cho năng suất và sản lượng lớn

Bảng 1.1 cho thấy, diện tích trồng khoai tây ở Trung Quốc lớn nhất khoảng 5.077.504 (ha), thứ hai là Nga với diện tích 2.109.100 (ha) và khoai tây ñược trồng ít nhất ở Hà lan vào khoảng 156.969 (ha) Nhưng năng suất khoai tây lớn nhất là ở Mỹ ñạt 44,3 (tấn/ha), sau ñó là Hà Lan ñạt 43,6 (tấn/ha), ñứng thứ 3 là ðức 40,00 (tấn/ha)

Do ñó, khoai tây chính là cây trồng giàu tiềm năng phát triển trong tương lai, với diện tích trồng ngày càng ñược mở rộng và năng suất, chất lượng khoai tây ngày càng tăng, nhất là ở các nước ñang phát triển

Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng khoai tây các khu vực trên thế

giới năm 2011 (FAOSTAT)

(ha)

Sản lượng (tấn)

Năng suất (tấn/ha)

74.799.084 42.339.000 21.140.500 18.705.000 18.016.200 10.201.900 8.765.960 7.930.000 7.831.110 6.843.530 113.474.825

14,7 22,7 10,0 13,3 44,3 40,0 17,9 18,2 21,4 43,6 18,7

Khoai tây có nguồn gốc từ Nam Mỹ sau ñó mở rộng sang các nước phát triển Theo các chuyên gia nhận ñịnh: Khoai tây chính là cây lương thực của tương lai dành cho những nước nghèo và nước ñang phát triển Khi giá lúa gạo và lúa mỳ tăng lên, lúc này khoai tây ñược phát hiện là nguồn cây trồng giàu dinh dưỡng cho những nước ñó với giá rất rẻ (FAO, 2006) Mặt khác “Khoai tây là cây trồng tạo ra khối lượng sinh học và năng lượng nhiều hơn bất kỳ một loại cây trồng lương thực nào (trừ lúa gạo, ngô, lúa mỳ) trong thời gian ngắn trên cùng một ñơn vị diện tích” (FAO, 2005)

Do ñó, khoai tây chính là cây trồng giàu tiềm năng phát triển trong tương lai, với diện tích trồng ngày càng ñược mở rộng Ở các nước ñang phát triển có diện tích trồng lớn nhưng năng suất kém một phần là do nguồn giống

không ñảm bảo chất lượng, củ giống không rõ nguồn gốc, dễ bị nhiễm bệnh nhất là bệnh virus sau vài năm trồng, dẫn ñến sự thoái hóa củ giống nghiêm trọng ảnh hưởng ñến năng suất và chất lượng củ Do vậy, các nhà nghiên cứu ñang xây dựng chiến lược sản xuất củ giống sạch bệnh và có phẩm chất tốt phục vụ sản xuất khoai tây thương mại

1.2.2 Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam

Ở Việt Nam, khoai tây do người Pháp ñưa vào năm 1890, sau ñó ñược trồng rộng rãi và tập trung chủ yếu ở lưu vực ðồng Bằng Sông Hồng Trong những năm gần ñây, sản xuất khoai tây ở nước ta ñã có những bước tiến triển ñáng kể về diện tích cũng như năng suất, chất lượng củ

Bảng 1.2: Diện tích, năng suất và sản lượng khoai tây của Việt Nam

giai ñoạn 2006 - 2010 (FAOSTAT)

Chỉ tiêu

Năm

Diện tích (hecta)

Sản lượng (tấn)

Năng suất (tấn/ha)

lượng khoai tây của nước ta ñạt mức 12 tấn/ha, tuy nhiên mức sản lượng này

so với sản lượng trung bình của thế giới (17,4 tấn/ha) vẫn còn thấp (Châu Phi có sản lượng trung bình 12,2 tấn/ha) Như vậy theo thời gian cây khoai tây ñã và ñang khẳng ñịnh vị trí của mình, dần trở thành cây trồng quan trọng trong cơ cấu nông nghiệp của nước ta

Vấn ñề khó khăn nhất hiện nay ñối với ngành sản xuất khoai tây ñó là công tác giống Hiện giống khoai tây ở trong nước mới chỉ ñáp ứng từ 20 – 25% nhu cầu, số còn lại phải nhập khẩu từ Trung Quốc, Hà Lan…

Hiện nay, giống khoai tây mà người dân sử dụng hầu hết do nông dân tự duy trì từ vụ này sang vụ khác hoặc giống do người dân tự mua không rõ nguồn gốc, do vậy mà giống không những bị thoái hóa mà còn có tỷ lệ nhiễm virus cao từ 54 – 65% cộng với hao hụt trong bảo quản từ 45 – 60% Khoai tây trồng chủ yếu bằng con ñường nhân giống vô tính nên tỷ lệ tái nhiễm virus cao Hơn nữa trong ñiều kiện sản xuất ở Việt Nam, củ giống bảo quản trong thời gian dài khoảng 9 tháng (từ tháng 2 – tháng 10), ñiều kiện nóng ẩm của mùa hè

củ giống bị già sinh lý nhanh chóng, khi trồng khả năng sinh trưởng kém, hậu quả là năng suất và chất lượng củ thấp

Mặt khác việc sản xuất và cung ứng giống khoai tây ở Việt Nam còn nhỏ

lẻ, chưa mang tính hệ thống Trước tình hình ñó cần xây dưng các chương trình nhân tạo giống khoai tây sạch bệnh, có chất lượng và phẩm chất tốt phục vụ bà con nông dân

Trong giai ñoạn hiện nay, cây khoai tây rất ñược chú trọng trong công tác nhập nội, chọn lọc và lai tạo dòng ñặc biệt là việc sử dụng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào và dung hợp tế bào trần Vì vậy, trong những năm gần ñây diện tích trồng khoai tây ñược mở rộng nhanh chóng và khoai tây trở thành cây trồng chính trong vụ ñông, là cây quan trọng ở nước ta

1.3 Những nghiên cứu về nấm mốc sương Phytopthora infestans (Mont.)

de Bary (P.I.) và bệnh mốc sương trên cây khoai tây

Bệnh hại trên khoai tây rất ña dạng về thành phần và nguyên nhân gây bệnh Trong sản xuất, khoai tây bị rất nhiều dịch hại tấn công như: nấm, vi khuẩn, virus, tuyến trùng… Thành phần bệnh trên cũng khá ña dạng: bệnh mốc sương, bệnh héo rũ gốc mốc trắng, bệnh héo vàng, bệnh ñốm lá, bệnh héo rũ vi khuẩn, bệnh xoăn lá do virus, bệnh sưng rễ do tuyến trùng nốt

sưng… Trong ñó bệnh mốc sương do nấm Phytopthora infestans gây ra là

bệnh gây hại nghiêm trọng bậc nhất, ñặc biệt nếu bùng phát thành dịch sẽ rất nguy hiểm ở các vùng chuyên canh

1.3.1 Giới thiệu về nấm Phytopthora infestans

Bệnh mốc sương khoai tây, cà chua do nấm Phytopthora infestans gây

ra là một trong những bệnh ñược nghiên cứu nhiều nhất, với lịch sử nghiên cứu dài nhất, tuy vậy cho ñến nay bệnh vẫn là một trong những bệnh hại nguy hiểm nhất trong lịch sử nhân loại

Có nhiều tác giả nghiên cứu về trung tâm phát sinh của nấm

Phytopthora infestans nhưng vẫn chưa có kết luận chính xác về trung tâm

phát sinh của loài nấm này Theo những nghiên cứu của những nhà khoa học ñầu tiên nghiên cứu về bệnh này là Berkelay và De Bary thì trung tâm phát sinh của bệnh là dãy Andes Nam Mỹ, ñây cũng là trung tâm phát sinh của khoai tây – kí chủ chính của nấm mốc sương Reddick (1939) cho rằng nấm mốc sương có trung tâm phát sinh ở cao nguyên miền trung Mexico Các nghiên cứu gần ñây về trung tâm phát sinh của bệnh này cho rằng Mexico là

trung tâm ña dạng sinh học của loài nấm Phytopthora infestans nhưng vẫn

chưa kết luận rằng Mexico hay dãy Andes là trung tâm phát sinh của loài nấm này (Abad, 1998) Mizubuti và Fry (2006) cũng kết luận rằng Mexico là trung tâm ña dạng sinh học của nấm mốc sương Mexico cũng là nơi ñầu tiên phát hiện ra chủng nấm A2 Chủng quần ở hầu hết các nước trên thế giới là vô tính,

phần lớn thuộc vào chủng nấm A1 (Goodwin et all, 1994) trong khi ñó tại trung tâm ña dạng sinh học này xuất hiện hai loại chủng nấm A1 và A2 với tỷ lệ ngang bằng nhau (Gallegly và Ganlido, 1958; Tooley et all, 1985; Nierderhauster, 1991) tạo ra một quần thể nấm hữu tính (Tooley et all, 1985; Fernandez-pavia, 2004) hoàn toàn khác biệt với quần thể nấm khác trên thế giới (B M Cooke, D Gareth Jones, B Kaye, 2006)

Cùng với cây khoai tây, bệnh mốc sương từ trung tâm ña dạng sinh học

ở Mexico ñã lan truyền ra khắp các vùng trồng khoai trên thế giới Có nhiều giả thiết khác nhau về con ñường phát tán của bệnh ra các vùng trồng khoai tây ở Mỹ và Châu Âu vào thập niên 40 của thế kỷ 19 Giả thuyết thứ nhất là bệnh nan truyền từ Mexico tới Mỹ sau ñó lan truyền tới Châu Âu (Fry, 1993); giả thuyết thứ 2 là bệnh lan truyền từ dãy Andes tới Mỹ và Châu Âu (Toolay, 1989); giả thuyết thứ 3 là bệnh lan truyền từ trung Mexico tới Andes sau ñó lân truyền tới Mỹ và Châu Âu (Andrivon, 1996) Bệnh xuất hiện ñầu tiên ở phía ñông nước Mỹ (Fry et all, 2002) Có những bằng chứng về sự xuất hiện của bệnh ở phía nam nước Mỹ vào năm 1842 trong củ khoai tây dại, cùng thời ñiểm này cũng có nhiều ghi nhận bệnh mốc sương trên khoai tây tại các nước Châu Âu Năm 1841 bệnh ñược ghi nhận tại một số vùng ở Nauy (Westrern),

Bỉ Năm 1842 bệnh xuất hiện ở 6 nước thuộc Châu Âu là: Bỉ, Hà Lan, ðức, ðan Mạch, Ireland, Anh, Scotland Con ñường lan truyền sang Châu Âu ñược cho là thông qua củ khoai tây bị bệnh vì các vật liệu mang bệnh khác như lá, thân rất nhanh bị mục nát do vận chuyển Nguồn mốc sương lan truyền chủ yếu

là từ Mỹ vì tại Mexico vào thế kỷ 19 khoai tây không phải loại lương thực ñược trồng rộng rãi Cùng với sự phát tán của khoai tây tới các vùng trồng trọt

ở Châu Âu và Châu Mỹ một thời gian ngắn sau bệnh mốc sương cũng nhanh chóng lan truyền và gây hại nặng ở các vùng trồng trọt này Bệnh mốc sương

ñã gây ra mất mùa khoai tây ở vụ ñông năm 1845 và năm 1846 tại Ireland làm hơn 1,5 triệu người chết ñói và gần 1 triệu người chết trong khi di cư sang Mỹ

ñể tránh nạn ñói này Bệnh mốc sương cũng gây nạn ñói thứ 2 xảy ra ở nước ðức năm 1919 (Leontine Colon, Bent J Nielsen and Ulrich Darsow, 2004)

Nấm Phytopthora infestans thuộc họ Pythiacease lớp nấm trứng

(Oomycetes), bộ nấm sương mai (Peronosporales) lớp nấm này thuộc một giới (Kingdom) khác hẳn với nấm thật (true fungi), thực vật, ñộng vật và procaryote Một số tác giả cho rằng lớp nấm trứng thuộc về giới Protoctista một số khác thì cho rằng nó thuộc giới Chromista

Nấm gây hại trên khoai tây, cà chua tạo ra các triệu chứng ña dạng tùy thuộc vào giống và ñiều kiện thời tiết Trên lá bệnh lúc ñầu chỉ là những ñiểm nhỏ màu xanh tái hình dạng không ñều sau biến thành màu nâu và xanh nhạt, vết bệnh không có giới hạn rõ rệt (Stevenson, 1993) Lúc ñầu bệnh thường xuất hiện ở mép lá, cuống lá sau ñó lan rộng vào phiến lá tạo những ñám mô

bị thối nâu, khi trời ẩm ướt mặt dưới lá chỗ có vết bệnh xuất hiện lớp nấm trắng xốp như sương muối (Drenth, Janssen và Govers, 1995) ñó là ñám cành bào tử phân sinh và bào tử phân sinh của nấm gây bệnh Còn ở trên thân, bị bệnh từng ñoạn dài, vỏ và ruột phần thân thối ướt màu nâu ñen Chỗ bị bệnh nhỏ tóp lại có khi chỉ một phía thân bị thối Khi ẩm ướt, trên vết bệnh có lớp nấm trắng như sương muối bao phủ, khi thời tiết khô vết bệnh tóp lại Cành thân bị bệnh dễ bị gãy gục

Trên củ khoai tây bị bệnh, vết bệnh thường bị nhầm lẫn với một số bệnh thối củ do vi khuẩn, mặt củ có vết màu nâu lõm xuống, to nhỏ khác nhau Khi cắt ngang củ ở chỗ bị bệnh, từ ngoài vỏ vào trong ruột có thấy màu nâu xám lan rộng vào phía trong ðể trong ñiều kiện 200C và ẩm ñộ bão hòa

sẽ thấy xuất hiện lớp nấm trắng mịn trên phần bị bệnh Theo Vander Zaang (1994) sự lây nhiễm trên củ thường ở các vết sần, mắt củ, khe nứt trên vỏ củ

Sự lây nhiễm có thể xảy ra ở giai ñoạn trồng hay thu hoạch củ

Về ñặc ñiểm phát sinh và gây bệnh, nấm có thể phát triển trong khoảng nhiệt ñộ 4 – 260C nhưng tối thích ở khoảng 16 – 200C, ñộ ẩm thích hợp là từ

91 – 100% (Jean, 1985) Bào tử nấm có kích thước trung bình khoảng 36 x 22

µm – 29 x 19 µm (Erwin và Ribeiro, 1996) [19], ñường kính sợi nấm từ 3,5 – 4,0 µm, khi nuôi cấy trên môi trường nhân tạo có thể ñạt kích thước từ 7,0 –

16 µm Trên mô bệnh nấm hình thành các bào tử phân sinh hình ovan, elip hoặc hình quả chanh yên, bào tử ngắn, ñỉnh bào tử có núm nhỏ, kích thước bào tử khoảng 29 – 36 µm x 19 – 22 µm (Stevenson, 1993)

Nấm kí sinh chuyên tính nhưng vẫn có khả năng sống trên một số môi trường dinh dưỡng nhân tạo như: Soybean agar, carrot agar, rye agar, PDA, Bean agar, V8, CMA, Lima vean agar, Pea agar… (Sato & Kato, 1993; Erwin

& Ribeio, 1996; Hartman, 1995)

Nấm mốc sương có chu kì phát triển hoàn toàn với hai giai ñoạn sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính Sinh sản vô tính bằng bào tử phân sinh (Croisier, 1934), dưới hai hình thức nảy mầm trực tiếp và nảy mầm gián tiếp thông qua bào tử ñộng (hình thành trong ñiều kiện lạnh, có giọt nước) Nấm mốc sương có 2 chủng nấm A1, A2 và một số dạng hữu tính Sinh sản hữu tính phần lớn xảy ra ở các vùng lạnh ẩm, và có ñủ cả 2 chủng nấm A1, A2 hoặc có dạng hữu tính, lúc này sẽ sinh ra bào tử trứng Bào tử trứng ñược hình thành khi có sự kết hợp giữa A1 và A2 ở cạnh nhau, cơ quan sinh sản trên sợi nấm là bao trứng (Oogonium), và bao ñực (Antheridium) Sau khi giao phối, nhân của bao ñực dồn sang bao trứng thụ tinh hình thành bào tử trứng lưỡng bội (Oospore) với kích thước khoảng 31 x 50 µm Khi ở vùng khí hậu không thuận lợi cho sự hình thành bào tử trứng hoặc chỉ có 1 trong 2 chủng nấm thì nấm mốc sương chỉ sinh sản theo kiểu vô tính

Khả năng tồn tại của bào tử vô tính cũng ñã ñược nhiều tác giả nghiên cứu Bào tử và sợi nấm gần như không có khả năng qua ñông Bào tử có thể tồn tại từ vài ngày tới vài tuần trong ñất ẩm (Adrivon, 1995) nhưng không có khả năng tồn tại trong thời gian rất dài ñặc biệt là không có khả năng sống sót trong ñất khô (Fernandez, 2004) Tuy vậy khi bào tử hoặc sợi nấm nếu ñã tấn

công và kí sinh vào củ khoai tây thì lại có khả năng qua ñông cao Khoai tây

bị bệnh ở trong ñiều kiện kho chứa có khống chế nhiệt ñộ, trong các ñiều kiện bảo quản thông thường hay các củ khoai tây nằm trong vùng ñất không bị ñóng băng ñều là nguồn bệnh cho mùa vụ sau (Kirk, 2001) Theo nghiên cứu của Kirk (2003) sợi nấm và bào tử khi ñược nuôi cấy và bảo quản trong môi trường nhân tạo vẫn có khả năng chịu ñược nhiệt ñộ thấp Khi nhiệt ñộ môi trường -20 tới -100C sợi nấm chỉ có khả năng tồn tại trong 1 giờ Khi nhiệt ñộ môi trường -5 ñến -30C trong 24 giờ nấm vẫn có khả năng lây nhiễm Sau khi ñặt ở nhiệt ñộ 00C khả năng gây bệnh của nấm không bị ảnh hưởng Nấm có thể tồn tại ở nhiệt ñộ -30C trong vòng 3 ngày nhưng ở nhiệt ñộ -50C chỉ trong

1 ngày

Bào tử ít có khả năng tồn tại trong không khí (Mizubuti, 2000; Sunseri, 2001) Trong không khí có rất nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng tới khả năng sống sót của bào tử như ñộ ẩm, nhiệt ñộ và ánh sáng mặt trời Theo nghiên cứu của Fry bào tử nấm có thể tồn tại ở ẩm ñộ cao tốt hơn ở ẩm ñộ thấp, nhiệt

ñộ từ 15 – 200C khả năng tồn tại tốt hơn ở 300C Bào tử có thể tồn tại từ 2 ñến

6 giờ ở nhiệt ñộ từ 15 - 300C ñộ ẩm tương ứng từ 40 – 88% (Fry, 1981) Ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời tới sự nảy mầm của bào tử khá rõ ràng Khi bào

tử chịu sự ảnh hưởng của trực xạ trong 1 giờ ngày nắng tỉ lệ nảy mầm có thể giảm 30 – 70%

Bao tử có khả năng tồn tại trong nước khá lâu Khi bào tử ở bề mặt ñất bão hòa nước trong ñiều kiện trực xạ có thể tồn tại tới 16 ngày, trong ñiều kiện bóng râm có thể tồn tại 20 ngày Nếu trong ñiều kiện chỉ có nước không

có ñất khả năng sống của bào tử giảm rõ rệt chỉ từ 2 – 6 ngày (Porter và Johnson, 2004)

Chủng nấm A1 phân bố khá rộng rãi Theo thống kê của Cabi 1982 trên thế giới ñã có 121 quốc gia và vùng lãnh thổ có xuất hiện chủng nấm này ðây là chủng nấm ñầu tiên phát tán ra khỏi vùng ña dạng sinh học của nó ở

Mexico Chủng nấm A2 ựược coi là chủng quần mới do tắnh chất mới xuất hiện của chủng quần này trên các vùng trồng khoai tây và cà chua của thế giới Chủng quần A2 theo thống kê của Cabi (1996) ựã xuất hiện ở 21 quốc gia và vùng lãnh thổ trong ựó phần lớn các nước ở Châu Mỹ, Châu Âu tuy vậy ở một số nước Châu Á như Ấn độ, Hàn Quốc, Nhật Bản ựã xuất hiện cả

2 chủng nấm bao gồm A1, A2 Trong những nghiên cứu sau này chủng quần bao gồm cả A1 và A2 còn ựược phát hiện thêm ở Thái Lan, Nepal và Trung Quốc (Koh, 1999; Nishimura, 1999) Ở một số nước Tây Âu, Mỹ, Canada ựã phát hiện giai ựoạn sinh sản hữu tắnh (Drenth, 1996)

Vì nấm mốc sương có tốc ựộ phát triển nhanh và có ảnh hưởng lớn tới năng suất nên việc phòng chống bệnh là hết sức cần thiết Hiện nay phương pháp phòng bệnh thường ựược bà con nông dân sử dụng là phòng trừ bằng thuốc hóa học Thuốc hóa học ựầu tiên ựược sử dụng phòng chống bệnh là các thuốc có chứa ựồng như Boocdo Sau này các thuốc hóa học khác ựược tổng hợp như manconeb có tác dụng ức chế sự phóng bào tử ra khỏi bọc bào tử làm giảm sự xâm nhiễm ban ựầu của nấm Hoạt chất metalaxyl có khả năng ức chế sự hình thành vòi hút cũng như sự phát triển của sợi nấm trong lá Các hoạt chất này mang lại hiệu quả phòng trừ bệnh tương ựối cao như ở miền trung của đài Loan thuốc metalaxyl ựược sử dụng 1 Ờ 2 lần/tuần làm giảm tỉ

lệ bệnh hại và ựồng thời tăng năng suất (Hartman & Huang, 1995) Metalaxyl cũng mang lại hiệu quả cao khi phòng trừ bệnh mốc sương khoai tây, cà chua

ở Hà Lan (Erwin, 1987)

1.3.2 Bệnh mốc sương trên khoai tây

Hơn 400 năm trước, cây khoai tây ựược ựưa ựến châu Âu bởi người Tây Ban Nha và dần thay thế các loại ngũ cốc ựể trở thành cây trồng chắnh ở bắc Âu Nhưng vào thời kì ựó ở bắc Âu chưa có sự xuất hiện của nấm mốc

sương Phytopthora infestans, chúng chỉ xuất hiện sau khi những củ nhiễm

bệnh ựược vận chuyển sang châu Âu [27] Ireland là nước có tốc ựộ phát triển

diện tắch trồng khoai tây mạnh nhất vì vậy cũng trở thành nơi phải gánh chịu hậu quả nặng nề nhất khi dịch mốc sương xảy ra Trong những năm 1840 bệnh mốc sương bùng phát tại châu Âu trở thành nạn dịch tồi tệ nhất trong lịch sử, dịch bệnh ựã gây ra nạn ựói khiến hơn 1,5 triệu người chết và gây hậu quả nặng nề cho nền kinh tế xã hội

Theo các báo cáo gần ựây thì hàng năm kinh tế thế giới thiệt hại khoảng 6,7 tỉ ựô la Mỹ do bệnh mốc sương gây ra Bên cạnh ựó việc kiểm soát bệnh mốc sương rất khó thực hiện do khả năng thay ựổi nhanh chóng của nấm bệnh ựể chống lại các chiến lược kháng của cây trồng (Brian J Haas et

al, 2009)

Tại Việt Nam bệnh mốc sương cà chua, khoai tây (còn ựược gọi là bệnh sương mai, bệnh rám sương, bệnh dịch muộiẦ là một trong những bệnh nhất trên cà chua, khoai tây, bệnh ựặc biệt nghiêm trọng tại các vùng trồng có khắ hậu mát và ẩm như đà Lạt, Sơn LaẦ

Các nghiên cứu trên ựối tượng nấm mốc sương Phytopthora infestans

tại Việt Nam cho thấy bệnh phát triển mạnh trong ựiều kiện ựộ ẩm cao, nhiệt

ựộ ban ựêm tương ựối thấp, nhiệt ựộ ban ngày tương ựối cao Nhiệt ựộ thắch hợp cho bệnh phát sinh ban ựầu vào khoảng 18 Ờ 220C, nếu trong ựiều kiện

ẩm ựộ cao nhưng nhiệt ựộ lại thấp hơn 100C hoặc lớn hơn 280C thì khó có khả năng xuất hiện bệnh trên ựồng ruộng, ẩm ựộ thắch hợp nhất cho bào tử

Phytopthora infestans nảy mầm và xâm nhập vào cây phải ựạt từ 90% cho

ựến ựộ ẩm bão hòa, ẩm ựộ thắch hợp nhất cho sự phát triển bệnh là 76%, ựặc biệt nếu thời tiết có thêm mưa phùn và sương mù thì bệnh sẽ phát triển rất nhanh, cây có thể bị tàn lụi trong vòng từ 7 Ờ 10 ngày (Lê Lương Tề, 2007) Ở ựiều kiện 11 Ờ 180C bào tử phân sinh nảy mầm gián tiếp hình thành bọc bào

tử ựộng, giải phóng ựộng bào tử và hình thành sợi nấm khi nhiệt ựộ > 180C, một bào tử nấm có thể nảy mầm trực tiếp thành ống mầm và phát triển thành sợi nấm

Khi nghiên cứu về ñặc ñiểm nấm Phytopthora infestans, tác giả

Nguyễn Kim Vân (1997) cho rằng nấm có thể phát triển trên môi trường nhân tạo PDA và kích thước của cành bào tử phân sinh biến ñộng trong khoảng 137,8 – 389,6 µm x 5,67 – 7,83 µm Nấm có khả năng phát triển tốt trên môi trường Pea agar nhưng trên môi trường V8 nấm có khả năng sinh bào tử cao hơn (Hoàng Văn Thọ, Ngô Thị Xuyên, 2003)

Nghiên cứu về ñặc tính sinh học của quần thể nấm vào năm 2003 trong toàn bộ 130 isolate nấm thu thập ñược trên cà chua và khoai tây kết quả cho thấy tất cả các chủng ñược thu thập ñều thuộc chủng nấm A1 (Ngô Thị Xuyên, Lê Hồng Vĩnh, 2003) 254 isolate thu thập ñược trong năm 2005 cũng thuộc chủng nấm A1 (Ngô Thị Xuyên, Lê Hồng Vĩnh, 2003) Nghiên cứu về

cấu trúc gen của quần thể nấm Phytopthora infestans tại Việt Nam bằng mt–

ADN haplotype và nhận dạng vùng GR57 cũng khẳng ñịnh rằng chủng quần nấm tại Việt Nam vẫn quần cũ (Ngô Thị Xuyên, Lê Hồng Vĩnh, 2003)

Hiện tại công tác phòng trừ bệnh mốc sương tại Việt Nam vẫn còn gặp rất nhiều khó khăn, chưa ñạt ñược nhiều kết quả Trong ñó vấn ñề khó khăn nhất hiện nay ñối với ngành sản xuất khoai tây như ñã ñề cập ñó là nguồn giống sạch bệnh Nguồn giống khoai tây ở trong nước hiện mới chỉ ñáp ứng ñược 20 – 25% nhu cầu, số còn lại phải nhập khẩu từ Trung Quốc, Hà Lan…

Giống khoai tây mà người dân sử dụng hầu hết do nông dân tự duy trì

từ vụ này sang vụ khác hoặc giống do người dân tự mua không rõ nguồn gốc,

do vậy mà giống không những bị thoái hóa mà còn có tỷ lệ nhiễm nấm mốc sương cao cộng với hao hụt trong bảo quản từ 45 – 60 % Trong ñiều kiện sản xuất ở Việt Nam, củ giống bảo quản trong thời gian dài khoảng 9 tháng (từ tháng 2 – tháng 10), ñiều kiện nóng ẩm của mùa hè củ giống bị già sinh lý nhanh chóng, khi trồng khả năng sinh trưởng kém, hậu quả là năng suất và chất lượng củ thấp, dễ bị bệnh hại tấn công

Trước tình trạng việc sản xuất và cung ứng giống khoai tây ở Việt Nam

còn nhỏ lẻ, chưa mang tính hệ thống, chúng ta cần xây dựng ñược các chương trình chọn tạo giống khoai tây sạch bệnh, có chất lượng và phẩm chất tốt phục

vụ bà con nông dân

1.3.3 Triệu chứng

Bệnh gây hại trên toàn cây, với các triệu chứng bệnh như sau:

Triệu chứng bệnh trên lá: Vết bệnh ban ñầu là những ñiểm nhỏ màu xanh thẫm sau ñó lan rộng ra có màu nâu thẫm, ranh giới giữa mô bệnh và mô khoẻ không rõ ràng Bệnh thường xuất hiện ñầu tiên ở mép chóp lá sau ñó lan rộng vào phiến lá (Stevenson, 1993) Phần giữa vết bệnh hoá nâu ñen do các ñám mô bị chết hoá nâu, xung quanh vết bệnh thường có ñám cành bào tử và bào tử phân sinh màu trắng Khi thời tiết ẩm ướt hoặc buổi sáng sớm có sương các ñám bào tử phân sinh này dày và xốp tạo ra một lớp trắng như sương muối ở mặt dưới lá bệnh (Drenth et all, 1996)

Triệu chứng trên cuống lá, cành và thân cây Các vết bệnh lúc ñầu nâu hoặc thâm ñen sau ñó lan rộng ra xung quanh kết hợp với nhau tạo thành ñoạn dài Trên thân vết bệnh kéo dài thành từng ñoạn vỏ và thân cây thâm ñen thối ướt Khi ñiều kiện ẩm ñộ xuống thấp vết bệnh chết tóp lại, khi ñộ ẩm cao trên vết bệnh có lớp cành bào tử và bào tử phân sinh trắng như sương muối bao phủ Bệnh làm cho thân cành bị thối, mềm có mùi mốc, dễ bị gãy gục

Triệu chứng trên củ khoai tây: Triệu chứng bệnh mốc sương có thể nhầm lẫn với một số bệnh thối củ do vi khuẩn vì có chung các ñặc ñiểm như

có vết màu nâu lõm xuống Tuy vậy khi cắt ngang củ sẽ thấy các mô bệnh có màu nâu xám lan rộng vào phía trong ñôi khi còn ăn sâu vào trong lõi củ Các

củ bị bệnh hoặc các lát củ này khi ñặt ở nhiệt ñộ <200C và ẩm ñộ bão hoà có thể quan sát thấy một lớp nấm trắng và cành bào tử phân sinh cũng như bào tử

phân sinh trên bề mặt của củ (Lê Lương tề, 2007)

1.3.4 Giải pháp khắc phục

Từ trước ñến nay việc dùng thuốc hóa học ñể phòng trừ bệnh mốc

sương khoai tây ñóng vai trò chủ ñạo nhằm giữ vững và nâng cao năng suất là biện pháp không thể thiếu ñược Do ñó, nhà nông cần phải biết nên sử dụng thuốc gì, khi nào sử dụng và sử dụng như thế nào ñể cho hiệu quả phòng trừ

và hiệu quả kinh tế cao

Hiện công tác phòng trừ bệnh mốc sương ở Việt Nam thông qua chọn tạo giống và sử dụng giống chống bệnh mốc sương ñã và ñang ñược triển khai

và tiến hành nghiên cứu tại một số cơ sở nghiên cứu trong nước Trong dự án quan hệ hợp tác giữa Việt Nam và Cộng hòa liên bang ðức một số dòng khoai tây dại nhị bội thể (ñược nhập từ ngân hàng gen khoai tây- ðức) ñã và ñang ñược nghiên cứu sử dụng trong công tác chọn tạo giống khoai tây kháng bệnh mốc sương tại Viện Sinh học Nông nghiệp, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội Tại ñây, phương pháp dung hợp tế bào trần ñã và ñang ñược nghiên cứu

áp dụng cho mục ñích chọn tạo giống khoai tây ñó là chuyển ñặc tính kháng bệnh mốc sương từ dòng khoai tây dại sang giống khoai tây trồng Phương pháp chọn tạo giống này ñã thu ñược một số kết quả có triển vọng như sau:

* Các nghiên cứu về tạo giống khoai tây bằng dung hợp tế bào trần trên thế giới

Hầu hết khoai tây trồng hiện nay thuộc nhóm cây tứ bội (2n=4x=48),

do ñó muốn dung hợp ở mức nhị bội cần giảm ñộ bội xuống trước khi tiến hành lai soma bằng kỹ thuật nuôi cây bao phấn

Các dòng tứ bội khởi ñầu (4x )

từ mô ñỉnh rễ cà chua Tiếp sau ñấy Takebe et al (1968) ở viện nghiên cứu virus thực vật, Aobacho, Chiba/Nhật Bản ñã cải tiến kỹ thuật trên và lần ñầu

tiên tách ñược lượng lớn các tế bào trần từ mô tế bào thịt lá của Nicotiana

tabacum ðây là tiền ñề quan trọng cho sự tái sinh thành công cây thuốc lá từ

tế bào trần của Nitschothyama (1971); Takebe et al (1971) Tiếp sau ñó là hàng loạt kết quả tách và tái sinh tế bào trần nhiều thực vật thành công Trong

ñó, cây khoai tây ñầu tiên tái sinh thành công từ tế bào trần với công trình của Shepard và Toten (1977) rồi Binding et al (1978) ðồng thời với những nghiên cứu về tái sinh tế bào trần, vấn ñề dung hợp tế bào trần cũng ñược ñặt

ra Peletier và Chupeau (1984) ñã có tổng kết về những nghiên cứu lai soma

từ năm 1974, trong ñó ñặc biệt ñề cập ñến những công trình của Kao et al (1974) Vai trò của các cation hóa trị hai ñặc biệt là Ca2+ ñối với sự dung hợp các tế bào trần có bề mặt tích ñiện âm ñã ñược Pilet và Stem (1974) ñề cập

ðể tăng cường ñiện tích âm trên bề mặt tế bào trần các tác giả ñã ñề nghị tăng giá trị pH của môi trường dung hợp (Keller và Melchers, 1973; Binding, 1974) Với sự phối hợp của Ca2+ và giá trị pH cao trong môi trường, thể lai soma ñầu tiên của thuốc lá ñã ñược Melchers và Labib (1974) thực hiện thành công Hiệu quả của PEG (polyethylen glycol) trong môi trường dung hợp ñể tăng ñộ tích ñiện của tế bào trần ñã ñược Kao, Michayluk (1974) và Wallin et

al (1974) phát hiện Sử dụng PEG ñể thu hút các tế bào trần cùng với sự bổ sung một dung dịch CaCl2 có pH cao (pH khoảng 10) ñã cải thiện một cách rõ rệt quá trình dung hợp tế bào trần (Kao et al, 1974; Burgess; Fleming, 1974) Phương pháp này cho tới nay vẫn ñang ñược ứng dụng rộng rãi Bên cạnh phương pháp dung hợp hóa học tế bào trần, gần ñây ñã xuất hiện phương pháp dung hợp xung ñiện Phương pháp này thu ñược kết quả tốt ñẹp lần ñầu với tế bào trần của Vicifaba (Zimmerman và Scheurch, 1981) ðến nay phương pháp dung hợp xung ñiện ñược sử dụng rộng rãi và hết sức có hiệu quả (Deimling 1989, Moller 1990) Bởi giữa các tế bào trần có tỷ lệ gắn kết cao hơn phương pháp dung hợp hóa chất và nhất là ít gây ñộc với tế bào Trong giai ñoạn những năm 80 ñến 90, các nghiên cứu nhằm phát triển

các phương pháp tách, dung hợp, nuôi cấy và tái sinh các thể lai soma ựược tiến hành rất mạnh mẽ (haberlach và cs,1985; Austin và cs, 1985a; Fish và cs, 1988; Perl và cs, 1988; Schilde, Rentschler và cs, 1988; Deimling và cs,1998; Masson và cs, 1988; Hunt và Helgeson, 1989; Chaput và cs, 1990; Wenzel, 1992; Thach et al., 1993) Các công trình nghiên cứu tạo các con lai soma tổ hợp ựược các ựặc tắnh kháng bệnh virus từ bố mẹ ựã chọn lọc (2x) cũng ựược rất nhiều tác giả nghiên cứu thành công Các tác giả này thừa nhận có thể tổ hợp ựược các ựặc tắnh kháng bệnh (virus PVY, PVX, mốc sương, rệp) của bố

mẹ vào con lai soma và các ựặc tắnh này có thể quan sát rõ trên ựồng ruộng Tuy nhiên những dòng con lai soma có nhiều biến dị trên ựồng ruộng cần phải

chọn lọc

Gần ựây, có nhiều hướng nghiên cứu mới là sử dụng nguồn gen khoai

tây dại có ựặc tắnh kháng bệnh và dịch hại (virus, Phytophtora infestan, rệp

truyền bệnh ) rất ựiển hình làm nguyên liệu dung hợp trực tiếp với các dòng khoai tây trồng ựể tạo các con lai soma mang ựặc tắnh chống chịu virus, mốc sương và rệp truyền bệnh Các dòng lai này sẽ ựược sử dụng làm vật liệu lai lại (BC) với chắnh bố mẹ của chúng Kết quả tạo ra các dòng khoai tây trồng trọt mang ựặc tắnh kháng bệnh mốc sương rõ rệt cùng với các ựặc tắnh nông sinh học tốt của bố mẹ đã có nhiều công trình công bố về việc sử dụng nguồn gen khoai tây dại ựể chuyển vào các giống khoai tây trồng bằng dung

hợp tế bào trần và lai hữu tắnh: S Chacoense (Butenko và cs, 1982);

S.niggrum (Binding và cs, 1982; 1988); S.brevidens (Austin và cs, 1985;

helgeson, 1993); S.circaeifolium (Mattheij và cs, 1992); S.berthaultii (Serraf

và cs,1991); S.commersonii (Cardi và cs, 1993); S Khasianum,

S.pinnatisectum(Schilde-Rentschler và cs, 1993; Thieme và cs, 1995); S.bulbocastanum (Austin và cs,

1993; Brown và cs, 1995; Schilde-Rentschler và cs, 1993; Thieme và cs,

1995, 2004, 2008, 2010)

Mặc dù thế giới ñang tiến rất nhanh và ñạt ñược khá nhiều thành tựu trong chọn tạo giống khoai tây kháng bệnh và sâu hại bằng công nghệ dung hợp tế bào trần, song ở Việt Nam, cho ñến nay công nghệ này vẫn còn hết sức mới mẻ Trong số các phương pháp tạo giống khoai tây kháng virus, mốc sương thì phương pháp lai soma có nhiều ưu ñiểm và hiệu quả hơn cả Về phương pháp lai hữu tính gặp nhiều khó khăn về mặt di truyền, tốn thời gian chọn tạo ðối với hướng tạo giống khoai tây kháng mốc sương bằng dung hợp

tế bào trần giữa hai hay nhiều dòng mang ñặc tính kháng tỏ ra có nhiều ưu ñiểm: Tổ hợp ñược bộ genome của cả hai bố mẹ tạo thành một cấu trúc genome dị hợp tử mới, không có sự biệt lập trong quá trình giảm phân, rút ngắn thời gian chọn tạo, khắc phục những rào cản về mặt di truyền trong lai hữu tính… Cho nên trở thành công cụ ñầy hứa hẹn phục vụ chương trình chọn tạo giống cây khoai tây kháng bệnh mốc sương Và ñây là ñịnh hướng ñúng ñắn có thể phát triển ở Việt Nam hiện nay

1.4 Tính kháng bệnh mốc sương trên cây khoai tây

1.4.1 ðặc ñiểm xâm nhiễm của nấm Phytopthora infestans

Nấm gây hại trên khoai tây, cà chua tạo ra các triệu chứng ña dạng tùy thuộc vào giống và ñiều kiện thời tiết Trên lá bệnh lúc ñầu chỉ là những ñiểm nhỏ màu xanh tái hình dạng không ñều sau biến thành màu xanh nhạt và nâu, vết bệnh không có giới hạn rõ rệt Lúc ñầu bệnh thường xuất hiện ở mép lá, cuống lá sau ñó lan rộng vào phiến lá tạo thành những ñán mô thối nâu, khi trời ẩm ướt mặt dưới lá chỗ có vết bệnh xuất hiện lớp nấm trắng xốp như sương muối, ñó là ñám cành bào tử phân sinh và bào tử phân sinh của nấm gây bệnh Còn ở trên thân, bị bệnh từng ñoạn dài, vỏ và ruột phần thân thối ướt màu nâu ñen Chỗ bị bệnh nhỏ tóp lại có khi chỉ một phía thân bị thối Khi ẩm ướt, trên vết bệnh có lớp nấm trắng như sương muối bao phủ khi thời tiết khô vết bệnh tóp lại, cành thân bị bệnh dễ gãy gục

Nấm mốc sương Phytopthora infestans có thể xâm nhiễm trực tiếp từ

các túi bào tử hoặc xâm nhiễm gián tiếp nhờ ñộng bào tử Các túi bào tử ñược phát tán nhờ gió, khi tiếp xúc với bề mặt lá khoai tây mỗi túi bào tử có thể giải phóng 6 ñến 12 ñộng bào tử, ñiều này chỉ xảy ra khi gặp ñiều kiện nhiệt

ñộ thích hợp và bề mặt lá phải ñủ ẩm Sau khi tiếp xúc các ñộng bào tử nhanh chóng nảy mầm là bộ phận sẽ ñâm xuyên vào mô lá trong quá trình xâm nhiễm Dưới ñiều kiện tối ưu quá trình xâm nhiễm thường diễn ra trong vòng

2 giờ và sự xâm nhiễm có thể xảy ra ở cả 2 mặt lá

Trong quá trình xâm nhiễm, sợi nấm mốc sương tạo ra cấu trúc vòi hút

ăn lan giữa các khoảng gian bào và phát triển vào vùng tế bào chất Từ vòi hút

của nấm Phytopthora infestans sẽ sinh sản ra các protein hiệu ứng (effector)

mà cây trồng có thể hoặc không thể nhận biết khi chúng ñi qua màng tế bào Năm 2009 các nhà khoa học ñã hoàn thành việc giải trình tự genome

của nấm Phytopthora infestans, genome của chúng có kích thước khoảng 240 Mbp, lớn hơn nhiều so với genome của loài Phytopthora khác: genome của

Phytopthora sojae có kích thước 95Mbp và genome của Phytopthora ramorum có kích thước khoảng 65 Mbp (Brian J Haas et al, 2009)

Genome của nấm Phytopthora infestans mang hàng loạt yếu tố di ñộng

và rất nhiều gen mang thông tin di truyền mã hóa cho các protein hiệu ứng (effector) có liên quan tới quá trình gây bệnh Những protein này ñược phân thành 2 nhóm dựa vào vị trí mà chúng ñược sản sinh

Thứ nhất là nhóm protein ñược sinh ra bên trong tế bào chất của tế bào

ký chủ, gồm các protein RXLR có chứa trình tự Arginine – X – Leucine – Arginine (trong ñó X là amino acid bất kỳ) ở ñầu N của phân tử RXLR, là những protein không ñộc nghĩa là chúng sẽ ñược cây nhận biết và khởi ñộng

phản ứng siêu nhạy (HR) ñể tiêu diệt nấm Phytopthora infestans (A J

Haverkort & P C Struik & R G F Visser & E Jacobsen, 2009) Khi nghiên

cứu tổ hợp nấm Phytopthora infestans trên cây khoai tây và sử dụng kính hiển vi

video, người ta ñã quan sát thấy tế bào ký chủ sụp ñổ và chết sau 26 giây và nấm

chết sau ñó khoảng 20 giây

Nấm Phytopthora infestans ñược cho là chứa một lượng lớn các protein hiệu ứng, nhiều hơn khoảng 60% so với các loài Phytopthora khác, ñiều này cho

phép chúng có thể nhanh chóng phá vỡ các chiến lược tự vệ của cây ký chủ Theo nghiên cứu của Jiang et al (2008) thì các protein hiệu ứng RXLR

ñược mã hóa bởi khoảng 700 gen thuộc họ gen Avh (avirulence homologs

genes) Các nhà khoa học thuộc trường ñại học Wageningen (Hà Lan) và Viện Nghiên cứu cây lương thực Xcốt-len ñã tiến hành nghiên cứu trên 700 gen mã hóa protein hiệu ứng và nhận thấy rằng có khoảng 400 gen không tạo ra RNA trong cây và vì vậy chúng không tạo ra chất hiệu ứng trong quá trình xâm

nhiễm của nấm Phytopthora infestans

Nhóm hiệu ứng thứ hai là các protein ñược sinh ra trong gian bào của tế bào ký chủ (apoplast), bao gồm các enzyme thủy phân như protease, lipase và glycosylase ñóng vai trò phá hủy mô thực vật; các enzyme ức chế ñóng vai trò bảo vệ nấm khỏi các cơ chế phòng thủ của cây ký chủ trong quá trình xâm nhiễm (A J Haverkort & P C Struik & R G F Visser & E Jacobsen, 2009)

1.4.2 Cơ sở phân tử của tính kháng bệnh mốc sương do nấm Phytopthora infestans gây ra

Trong quá trình phát triển cây khoai tây cũng như các cây trồng khác luôn là ñối tượng gây hại của rất nhiều các tác nhân gây cả trên và dưới mặt ñất, ñặc biệt là các vi sinh vật gây hại như virus, vi khuẩn, nấm… với từng ñối tượng gây bệnh, cây trồng sẽ có các chiến lược kháng ñể chống lại sự xâm nhiễm và gây bệnh của chúng Các chiến lược này là một phần của hệ thống miễn dịch thực vật, có thể ñược chia làm 2 nhóm lớn:

Thứ nhất là chiến lược kháng dựa trên cơ sở các thụ thể trên màng tế bào (receptor) nhận biết các mô hình liên quan ñến tính gây bệnh (pathogen/microbeassociated molecular patterns – MAMP/PAMPs) Chiến lược nhận biết MAMP/PAMPs ñược coi như tín hiệu cảnh báo sớm cho tế bào

khi xảy ra sự xâm nhiễm, một số mô hình MAMP/PAMPs bao gồm các phân

tử tín hiệu như flagellin, lipopolysaccharide và các nhân tố “Tu” kéo dài có nguồn gốc từ các vi khuẩn Gram âm; chitin, b-glucan và ergosterol có nguồn gốc từ nấm; họ protein CBEL có khả năng liên kết chặt với cellulose và PEP13 – một cấu trúc peptide nằm trong enzyme chuyển hóa Glutamine có nguồn gốc từ nấm trứng (Nu rnberger and Lipka, 2005; Ingle et al, 2006) Các phân tử tín hiệu (chất kích hoạt) ñược nhận biết trong mô hình tương tác MAMP/PAMPs có ñặc ñiểm là khá bảo thủ ở nhiều ñối tượng sinh vật, sự nhận biết các chất kích hoạt ñược ñảm nhiệm bảo các thụ thể nằm trên màng tế bào ñể tạo ra tính kháng cơ bản Tuy nhiên tác nhân gây bệnh có thể khắc phục tính kháng cơ bản bằng cách tiết vào tế bào cây các chất hiệu ứng (effector) vượt qua rào cản kiểm soát của các thụ thể trên màng tế bào Các loại nấm sinh dưỡng/ bán sinh dưỡng tiết vào tế bào cây nhiều effector thông qua vòi hút (haustorium) hình thành bên trong tế bào ký chủ Nhiều effector của tác nhân gây bệnh có hoạt tính enzyme, có vai trò biến ñổi các protein của

ký chủ nhằm tạo ñiều kiện cho sự gây bệnh và vô hiệu hóa khả năng nhận biết của cây Một trong các vai trò của các effector này là ức chế phản ứng phòng thủ của cây thông qua mô hình nhận biết MAMP/PAMPs Nếu hoạt ñộng của các effector này có hiệu quả, cây sẽ bị nhiễm bệnh

Nhưng ngoài chiến lược kháng bệnh dựa trên các mô hình MAMP/PAMPs, cây trồng còn có chiến lược kháng thứ 2 cho hiệu quả kháng cao hơn và kháng trên phổ rộng ñó là tính kháng dựa trên các protein kháng (resistance protein) ñược mã hóa bởi các gen kháng R (resistance genes) Các protein kháng R có vai trò nhận biết, tương tác với các chất hiệu ứng có nguồn gốc từ tác nhân gây bệnh và khởi ñộng phản ứng siêu nhạy, tương tác giữa protein kháng R – chất hiệu ứng ñược nghiên cứu ñầu tiên bởi Flor (1971) và ông ñưa ra thuật ngữ “gen ñối gen” ñể chỉ mối tương tác này Các chất hiệu ứng ñược nhận biết bởi các protein R ñược gọi là các protein ñộc Avr

(Avirulence protein) mã hóa bởi các gen Avr – gen quy ñịnh tính không ñộc

Các nghiên cứu gần ñây trên ñối tượng nấm mốc sương Phytopthora

infestans chỉ mới phát hiện ñược một số gen Avr mã hóa các protein nội bào,

các protein này ñược cho là sẽ hoạt ñộng bên trong tế bào ký chủ Tất cả các

gen Avr của nấm Phytopthora infestans ñã ñược phát hiện cho ñến nay ñều mã

hóa cho các protein mang ñoạn peptide tín hiệu có trình tự Arginine – X – Leucine – Arginine (trong ñó X là axit amin bất kỳ) và chứa trình tự EER ở ñầu axit của phân tử protein Cấu trúc kép RXLR – EER này cần thiết cho quá trình xâm nhập và di chuyển của các protein hiệu ứng bên trong tế bào ký chủ

Nhờ có cấu trúc kép RXLR-EER, protein Avr3a ñược sinh ra tại vòi

hút của nấm Phytopthora infestans ñi vào tế bào chất của tế bào ký chủ

(Whisson et al, 2007) Sau khi vào tế bào chất, protein Avr3a có thể tương tác với các protein kháng R của cây ký chủ và phản ứng kháng của cây ñược khởi ñộng

Dựa trên cơ sở tương tác phân tử giữa nấm bệnh Phytopthora infestans

– cây trồng, các nhà khoa học hiện ñang tâp trung nghiên cứu theo hướng sử dụng các gen kháng R trong công tác chọn tạo giống khoai tây kháng bệnh mốc sương và bước ñầu ñạt ñược kết quả khá khả quan

1.4.3 Các nghiên cứu về gen kháng bệnh mốc sương trên cây khoai tây

Sau khi bệnh mốc sương khoai tây trở thành một vấn nạn vào khoảng giữa thế kỉ 20, ñã có nhiều giải pháp khác nhau ñược ñề xuất ðầu tiên là biện pháp hóa học: sử dụng hỗn hợp Boocño, một hỗn hợp giữa vôi cùng với dung dịch ñồng sunphat… Một giải pháp khác ñược ñề xuất vào khoảng những năm 1900s, sau khi R.N Salaman thu ñược một ít củ của loài khoai tây dại từ vườn bách thảo Kew nước Anh, có khả năng kháng bệnh mốc sương Loài dại

này sau ñó ñược chứng minh là loài S.demissum, có khả năng kháng bệnh

mốc sương nhưng không hoàn toàn (Salaman, 1910) Từ ñây 11 gen kháng R (R1 – R11 từ loài S.demissum ñã ñược phát hiện (Black et al.1953; Eid et al.1959; Malcolmson 1969; Malcolmson and Black 1966), sau ñó ñã ñược

ñưa vào khoai tây trồng cung cấp cho thị trường trong những năm 1950s, 1960s (M Y Adillah Tan, 2008)

Sau khi ñược phát hiện, ñã có nhiều nghiên cứu thực hiện trên các ñối tượng gen kháng này, trong số 11 gen kháng có ñược từ loài khoai tây S

demissum, gen R1 nằm trên nhiễm sắc thể số 5 (Leonards – Schippers et al

1992), gen R2 ñịnh vị trên nhiễm sắc thể số 4 (Li et al 1998), các gen R3, R6, R7 ñược ñịnh vị trên nhiễm sắc thể số 11, gen kháng R5, R8, R9, R10 và R11 ñều nằm trên nhiễm sắc thể 11 và là các alen khác nhau của locus gen R3 (Jonh E Bradshaw và cộng sự, 2005)

Jonh E Bradshaw và cộng sự chỉ ra rằng gen R10 và R11 nằm trên nhiễm sắc thể số 11 và là các dạng alen khác nhau của các gen thuộc locus R3 trên nhiễm sắc thể 11 Các nhà khoa học ñã tiến hành ñịnh vị các gen kháng, theo ñó gen R11 liên kết với marker PAC/MATC – 172.3 với khoảng cách 8,5 cM và gen R10 liên kết với marker PAC/MATC – 264.1

Nghiên cứu theo hướng tối ưu hóa phương pháp PCR nhằm phát hiện các gen kháng bệnh bằng marker phân tử trên cây khoai tây của Kazuyuki Mori và cộng sự thực hiện năm 2011 ñã kết luận rằng gen R1 có nguồn gốc từ

loài S demissum ñược ñịnh vị trên nhiễm sắc thể số 5 (leonards – Schippers

et al 1992) liên kết chặt với marker R1 và ñược phát hiện nhờ cặp mồi liên kết ñặc hiệu 76-2sf2 – 76-2SR, khi tiến hành phản ứng PCR với cặp mồi ñặc hiệu sẽ cho sản phẩm có kích thước khoảng 1400bp Gen kháng R2 ñịnh vị trên nhiễm sắc thể số 4 (Li et al 1998) liên kết chặt với marker R2 – 800, ñược phát hiện nhờ cặp mồi ñặc hiệu R2SP-S7 – R2SP-A9 và cho kích thước ñoạn nhân khoảng 800bp

11 gen kháng (R1 – R11) ñã ñược phát hiện ñều là gen kháng ñặc hiệu chủng có tính kháng cao nhưng chỉ kháng ñược một số kiểu gen (chủng, nòi) của tác nhân gây bệnh, tính kháng dựa trên các gen kháng này ñược gọi là tính kháng ñặc hiệu chủng hay tính kháng dọc.Tuy nhiên, tính kháng có ñược