Chương 4
CÔNG TÁC CHỌN GIỐNG VÀ CẢI TIẾN GIỐNG SẮN
4.1 Chọn giống và cải tiến giống sắn .
4.2 Nghiên cứu chọn tạo giống sắn trên thế giới và Việt Nam
4.3. Một số giống sắn chủ lực và giống sắn mới
4.4 Quy phạm khảo nghiệm DUS vàVCU giống sắn .
4.5 Ứng dụng đột biến lý học cải tiến giống sắn .
4.1 Đặc điểm di truyền và phương pháp chọn tạo giống sắn
4.1.1 Đặc tính di truyền của cây sắn
Sắn lả cây đa bội thể phức tạp, dị hợp, có 36 nhiễm sắc thể. Số thể nhiễm sắc thể x=9 (Jennings, 1970). Thể tứ bội và tam bội có tương ứng 72 và 54 nhiễm sắc thể (Abraham, 1970). Miegé 1959 và Arraude 1966 đã quan sát quá trình phân bào giảm nhiễm của hạt phấn và nhận thấy có phân hóa không bình thường cùng sự phân phối không đều giữa các nhiễm sắc thể. Điều này càng khẳng định nguồn gốc đa bội thể phức tạp của sắn (Hình 4.1). Sắn có phổ biến dị rộng, có khả năng giữ được các đặc tính ưu tú thông qua phương pháp chọn lọc và nhân giống vô tính vì vậy, rất thuận lợi cho công tác cải tiến giống sắn.
Khả năng di truyền những đặc tính quan trọng đã được nhiều tác giả nghiên cứu. Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1996 đã trích dẫn các tài liệu cho thấy: Chọn ra giống có năng suất củ tươi cao thích hợp với các vùng sinh thái là hết sức cần thiêt (Kawano và Hershey, 1984). Cải tiến hệ số thu hoạch (harvest index HI = trọng lượng củ/ trọng lượng củ + thân lá) là một trong những chỉ tiêu cơ bản để cải tiến giống sắn (Kawano, 1985). Hệ số thu hoạch có khả năng di truyền cao và ổn định trong các môi trường (Birader và Tan, 1981, Tan, 1982, Bueno, 1988, Rajendran P.G, Lakshima K.R, Nayar G. G, 1988, Cock H.H, Sharkawy M.A, Kawano K và Jennings, 1983). Hệ số thu hoạch, số củ bình quân/ cây và trọng lượng trung bình của củ có tương quan chặt với năng suất củ tươi ( Birader và cộng sự, 1978). Số củ trên cây và năng suất củ có khả năng di truyền từ trung bình đến cao. Song cả hai tính trạng này đều chịu ảnh hưởng nhiều của môi trường (Tan S L, 1981, 1984, Brueno A.1988). Tỷ lệ chất khô của củ có hệ số di truyền cao và khá ổn định nhưng hiệu quả chọn lọc thấp (IITA, 1981, Tan S.L, 1981, 1984). Sự chống chịu bệnh đốm lá do một hệ đa gen kiểm soát và có tương quan giữa đặc tính chống chịu bệnh đốm lá với bệnh rụi lá sắn (Hahn, 1979, Jennings, 1978). Lượng độc tố acid xianhidric (HCN) hình như cũng được kiểm soát bởi một hệ thống phức tạp của các gen phụ (P. Silvestre và M Arraudeau, 1991). Năng suất sinh vật có hệ số di truyền từ trung bình đến cao. Tính trạng này phụ thuộc vào dạng cây và tuổi thọ của lá. Đối với các đặc tính hình thái thì màu đỏ của gân lá trội hơn so với màu xanh (Kazuo Kawano, 1976), thùy lá hẹp trội so với thùy lá rộng, vỏ củ màu nâu trội hơn so với vỏ của màu trắng (Granner, 1942, Jos và cộng sự, 1976). Giữa năng suất củ tươi, năng suất sinh vật và hệ số thu hoạch có tương quan dương, hệ số tương quan rất chặt. Vì vậy việc duy trì cân bằng giữ năng suất sinh vật và hệ số thu hoạch trong cải tiến giống sắn là yếu tố quan trọng và luôn cần thiết (Trần Ngọc Ngoạn, 1995)..
Hình 4.1 Phân bào giảm nhiễm của của hạt phấn sắn trồng
(Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1996 theo Miege, 1959 và Arraudene 1966)
Dạng hình lý tưởng của một cây sắn đạt năng suất cao đã được xác định như sau (Jennings, 1972, Cosk, 1978, Cosk và cộng tác, 1979): 1) Thân: một thân độc nhất mọc từ hom; ít hoặc chậm phân nhánh; lóng ngắn và chiều cây cây giới hạn ở 2 m; 2) Lá: chỉ số diện tích lá: 3,0 – 3,5; phiến lá lớn; tuổi thọ lá cao; dáng lá đứng (góc độ của cuống lá và thân hẹp); 3) Củ: khoảng 8 củ thuôn dài và đồng đều.; củ chắc, cuống củ ngắn, dạng củ đẹp, dễ bóc vỏ; hệ số thu hoạch cao.).
4.1.2 Chọn tạo giống cây trồng
Vai trò giống tốt trong sản xuất nông nghiệp. Giống cây trồng là tư liệu sản xuất đặc biệt. Tất cả lao động và tiền vốn bỏ vào sản xuất nông nghiệp đều phải thông qua giống cây trồng để biến thành nông sản. Các câu tục ngữ ca dao của nhân dân ta đúc kết từ xưa như: “Tốt giống, tốt má, tốt mạ, tốt lúa” “Cố công không bằng giống tốt” “Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống” đã nói lên vai trò của giống tốt trong sản xuất nông nghiệp. Giống cây trồng tốt là khâu đầu tiên và khâu sau cùng để tăng năng suất, sản lượng và chất lượng nông sản.
Chọn giống thực vật (Plant Breeding) hay chọn giống cây trồng là một lĩnh vực quan trọng của sản xuất nông nghiệp. Mục đích chọn giống cây trồng là chọn ra ngày càng nhiều giống cây trồng mới có năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu được ngoại cảnh bất thuận (như sâu bệnh, hạn, úng, rét …). Chọn giống cây trồng về thực chất là sự tiến hóa của thực vật do con người điều khiển, được hình thành từ trong thực tiễn trồng trọt qua hàng ngàn năm kể từ khi con người bắt đầu “thuần hóa” cây trồng dựa theo kinh nghiệm. Công tác chọn giống cây trồng đã được xây dựng trên nền tảng khoa học vững chắc và không ngừng hoàn thiện cùng với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, đặc biệt là sự phát triển của di truyền học trong suốt hàng trăm năm nay. Hàng loạt giống cây trồng mới, nhất là các giống cây lương thực đã được tạo ra, góp phần xóa đói giảm nghèo, cải thiện đời sống, mang lại cuộc sống ấm no và sức khỏe cho con người.
Định nghĩa giống cây trồng theo Luật sở hữu trí tuệ, điều 4, khoản 24 xác định: “Giống cây trồng là quần thể cây trồng thuộc cùng một cấp phân loại thực vật thấp nhất, đồng nhất về hình thái, ổn định qua các chu kỳ nhân giống, có thể nhận biết được bằng sự biểu hiện các tình trạng do kiểu gen hoặc sự phối hợp của các kiểu gen quy định và phân biệt được với bất kỳ quần thể cây trồng nào khác bằng sự biểu hiện của ít nhất một tình trạng có khả năng di truyền được”.
Ba đặc tính chủ yếu nhận diện giống cây trồng đó là: 1) Tính khác biệt (Distinctness), có thể phân biệt được với các quần thể di truyền khác; 2) Tính đồng nhất (Uniformity) có nguồn gốc chung, lý lịch giống được xác định rõ ràng, với các tính trạng hình thái giải phẩu, sinh lý sinh hóa, năng suất là đồng nhất, hầu như giống nhau, 3) Tính ổn định (Stability) có năng suất, phầm chất và các đặc tính nông sinh học là ổn định trong các điều kiện sinh thái và kỹ thuật sản xuất phù hợp.Căn cứ ba đặc tính chủ yếu nhận diện giống cây trồng nêu trên được mô tả trong hồ sơ giống gốc và đúc kết số liệu khảo nghiệm giống DUS là sự khảo nghiệm Tính khác biệt (Distinctness), Tính đồng nhất (Uniformity), Tính ổn định (Stability) của các giống cây trồng (gọi tắt là khảo nghiệm DUS), và đúc kết số liệu khảo nghiệm VCU là sự khảo nghiệm Giá trị Canh tác và Sử dụng (Testing for Value of Cultivation and Use) của các giống, (gọi tắt là khảo nghiệm VCU). Việt Nam do điều kiện kinh tế kỹ thuật nên việc tổ chức mạng lưới khảo nghiệm quốc gia DUS và VCU chỉ thực hiện đầy đủ đối với một số cây trồng chính và những giống cây trồng được bảo hộ.
Bảy đặc điểm cơ bản của giống cây trồng. Theo Luyện Hữu Chỉ và Trần Như Nguyện 1982 [32], bảy đặc điểm cơ bản của giống cây trồng bao gồm:
1) Giống cây trồng là sản phẩm của sức lao động lâu dài và liên tục của con người; 2) Giống cây trồng là một loại tư liệu sản xuất quan trọng trong nông nghiệp;
3) Giống cây trồng là một loại tư liệu sản xuất đặc biệt trong nông nghiệp;
4) Giống không phải là một đơn vị phân loại thực vật thấp nhất, mặc dầu đôi khi giống tương đương với đơn vị phân loại thấp nhất;
5) Giống có tính đồng đều về sinh vật học và hình thái học;
6) Giống có tính khu vực nhất định, các tính trạng và đặc tính của giống biểu hiện trong những điều kiện khí hậu thời tiết đất đai và các biện pháp kỹ thuật nhất định, do đó xuất hiện các khái niệm giống chống chịu hạn, mặn, úng, v.v…);
7) Giống có đặc tính năng suất và phẩm chất tốt, thỏa mãn các nhu cầu khác nhau của con người và có giá trị kinh tế.
Phân loại về giống cây trồng dựa theo nguồn gốc giống được phân thành hai loại là giống địa phương và giống tạo thành.
Giống địa phương được hình thành do sự chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo tiến hành trong hàng chục năm hoặc hàng trăm năm, hình thành nên vùng giống nào đó tại những điều kiện đất đai, khí hậu và đặc điểm canh tác nhất định.
Giống tạo thành là những giống do các Viện, Trường, Công ty hoặc nông dân tạo thành, bằng cách dùng các phương pháp khoa học. Giống tạo thành dựa theo phương pháp chọn tạo và tiến trình lịch sử hình thành giống mà được chia thành dòng -giống, giống quần thể, giống lai hữu tính, giống sinh sản vô tính, giống đa bội thể, giống đột biến, giống nuôi cấy mô, giống chuyển gen.
Tiêu chuẩn giống tốt. Sáu tiêu chuẩn chính của một giống cây lương thực tốt thường bao gồm: 1/ Năng suất cao và ổn định; 2/ Phẩm chất tốt; 3/ Thời gian sinh trưởng phù hợp mùa vụ và tập quán canh tác tại địa phương; 4/ Ít bị sâu bệnh hại; 5/ Thích hợp với điều kiện đất đai, khí hậu tại địa phương và kỹ thuật canh tác tiên tiến (như lúa cứng cây, ít đổ ngã, thuận tiện cơ giới hóa; khoai lang sắn dạng củ đẹp và đồng đều; ngô có chiều cao đóng bắp vừa tầm để dễ thu hoạch, v.v…); 6/ Phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng (như gạo nở, gạo dẻo, màu thịt củ khoai).
Đối tượng và mục tiêu chọn giống. Đối tượng chọn tạo giống cây trồng phụ thuộc vào từng loại giống cây trồng khác nhau và điều kiện sinh sống của chúng. Mục tiêu chọn giống là thực hiện tiêu chuẩn giống tốt phù hợp đã được xác định, thường gồm:
1) Chọn tạo giống cây trồng có năng suất cao và ổn định (giống có dạng hình cây trồng lý tưởng, thế lá đứng, bộ lá xanh lâu bền,… giống sinh trưởng mạnh thông qua khả năng sử dụng ánh sáng CO2, nước, dinh dưỡng có hiệu quả, tăng khả năng quang hợp bằng cách đưa gen cây C4 vào cây lúa nước);
2) Chọn tạo giống cây trồng có phẩm chất tốt (chất lượng nông sản tốt, đặc biệt là chất lượng dinh dưỡng, chất lượng nấu nướng và giá trị thương phẩm cao, đối với sắn công nghiệp cần tỷ lệ chất khô và hàm hượng tinh bột cao, thịt củ màu trắng);
3) Chọn tạo giống cây trồng có thời gian sinh trưởng phù hợp mùa vụ và tập quán canh tác tại địa phương;
4) Chọn tạo giống cây trồng có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt và chống chịu điều kiện ngoại cảnh bất thuận như mặn, hạn úng…
5) Chọn tạo giống cây trồng có đặc tính nông sinh học đáp ứng nhu cầu sản xuất và người tiêu dùng, thích hợp với điều kiện đất đai, khí hậu tại địa phương và kỹ thuật canh tác tiên tiến ((như lúa cứng cây, ít đổ ngã, thuận tiện cơ giới hóa)
4.1.3 Phương pháp chọn tạo giống sắn
Chọn giống sắn trên nền tảng khoa học và các phương pháp chọn lọc có ý nghĩa đặc biệt quan trong trong chương trình sắn Việt Nam nói riêng và chọn giống cây trồng nói chung. Đây là khâu then chốt nhất, cơ bản nhất để nâng cao năng suất, sản lượng, chất lượng, hiệu quả kinh tế, thu nhập, sinh kế cho người dân và ngành sắn. Đây cũng là trường hợp điển hình mà sắn trở thành cây trồng triển vọng của thế kỷ 21 (FAO 2013)[6] và cách mạng sắn Việt Nam trở thành điểm sáng toàn cầu (Le Huy Ham et al. 2016) [30].
Các phương pháp chọn giống được nhiều nước áp dụng có: Lai hữu tính trong loài; lai hữu tính khác loài; Tạo dòng đột biến; Chọn lọc cải tiến quần thể; Nuôi cấy mô tế bào và chuyển gen; Thu thập, nhập nội, tuyển chọn giống sắn (bao gồm việc tuyển chọn các dòng sắn lai đơn bội kép - doubled-haploids).
 |
|
|
Hoa cái và hoa đực của sắn thường nở từ 12 giờ trưa đến 14 giờ chiều. Sự thụ phấn hiệu qủa từ 13 giờ đến 17 giờ chiều. Khoảng một tuần sau khi thụ phấn, bầu nhuỵ cái phát triển thành quả. Quả sắn là loại quả nang màu nâu nhạt đến đỏ tía, đường kính khoảng 0,8-1,5 cm. Quả có 6 cánh chia làm 3 ngăn, mỗi ngăn có một hạt. Sự ra hoa và đậu qủa của sắn tùy thuộc giống, thời tiết khí hậu, chế độ chiếu sáng, chế độ nước, cao độ trồng, đất và chế độ dinh dưỡng … Những giống sắn có phân cành thường ra hoa nhiều hơn những giống sắn không có phân cành. Sắn trồng ở các tỉnh phía Nam nước ta thường có hoa nhiều hơn so với sắn trồng ở các tỉnh phía Bắc. Sắn ở vùng Tây Nguyên có tỷ lệ đậu qủa cao hơn so với các tỉnh khác. Sắn vừa là cây tự thụ vừa là cây giao phấn. Khả năng tự thụ phấn của sắn dao động giữa 0-100% tuỳ theo kiểu gen và khoảng cách trồng. Sự cách ly không gian giữa các quần thể giống gốc cần tối thiểu 30 m (CIAT, 1974), nhưng tốt nhất là 400 -500 m, sử dụng túi bao hoa (kích thước 20-25 cm) để tránh sự tạp giao (Kazuo Kawano 1980). Các bước của quy trình công nghệ chọn tạo và nhân giống sắn lai (Hoàng Kim 2003) gồm: Thu thập nguồn gen, khảo sát nguồn gen, chọn mẫu giống làm bố mẹ, lai hữu tính, đánh giá tuyển chọn dòng lai triển vọng, so sánh giống, khảo nghiệm giống, trình diễn nhân giống và sản xuất thử | |
Lai hữu tính khác loài (lai xa) tức là lai giữa các loài Manihot với nhau. Nhiều nhà khoa học (Cours, 1951; Jennings 1957, 1959, 1976, Nassar 1980 ) đã dùng loài M. esculenta lai với loài khác. Kết quả (Narsar, 1980) đã thu được cây lai hữu thụ và có khả năng chống chịu với bệnh. Khi lai giữa M.esculenta với loài M. glaziovii, M.esculenta với loài M. oliganthasub đã tạo được cây lai có nhiều củ, củ to, hàm lưọng protein khá và HCN thấp.
Tạo dòng đột biến. Vasudevan (1967) đã xử lý tia X với liều lượng cao (10 Krad) lên hom sắn tươi, làm gây rối loạn nhiễm sắc thể và thu được dòng đột biến có hàm lượng tinh bột cao, hàm lượng HCN giảm. Moh (1976) dùng tia X đã tạo được dòng đột biến chín sớm, dạng cây đứng, khoẻ, hàm lượng HCN giảm, tăng cường tính chống chịu bệnh. Graner 1940, Araham và cộng sự 1964, Magoon 1970 đã xử lý colchicine trên hạt và hom sắn đã tạo được những thể tứ bội hoặc đa bội thể khảm, sau đó lai giữa những thể tứ bội này với thể nhị bội đã tạo được những thể tam bội có đặc tính trung gian giữa bố mẹ. Hoàng Kim, Lương Thu Trà và tập thể 2004 đã xử lý tia Gamma nguồn Coban 60 trên 20.000 hạt sắn khô và hạt sắn ủ sắp nẩy mầm ở liều xa 4,5 – 6,0 Krad đã chọn được một số dòng triển vọng như KM206, KM227, KM228.
Chọn lọc cải tiến quần thể. Sắn là cây sinh sản vô tính bằng thân, nhưng hoa sắn thuộc loại giao phấn. Do đó chọn lọc cải tiến quần thể sắn giống như các loại cây giao phấn khác là phải đánh giá tuyển chọn dòng vô tính. Các phương pháp chọn lọc cải tiến quần thể gồm chọn lọc hỗn hợp, chọn lọc gia đình nửa máu (Halfsib family), chọn lọc: gia đình đồng máu (Fullsib family), chọn lọc S1, chọn lọc tái hồi. Phương pháp chọn lọc hỗn hợp, chọn lọc gia đình nửa máu được sử dụng rộng rãi đối với sắn, lợi dụng được hiệu ứng di truyền cộng nên rất có hiệu quả đối với những đặc tính có khả năng di truyền lớn như: chiều cao cây, chín sớm, hàm lượng protein cao, năng suất củ tươi cao và tính thích ứng rộng. Bất dục hạt phấn ở sắn xảy ra khá thường xuyên và đã được đề cập bởi Miege, 1954, Moh và Valerio, 1965, Singh, 1968 nhưng hiện tại người ta vẫn chưa hiểu nhiều về những quy luật quyết định đặc tính di truyền và khả năng tạo thể siêu bội ở sắn. Phương pháp chọn lọc tái hồi và chọn dòng đơn bội kép (doubled-haploids) hiện đang được chú trọng (Hernan Ceballos et al. 2007, Hoang Kim et al. 2008)
Nuôi cấy mô tế bào và chuyển gen. Công nghệ sinh học cây sắn đã và đang triển khai mạnh mẽ ở CIAT (Colombia), Danforth Center (Mỹ), IPBO (Bỉ), EMBRAPA (Brazil), trường Đại học Kasetsart (Thái Lan), CTCRI (Ấn Độ) và các phòng nghiên cứu công nghệ sinh học ở Thương Hải, Hải Nam (Trung Quốc) ... Sử dụng kỹ thuật nuôi cấy mô phân sinh và chồi ngọn của sắn có hiệu quả cao trong việc duy trì nguồn gen sạch bệnh và trao đổi giống quốc tế. Phối hợp sự nuôi cấy in vitro và biện pháp giâm cành sắn trên liếp ương hoặc môi trường dung dịch là kinh nghiệm quí của CIAT để nhân nhanh các giống sắn tốt chọn lọc. Việc nuôi cấy tế bào, thể nguyên sinh và túi phấn đã có nhiều công trình nghiên cứu, đóng góp tích cực trong tạo giống. Sử dụng kỹ thuật đột biến (tia Grama, hóa chất)… để gia tăng biến dị và phối hợp với nuôi cấy invitro để chọn lọc dòng là một hướng nghiên cứu có triển vọng. Sự phát triển vũ bão của sinh học phân tử, di truyền số lượng và kỹ thuật gene đang mở ra những điều kiện mới để cải tiến giống sắn (CIAT, 1985, CIAT, 1993, CIAT 2008). Các nhà sinh học rất lạc quan và tin tưởng là đến năm 2020 có thể đưa năng suất sắn toàn cầu lên gấp đôi. và các giống sắn chuyển gene sẽ có thể đưa vào sản xuất rộng rãi trong thời gian tới, trước hết tại châu Phi.
Thu thập, nhập nội, tuyển chọn nguồn gen giống sắn là cách ứng dụng tổng hợp tất cả các thành tựu trên, thực hiện trên vườn tạo dòng được quản lý tốt. Nội dung bao gồm: Thu thập, nhập nội các giống sắn ưu tú, những giống sắn địa phương tốt của các vùng sinh thái, các loại sắn dại có giá trị, những vật liệu qui hiếm trong tạo giống; Tuyển chọn các dòng sắn lai đơn bội kép nhập nội từ CIAT; Bảo tồn nguồn gen quí bằng phương pháp đa giao quần thể (polycross) và giữ dưới dạng hạt; Lai tạo, gây đột biến, chuyển gen các đặc tính tốt vào con lai; Nhân nhanh giống sắn bằng hom hai mắt; Ứng dụng, cải tiến công nghệ chọn tao và nhân giống sắn lai.
4.2 Chọn tạo giống sắn trên thế giới và Việt Nam
4.2.1 Chọn tạo giống sắn trên thế giới
Công tác nghiên cứu giống sắn trên thế giới được thực hiện chủ yếu ở Trung tâm Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới (CIAT) tại Colombia và Thái Lan, Viện Quốc tế Nông nghiệp Nhiệt đới (IITA) tại Nigeria, cùng với Viện Nghiên cứu Quốc gia và các Trường Đại học ở những nước trồng, tiêu thụ nhiều sắn; CIAT, IITA đã có những chương trình nghiên cứu rộng lớn về thu thập, nhập nội, chọn tạo và cải tiến giống sắn, kết hợp chặt chẽ các chương trình sắn quốc gia. Mục tiêu của chiến lược cải tiến giống sắn được thay đổi tùy theo nhu cầu và khả năng của từng chương trình quốc gia đối với các công tác tập huấn, phân phối nguồn vật liệu giống ban đầu và được điều tiết bởi các chuyên gia chọn tạo giống sắn của CIAT.
Trung tâm nông nghiệp nhiệt đới quốc tế ( CIAT) ở Colombia, Danforth Center ở Mỹ, Viện Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (IITA) ở Nigeria ... là những tổ chức quốc tế hàng đầu về nghiên cứu và phát triển giống sắn. CIAT lãnh trách nhiệm toàn cầu về thu nhập, bảo quản, đánh giá và sử dụng nguồn gen giống sắn kết hợp với các chương trình sắn quốc gia..
Nguồn gen giống sắn châu Mỹ La tinh. CIAT là nơi bảo tồn nguồn gen giống sắn hàng đầu của thế giới. Hiện tại, CIAT đã thu thập, bảo quản 5.728 mẫu giống sắn và đã đăng ký tại Tổ chức Nông Lương thế giới (FAO), bao gồm 5.138 mẫu giống sắn thu thập tại vùng Nam Mỹ và Trung Mỹ, 24 mẫu giống sắn ở Bắc Mỹ, 384 mẫu giống sắn lai của CIAT, 163 mẫu giống sắn vùng châu Á, 19 mẫu giống sắn vùng châu Phi (Hernan Ceballos, 2005 trích dẫn bởi Hoàng Kim 2013 [20]). Trong số 5.728 mẫu giống sắn này có 35 loài sắn hoang dại được sử dụng để lai tạo giống sắn kháng sâu bệnh hoặc giàu protein. Nguồn gen giống sắn được CIAT bảo tồn và đánh giá về khả năng cho năng suất, giá trị dinh dưỡng, thời gian sinh trưởng, khả năng chống chịu sâu bệnh hại, khả năng thích ứng với sự thay đổi của môi trường…từ đó chọn ra những cặp bố mẹ phục vụ cho công tác cải tiến giống sắn và trao đổi quỹ gen đối với các nước.
CIAT cũng đã tổ chức Mạng lưới Quốc tế Công nghệ Sinh học cây Sắn (ICBN) từ cuối những năm 80. Nội dung hoạt động bao gồm: xây dựng tập đoàn giống sắn invitro; kỹ thuật nhân nhanh giống sắn; công nghệ tế bào và công nghệ gene, lai tạo và chọn lọc giống sắn. Tập đoàn giống sắn invitro ở CIAT có trên 5000 mẫu giống từ khắp thế giới (Hình 4.3).
Thông qua chương trình chọn tạo giống sắn của CIAT/Colombia và CIAT/ Thái lan, khoảng 600.000 hạt sắn lai từ CIAT/Colombia đã được phóng thích đến chín nước châu Á từ năm 1975 và khoảng 120.000 hạt sắn lai từ CIAT/Thái Lan từ năm 1983 cũng đã được gửi đến chín nước châu Á và CIAT/Colombia. Đến năm 2007 tại các nước châu Á đã có 39 giống sắn mới được công nhận quốc gia liên hệ đến nguồn gen này (CIAT 2005).
Hình 4.3 CIAT ở Colombia là nơi bảo tồn chính nguồn gen giống sắn toàn cầu
Châu Mỹ ngoài nguồn gen giống sắn chính được bảo tồn ở CIAT, còn có những nguồn vật liệu tốt tại Brazil, Colombia, Cu Ba..... Tuy nhiên, phần lớn nguồn vật liệu giống sắn quý của châu Mỹ đều có CIAT. Những mẫu giống sắn tốt và hạt sắn lai của các tổ hợp triển vọng đã được nhập nội và khai thác tại Việt Nam. Gần đây, các công trình nghiên cứu sắn chuyển gen của CIAT, Danforth Center, IPBO, EMBRAPA, IITA, Trung Quốc, Ấn Độ đang có những bước tiến mới.
Nguồn gen giống sắn châu Á:
Thái Lan là nước xuất khẩu sắn nhiều nhất thế giới nên cũng là nước có chương trình chọn tạo giống sắn mạnh nhất khu vực, được thực hiện chủ yếu tại Trường Đại học Kasetsart (KU), Trung tâm Nghiên cứu Cây trồng Rayong (RFCRC) và Viện Nghiên cứu Phát triển Tinh bột Sắn Thái Lan (TTDI). Mục tiêu là chọn tạo được các giống sắn có năng suất cao, hàm lượng chất khô cao, hàm lượng xianua thấp, thu hoạch sớm và thích ứng rộng. Một số giống sắn triển vọng của Thái Lan đã được nhập nội vào Việt Nam như giống Rayong 60, Rayong 5, Rayong 6 và Kasetsart 50, Rayong 90, Rayong 1. Trong đó, giống sắn KM94 là con lai của tổ hợp Rayong1 và Rayong90. Giống sắn Thái Lan là nguồn gen sắn đặc biệt quan trọng của châu Á và có mối quan hệ chặt chẽ nhất với Việt Nam
Bảng 4.1 cho thấy nguồn gốc và đặc tính của các giống sắn đã được chọn tạo và giới thiệu vào sản xuất trong 33 năm qua 1975- 2008 (Supachai Sarakarn et al 2007, C. Rodjanaridpiched et al., 2008). Giống sắn điển hình nhất giai đoạn này của Thái Lan đồng thời cũng là giống sắn xuất sắc của châu Á và thế giới là KU50 (tên Việt Nam là KM94). Giống sắn này năm 2007 được trồng khoảng một triệu hecta ở các nước châu Á., phổ biến nhất tại Thái Lan khoảng trên 500.000 ha (Chareinsak Rojanaridpichid and Vichan Vichukid 2008) và Việt Nam khoảng trên 420.000 ha (Hoang Kim et al. 2008).
Bảng 4.1 Các giống sắn triển vọng của Thái Lan
Tại Trung Quốc, chương trình cải tiến giống sắn chủ yếu được thực hiện tại Học viện Cây trồng Nhiệt Đới Nam Trung Quốc (SCATC) và Viện Nghiên cứu Cây trồng cạn Quảng Tây (GSCRI). Mục tiêu là chọn tạo những giống sắn có năng suất củ tươi cao, hàm lượng bột cao, thích ứng rộng và ngắn ngày. Những giống sắn hiện trồng phổ biến tại Trung Quốc là GR911, SC8002, SC5, Nanzhi 199, SC124, SC6 (Bảng 4.2).
Nguồn giống sắn Trung Quốc phần lớn đều đã được nhập nội và trồng thử nghiệm rộng ở Việt Nam, đặc biệt là ở vùng núi và trung du phía Bắc.
Bảng 4.2 Nguồn gốc và đặc tính chính của 10 giống sắn phổ biến ở Trung Quốc
Những giống sắn khác có quy mô ít hơn có SC8013, GR891, SC201, SC205, Nanzhi 188. Phần lớn các giống sắn Trung Quốc đã được trồng thử tại NLU và IAS. .
Tại Ấn Độ, chương trình chọn tạo giống sắn được thực hiện chủ yếu tại Viện Nghiên cứu Cây có củ toàn Ấn ở Trivandrum (CTCRI) và Trường Đại học Nông nghiệp Tamil Nadu (TNAU). 15 giống sắn được phóng thích ở Ấn Độ trong thời gian qua được thể hiện ở Bảng 4.3 (P. G. Rajendran, S. G. Nair, C. S. Easwari Amma, K. Vasudevan và M. T. Sreekumari, 1995, Edison 2005, 2007, 2008 ).
Bảng 4.3 Nguồn gốc và đặc tính của 15 giống sắn hiện trồng phổ biến ở Ấn Độ
Ấn Độ là nước có năng suất sắn cao nhất thế giới với năng suất củ tươi bình quân 36,2 tấn/ ha và nhiều mô hình đầu tư thâm canh đủ nước tưới, phân bón, đạt 40-50 tấn sắn củ tươi/ ha. Sắn ở Ấn Độ được trồng nhiều tại các tiểu bang phía Nam vùng Kerala và Tamil Nadu trên đất lúa có tưới hoặc trên các loại đất cao trồng dừa, cây ăn quả,… Nguồn gen giống sắn Ấn Độ thường nhiễm bệnh virus nên ít được nhập nội vào Việt Nam ngoại trừ hai giống H34 và H165 đã nhập nội trước năm 1975.
Tại Indonesia, chương trình chọn tạo giống sắn được thực hiện chủ yếu tại Viện Nghiên cứu Cây Đậu đỗ và Cây Có củ (RILET) Trong 30 năm qua (1978-2008), Indonesia đã có 10 giống sắn đã được phóng thích vào sản xuất (Bảng 4.4).
Bảng 4.4 Nguồn gốc và đặc tính chính của 9 giống sắn trồng phổ biến ở Indonesia
Trong 10 giống sắn có sáu giống nguồn gốc từ Indonesia gồm Adira 1, Adira 2, Adira 4, Darul Hidayah, Malang 4, Ma lang 6; bốn giống sắn nguồn gốc từ CIAT/Colombia và CIAT/Thailand (Soemarjio Poespodarsono và Yudi Widono, 1995, Koes Hartojo and Palupi Puspitorino 2007 ).
Chương trình chọn tạo giống sắn của Philippines được bắt đầu từ những năm 1960 tại Viện Chọn Giống Cây trồng (IPB) ở Los Banos, Laguna (Bacusmo và Bader, 1992). Tuy nhiên, hoạt động chỉ giới hạn ở các thí nghiệm so sánh giống địa phương và một ít giống nhập nội (Mariscal, 1987). Từ lúc Trung tâm Nghiên cứu và Huấn luyện Cây Có Củ Philippines (PRCRTC) được thành lập ở VISCA năm 1977 – đặc biệt trong mối quan hệ gắn bó với CIAT từ năm 1982-thì chương trình sắn đã có những tiến bộ vững chắc. Nguồn gen giống sắn ở PCRRTC hiện có 270 mẫu giống. Từ năm 1986 đến nay Philippines đã phóng thích 8 giống sắn (Bảng 4.5), chủ yếu là chọn lọc và giới thiệu các dòng lai nhập nội từ CIAT có năng suất củ tươi cao, đa dụng chủ yếu để tiêu thụ tươi (Algerio M. Mariscal và Jose L. Bacusmo, 1995; Algerico M. Mariscal Reynaldo V. Bergantin and Anita D. Troyo 2007).
Bảng 4.5 Nguồn gốc và đặc tính chính của 9 giống sắn trồng phổ biến ở Philippines
Malaysia có diện tích sắn không nhiều. Nghiên cứu sắn được thực hiện chủ yếu tại Viện Nghiên cứu và phát triển nông nghiệp Malaysia (MARDI). Tử năm 1988 đến nay, chương trình sắn Malaysia đã phóng thích 5 giống Perintis, MM92, Rayong 90, Sri Pontian và Black Twig (Bảng 4.6).
Bảng 4.6 Nguồn gốc và đặc tính chính của 9 giống sắn trồng phổ biến ở Malaysia
Nguồn gen giống sắn Malasia khá sạch bệnh, một số giống tốt đã có mặt ở Việt Nam. Đặc điểm chính của nhóm giống sắn này chủ yếu dùng để ăn tươi và chế biến thực phẩm snack food (S.L. Tan và S.K.Chan, 1995, Tan 2005).
Nguồn gen giống sắn châu Phi chưa thể nhập nội và đánh giá tai Việt Nam. Lý do vì châu Phi đang có thảm họa “virus gây bệnh khảm lá” (Cassava Mosaic Virus-CMV) . Đây là đe dọa lớn nhất đã gây ra nạn đói ở nhiều nước châu Phi lấy sắn làm cây lương thực chủ yếu. Trong các nghiên cứu tạo giống sắn kháng virus, nổi bật nhất là các công trình của tiến sĩ Roger Beachy. Ông là một trong những người đầu tiên phát hiện ra vai trò của gene mã hóa cho vỏ bọc protein còn gọi là gene CO (coat protein) trong cơ chế sinh tổng hợp virus trong tế bào thực vật. Beachy nhận thấy nếu dòng hoá được gene CP của một loại virus nhất định và chuyển gene thành công vào một cây trồng thì cây trồng này trở nên kháng đối với loại virus đó. Gene CP của CMV đã được dòng hóa, việc chuyển gen đã được thực hiện.
4.2.2 Chọn tạo giống sắn ở Việt Nam
Chọn giống sắn là khâu cơ bản đầu tiên trong mười biện pháp kỹ thuật thâm canh sắn để nâng cao năng suất, sản lượng, chất lượng, hiệu quả kinh tế, thu nhập, sinh kế cho người dân và ngành sắn. Đây cũng là lý do làm sắn trở thành trường hợp điển hình là cây trồng tiềm năng của thế kỷ 21 và cách mạng sắn Việt Nam trở thành điểm sáng toàn cầu.
Từ năm 1975 đến năm 2000, sản lượng sắn Việt Nam dao động 6-8 tấn /ha, với các giống sắn địa phương Gòn, H34 và Xanh Vĩnh Phú thích nghi tốt với địa phương, nhưng năng suất thấp.
Giai đoạn 1981- 1990, Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam đã tuyển chọn được các giống sắn mới HL20, HL23 và HL24 và phát triển trên diện tích 70.000- 80.000 ha, được trồng chủ yếu ở phía Nam. Các giống này có đặc điểm ăn tươi ngon, nhưng hàm lượng tinh bột thấp (23 - 25 %) và năng suất củ tươi chỉ đạt 18-24 tấn/ ha nên chỉ dùng ăn tươi và làm thức ăn gia súc (Hoàng Kim và tập thể 1990 [9])
Giai đoạn 1990- 2007, Sắn Việt Nam đã thay đổi đáng kể trong, khi Mạng lưới Nghiên cứu và Chuyển giao Tiến bộ Kỹ thuật về sắn của Việt Nam (Viet Nam Cassava Program - VNCP) hợp tác chặt chẽ với Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (CIAT) từ năm 1988, công ty VEDAN (Đài Loan) và các Công ty chế biến sắn trong nước từ năm 1990, đã chọn tạo và phát triển thành công các giống sắn công nghiệp mới, năng suất cao: KM60, KM94, SM937-26, KM95-3, và KM98-1. Trong đó, KM60 và KM94 là 2 giống nhập từ Thái Lan, với tên gốc là Rayong 60 và Kasetsart 50, được Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tuyển chọn và giới thiệu trong bộ giống khảo nghiệm liên Á. (Hoàng Kim và tập thể 2006a, … 2015) [11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]
Dự án phát triển giống sắn (2001-2005) thuộc “Chương trình Giống Cây trồng, Giống Vật nuôi và Giống Cây Lâm nghiệp” do Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn chủ quản, thực hiện Quyết định số 225/1999/QĐ-TTg ngày 10 tháng 12 năm 1999 của Thủ Tướng Chính Phủ. Dự án này do Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Hưng Lộc,Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam chủ trì thực hiện, đã phối hợp với Trung tâm Nghiên cứu Cây Có Củ, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Trường Đại học Nông Lâm Huế, Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh; Trường Đại học Hồng Đức, Thanh Hóa, Mạng lưới Nghiên cứu và Khuyến nông sắn Việt Nam; Các tổ chức CIAT, CIP, VEDAN, KMC, AFIEX. Dự án đã nhập nội nguồn gen quý hiếm 12.034 hạt sắn lai, duy trì và tuyển chọn nguồn gen, nhân giống gốc của năm giống sắn mới năng suất cao chất lượng tốt KM94, SM937-26, KM98-1, KM98-5, KM140, nhân và cung ứng 5 triệu cây giống sắn gốc cho 24 địa phương trên toàn quốc, tập huấn kỹ thuật thâm canh sắn thích hợp bền vững, đào tạo nguồn nhân lực nghiên cứu và phát triển sắn, nâng cao năng lực công nghệ chọn tạo và nhân giống sắn lai. Dự án giống sắn 2001-2005 cũng đã kết nối với các đề tài dự án 2005-2007 của những tỉnh trồng nhiều sắn mở rộng nhanh chóng những giống sắn tốt tại các vùng sinh thái. Các giống sắn mới đã tạo ra một bước nhảy vọt về năng suất, đạt 25- 35 tấn / ha so với giống cũ là 9-12 tấn/ ha. Kết quả đã đưa năng suất sắn của nhiều vùng rộng lớn lên gấp đôi trong thời gian ngắn (Hoàng Kim và tập thể 2006b, 2015).
Một số đề tài chọn tạo giống sắn được thực hiện trong giai đoan 2001-2005: “Chọn tạo giống sắn và khoai lang năng suất cao, chất lượng tốt, thích hợp với các vùng sinh thái” (Hoàng Kim và ctv 2005) .Ứng dụng đột biến lý học và nuôi cấy mô để chọn tạo giống sắn có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao phù hợp né lũ (Hoàng Kim, Lương Thu Trà và ctv 2004), Nghiên cứu sự đa dạng di truyền ở mì cao su (Manihot glaziovii Muel-Arg) và một số giống trồng khoai mì (Phan Ngô Hoang, Bùi Trang Việt và Hoàng Kim 2004),. Nghiên cứu khoảng cách di truyền và khả năng quang hợp ở mì cao su và một số giống trồng khoai mì (Phan Ngô Hoang, Đỗ Thường Kiệt, Bùi Trang Việt và Hoàng Kim 2005).
Một số đề tài chọn tạo giống sắn trong giai đoạn 2006-2010 như: “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện sinh thái đến năng suất và phẩm chất của các giống sắn (Nguyễn Việt Hưng 2006); Tuyển chọn giống sắn có năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao, thời gian sinh trưởng ngắn, thích hợp với vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên. (Trần Công Khanh 2007); Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật sản xuất sắn trên vùng gò đồi tỉnh Thừa Thiên Huế (Nguyễn Thị Cách 2008); Nghiên cứu các yếu tố dinh dưỡng hạn chế và một số biện pháp kỹ thuật đối với giống sắn KM94 trên đất cát Thừa Thiên Huế (Lê Văn Luận 2008). ..
Giai đoạn 2010- 2015, Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc tiếp tục giới thiệu công nhận giống chính thức và phát triển hai giống sắn mới KM98-5, KM140 đưa vào sản xuất có năng suất củ tươi đạt 34,5 tấn/ha- 45 tấn/ha, hàm lượng tinh bột đạt từ 27- 28%, thời gian sinh trưởng từ 7- 10 tháng. (Trần Công Khanh và tập thể 2007a, 2007b, 2010, 2012) [47, 48, 49, 50]. Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh và Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên phối hợp với Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Trường Đại học Nông Lâm Huế, Trường Đại học Tây Nguyên, Viện Di truyền Nông nghiệp tiếp tục giới thiệu và phát triển giống sắn KM419 có năng suất củ đạt 36 - 55 tấn/ ha, hàm lượng tinh bột đạt 27- 30%. (Hoàng Kim và tập thể 2014a, 2014b [21, 22]; Trần Ngọc Ngoạn và tập thể 2014, 2015) [57, 58].
Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam tiếp tục giới thiệu giống sắn mới KM98-5, KM140 và đưa vào sản xuất giống sắn KM21-12, Sa06. (Nguyễn Trọng Hiển và tập thể 2012a, 2012b) [27, 28]. Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Cây có củ, Viện Di truyền Nông nghiệp đã giới thiệu cho sản xuất 4 giống sắn mới là KM98-7 (Trịnh Thị Phương Loan và cs, 2008), NA1 (Mai Thạch Hoành và cs, 2011), 08SA06, KM21- 12 (Nguyễn Trọng Hiển và cs, 2012). Những giống sắn này có năng suất củ đạt từ 25 - 47 tấn/ ha, hàm lượng tinh bột đạt 28- 30%, thời gian thu hoạch từ 7- 10 tháng, thích hợp cho nhiều vùng sinh thái ở miền Bắc Việt Nam (Nguyễn Hữu Hỷ và cs, 2015).
Nguồn gen giống sắn ở Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh và Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam hiện có 344 mẫu giống sắn. Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc (HARC) đã bảo tồn 344 mẫu giống sắn này từ nguồn vật liệu ban đầu là 24.073 hạt giống sắn nhập nội từ CIAT và 37.210 hạt giống sắn lai tạo nội địa. (Hoang Kim et al., 2010) (Bảng 4.7). Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã tuyển chọn và xây dựng vườn tạo giống của 98 mẫu giống sắn triển vọng trong nguồn gen này, trong đó 31 giống sắn bản địa tuyển chọn, 38 giống sắn tác giả của 8 nước, 14 giống sắn lai hữu tính tại Việt Nam và 4 giống sắn chọn tạo tại Việt Nam bằng phương pháp đột biến lý học nguồn Co60 trên hạt giống KM94 (Hoàng Kim và đồng sự 2009). Trong số này có 31 giống sắn địa phương (16 giống thu thập ở các tỉnh phía Nam, 15 giống thu thập ở các tỉnh phía Bắc), 38 giống sắn tạo thành (của Thái Lan, Colombia, Brazil, Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Malaysia và Việt Nam), 274 giống sắn thí nghiệm, 1 giống sắn hoang dại (Bảng 4.8)
Bảng 4.7 Nguồn gen giống sắn Việt Nam ở NLU và HARC
Theo Trần Ngọc Ngoạn và Hoàng Kim (2012), chương trình Sắn Việt Nam giai đoạn 2011 – 2013 đã giới thiệu bộ giống sắn triển vọng gồm: SVN1 (KM414), SVN2 (KM397), SVN 3 (KM325), SVN4 (KM228 = KM440B), SVN5 (KM419), SVN6 (DT3 = KM331), SVN7 (HL2004-28= KM444), SVN8 (HL2004-32=KM333), SVN9 (OMR35-8 = KM297), SVN10 (CM4955-7), SVN11 (NTB-1= SC6). Hoàng Kim, Trần Ngọc Ngoạn và cs (2013) báo cáo rằng, trong số các giống mới, nổi trội nhất là KM419 (SVN5) và KM444 (SVN7). Hai giống này được trồng phổ biến tại Đông Nam Bộ và Tây Nguyên với diện tích lên đến hàng chục ngàn hecta và là những giống triển vọng nhất hiện nay. Bên cạnh đó, giống HL2004-28 (KM444) đang được trồng nhiều nơi tại trung du và miền núi phía bắc cho hiệu quả cao (Hoàng Kim Diệu, 2016).
Tổng hợp nguồn gốc và đặc tính nông học chính của 11 giống sắn phổ biến ở Việt Nam thể hiện ở bảng 4.9
Giai đoạn 2016- nay, Nguyễn Thị Trúc Mai (2017) tại Phú Yên thực hiện nghiên cứu khảo nghiệm cơ bản và khảo nghiệm sản xuất bộ giống sắn mới triển vọng, năng suất bột cao, ít sâu bệnh tại tỉnh Phú Yên đã xác định được giống sắn tốt nhất phù hợp với sinh thái địa phương là KM419. Nguyễn Bạch Mai (2018) tại Đắk Lắk, tổng hợp kết quả nghiên cứu khảo nghiệm về bộ giống sắn triển vọng tiến hành từ năm 2015-2017, cho thấy: Giống KM419 và HLS11 cho năng suất củ, hàm lượng tinh bột cao, thích ứng tốt với điều kiện của địa phương. Giống KM 419 đang trở thành giống chủ lực trong cơ cấu giống sắn cho công nghiệp chế biến tinh bột địa bàn tỉnh Đắk Lắk. Giống sắn KM419 đã được công nhận tại Quyết định số: 85/QĐ-BNN-TT, ngày 13 tháng 01 năm 2016 của Bộ Nông nghiệp và PTNT về việc công nhận sản xuất thử giống cây trồng nông nghiệp mới, đối với giống sắn KM419 cho vùng sinh thái Bắc Trung Bộ, Duyên hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ.
Trong giai đoạn tiếp theo, tiếp tục phương án nghiên cứu và phát triển là các giống sắn KM419, KM140, KM98-5, KM98-1 và KM94 đã phổ biến rộng trên toàn quốc. Cách làm là xây dựng vườn tạo dòng lai hữu tính các giống sắn năng suất tinh bột cao KM419, KM397, KM440 (là những giống ưu tú nhất hiện nay của Việt Nam) với giống sắn C39* là giống sắn chịu bệnh tốt nhằm tích hợp gen kháng bệnh sắn vào các giống sắn tốt nhất hiện có. Đề tài thực hiện việc cải tiến và nâng cấp giống sắn chủ lực sản xuất KM419 bằng cách hồi giao (back cross), lai hữu tính, thu hạt sắn lai và chọn dòng phả hệ. Phương án này được lựa chọn vì sắn là cây đa bội thể phức tạp, dị hợp, có 36 nhiễm sắc thể, phổ biến dị rộng, có khả năng giữ được các đặc tính ưu tú thông qua phương pháp chọn lọc và nhân giống vô tính, vì vậy rất thuận lợi cho công tác cải tiến giống (Hoàng Kim và Phạm Văn Biên 1996).
Việt Nam đã sớm tiếp cận và nhập nội nguồn giống sắn kháng CMD từ CIAT, như giống sắn C39* và giống kháng ICMV ở Ấn Độ (Reinhardt Howeler và Tin Maung Aye. Người dịch: Hoàng Kim, Hoàng Long, Nguyễn Thị Trúc Mai, Nguyễn Bạch Mai 2015). C39 là một bản sao ưu tú của MNG-19, MNG-2, và dòng 8-9 C từ CIAT cho khả năng kháng CMD nhưng sản lượng tinh bột không đủ cao. Do đó, C39* đã được lai tạo với các giống sắn năng suất cao thương mại của Việt Nam để cải tiến năng suất tinh bột (Hồ sơ nhập giống và thông tin tại Hoàng Kim và đồng sự 2009)
Hình 4.4 Bệnh sắn CMD và giống sắn kháng ICMV
Nguồn gen giống kháng CMD có nguồn gốc từ CIAT đã nhập nội, có trong các khảo nghiệm giống sắn ở Việt Nam trước năm 2015 (Hoang Kim ctv, 2010)
Sắn là cây nhân giống vô tính, dễ mẫn cảm với virus, vi khuẩn và nấm. Vì vậy việc nghiên cứu xây dựng vườn giống sắn ngoài đồng và invitro để đánh giá đầy đủ giá trị canh tác và giá trị sử dụng giống sắn là quan trọng và cần thiết. Các nghiên cứu xây dựng tập đoàn giống sắn invitro hiện đã được thực hiện tại nhiều nơi. Tại khoa Sinh học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh trên cơ sở các giống đã qua chọn lọc ở Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh và Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc. Hiện nay, các chuẩn bị trên là cần thiết để tiếp thu những thành tựu công nghệ sinh học xuất sắc của thế giới ứng dụng trong điều kiện cụ thể nước ta, trên những giống sắn đã được chọn lọc tại Việt Nam, nhằm tạo ra các giống sắn có tỷ lệ tinh bột cao, và sức chống chịu sâu bệnh cao. Nuôi cấy mô tế bào, chuyển gen, chỉnh gen đã và đang triển khai mạnh mẽ ở CIAT (Colombia), Danforth Center (Mỹ), IPBO (Bỉ), EMBRAPA (Brazil), trường Đại học Kasetsart (Thái Lan), CTCRI (Ấn Độ) và các phòng nghiên cứu công nghệ sinh học ở Thượng Hải, Hải Nam (Trung Quốc).
Cơ sở khoa học tuyển chọn bộ giống sắn thí nghiệm tại Việt Nam
Các thử nghiệm về giống sắn đã được thực hiện với sự tham gia của nông dân tại Việt Nam liên tục trên 25 năm qua (1991 – 2015). Sơ đồ phả hệ chọn tạo và phát triển giống sắn Việt Nam 1991-2015 đã cho thấy kết quả tại Hình 4.4
Hình 4.5 Sơ đồ chọn tạo và
phát triển giống sắn Việt Nam của TS Hoàng Kim
Miền Bắc có 70 - 100 % nông dân ưa thích các giống sắn phổ biến KM94, KM60 và KM98-7 bởi vì các giống này có năng suất củ và năng suất tinh bột cao phù hợp với sản xuất công nghiệp (Nguyễn Việt Hưng, 2006 [41]; Trịnh Thị Phương Loan và ctv, 2008 [64]; Trần Ngọc Ngoan, 2007, 2008 [55, 56]) và khảo nghiệm nhân giống sắn triển vọng KM98-5, KM140, KM21-12, Sa06 (Trần Ngọc Ngoạn 2014, 2015 [58, 59] Nguyễn Trọng Hiển 2012a, 2012b [37, 38]). Ở Miền Trung 80- 100 % nông dân trồng các giống sắn phổ biến KM94, KM98-5, KM140, KM98-1 và SM937-26 vì những giống này đều cho năng suất bột cao, giống sắn KM98-1 đa dụng có năng suất bột cao và hàm lượng HCN thấp phù hợp cho công nghiệp và lương thực cho người (Nguyễn Thị Cách, 2007 [33]; Lê Văn Luận, 2008 [31]) và khảo nghiệm nhân giống sắn triển vọng KM419, KM444, KM440, KM414, KM397, KM315, HTB1. Ở Miền Nam có 85 - 100 % nông dân ưa thích giống KM419, KM94, KM 98-5, KM140, KM98-1, SM937-26. Theo Trần Công Khanh 2012 [50], giống sắn KM140 và KM98-5 đạt năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao, thời gian sinh trưởng ngắn, thích hợp với sinh thái Đông Nam Bộ và Tây Nguyên là có thể bổ sung và thay thế cho giống sắn chủ lực KM94. Chương trình Sắn Việt Nam thử nghiệm và đánh giá nhiều nơi các giống sắn mới KM325, KM397, KM414, KM419, KM440, KM444 (Hoàng Kim và ctv, 2012, 2014 [18]).
Ưu tiên chiến lược bảo tồn phát triển sắn bền vững.
Mạng lưới Nghiên cứu và Phát triển Sắn Việt Nam đã định hướng nghiên cứu phát triển (Phạm Văn Biên, Hoàng Kim và tập thể 1992, 1996, 1998, 2007 [22, 23, 24, 25] và lựa chọn năm ưu tiên chiến lược trong bảo tồn và phát triển sắn bền vững (Nguyễn Văn Bộ, Hoàng Kim và tập thể 2013) [20], :
1. Xác định một chiến lược phù hợp cho nghiên cứu và phát triển sắn trong sự hợp tác chặt chẽ với các nhà máy chế biến sắn để thiết lập các khu vực có nguồn nguyên liệu sắn ổn định; sử dụng sắn làm 4F: sản xuất ethanol sinh học (Fuel), tinh bột sắn (Flour), lương thực thực phẩm chế biến (Food), thức ăn gia súc (Feed);
2. Lựa chọn và phổ biến các giống sắn năng suất củ cao với hàm lượng tinh bột cao và sức đề kháng cao, ít bị gây hại bởi rệp sáp, bệnh chồi rồng và sâu bệnh khác. Chọn tạo giống sắn năng suất cao chất lượng tốt có nguồn gốc từ các nguyên liệu CIAT và áp dụng lai tạo, đột biến, chuyển gen trong tạo giống sắn. Lựa chọn và phát triển các giống sắn năng suất củ cao, thời gian sinh trưởng phù hợp 8-16 tháng và nâng cao chất lượng, giá trị dinh dưỡng của củ sắn.
3. Nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật tổng hợp thâm canh rãi vụ sắn và chuyển giao tiến bộ kỹ thuật canh tác thích hợp cho nông dân để tăng năng suất và hiệu quả kinh tế của sản xuất tinh bột sắn ở các vùng sinh thái khác nhau.
4. Nghiên cứu phát triển các công nghệ chế biến sắn. Sử dụng lá sắn và củ sắn trong thức ăn chăn nuôi và chế biến thực phẩm. Sử dụng các sản phẩm tinh bột sắn, nước thải và ethanol; chuyển hóa vào thức ăn chăn nuôi và phân bón.
5. Phát triển thị trường nội địa và xuất khẩu cho các sản phẩm sắn.
4.3 Một số giống sắn chủ lực và giống sắn mới
4.3.1 Những giống sắn hiện trồng phổ biến ở Việt Nam
Bảng 4.10 Một số giống sắn tốt trồng phổ biến tại Việt Nam
Giống sắn KM 94
Tên gốc KU50 (hoặc Kasetsart 50) được nhập nội từ CIAT/Thái Lan trong bộ giống khảo nghiệm Liên Á năm 1990. Giống do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên nhập nội, tuyển chọn và giới thiệu (Trần Ngọc Quyền, Hoàng Kim, Võ Văn Tuấn, Kazuo Kawano 1995, Trịnh Phương Loan, Trần Ngọc Ngoạn và ctv. 1995). Giống đã được Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận giống quốc gia năm 1995 trên toàn quốc.
Giống có đặc điểm
|
+ Thân xanh, hơi cong, ngọn tím, không phân nhánh. + Năng suất củ tươi: 33,0 tấn/ha. + Tỷ lệ chất khô: 35,1- 39.0%. + Hàm lượng tinh bột: 28,7%. + Năng suất tinh bột: 7,6-9,5 tấn/ ha |
|
|
+ Chỉ số thu hoạch: 58 %. + Thời gian thu hoạch: 9-11 tháng. + Nhiễm nhẹ bệnh cháy lá. + Giống KM94 hiện là giống sắn chủ lực của Việt Nam. Diện tích trồng năm 2008 ước trên 420.000 ha. |
|
Giống sắn KM 140
Nguồn gốc: Giống sắn KM140 là con lai của tổ hợp KM 98-1 x KM 36 (Hình 4.4) do TS. Hoàng Kim chủ trì lai tạo tại Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Hưng Lộc. Giống do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam tuyển chọn và giới thiệu (Trần Công Khanh, Hoàng Kim, Võ Văn Tuấn, Nguyễn Hữu Hỷ, Phạm Văn Biên, Đào Huy Chiên, Reinhardt Howeler và Hernan Ceballos 2007). Giống đã được Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận giống năm 2007.
Đặc điểm giống:
|
+ Thân xanh, thẳng, ngọn xanh, cây cao vừa phải, không phân nhánh. + Năng suất củ tươi: 33,4 - 35,0 tấn/ha. + Tỷ lệ chất khô: 34,8 - 40,2%. + Hàm lượng tinh bột: 26,1- 28,7%. + Năng suất bột : 9,5 -10,0 tấn/ha |
|
|
+ Chỉ số thu hoạch: 58 -65 %. + Thời gian thu hoạch: 8-10 tháng. + Nhiễm nhẹ bệnh cháy lá. + Thời gian giữ bột ngắn hơn KM94 + Giống KM140 hiện được trồng nhiều tại các tỉnh phía Nam. Diện tích trồng năm 2008 ước trên 30.000 ha. |
|
Giống sắn KM 98-5
Nguồn gốc: Giống sắn KM98-5 là con lai của tổ hợp KM 98-1 x Rayong 90 do TS. Hoàng Kim chủ trì lai tạo tại Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Hưng Lộc. Giống do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam tuyển chọn và giới thiệu (Trần Công Khanh, Hoàng Kim, Võ Văn Tuấn, Nguyễn Hữu Hỷ, Phạm Văn Biên, Đào Huy Chiên, Reinhardt Howeler và Hernan Ceballos 2006). Giống đã được UBND tỉnh Tây Ninh và UBND tỉnh Đồng Nai công nhận kết quả đề tài ứng dụng KHKT cấp Tỉnh.
Đặc điểm giống:
|
+ Thân xanh, hơi cong ở gốc, ngọn
xanh, + Năng suất củ tươi: 34,5 tấn/ha. + Tỷ lệ chất khô: 39,2%. + Hàm lượng tinh bột: 28,5%. + Năng suất bột : 9,8 tấn/ha |
|
|
+ Chỉ số thu hoạch: 63 %. + Thời gian thu hoạch: 8-10 tháng. + Nhiễm nhẹ bệnh cháy lá. + Thời gian giữ bột tương đương KM94 + Giống KM98-5 hiện được trồng nhiều tại tỉnh Tây Ninh, Đồng Nai, Bình Phước. Diện tích trồng năm 2008 ước 25.000 ha. |
|
Giống sắn SM 937-26
Nguồn gốc: Tên gốc SM937 của CIAT/Clombia được nhập nội bằng hạt từ CIAT/Thái Lan năm 1990. Giống do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam tuyển chọn và giới thiệu (Trần Ngọc Quyền, Hoàng Kim, Võ Văn Tuấn, Kazuo Kawano 1995). Giống đã được Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận tạm thời năm 1995.
Đặc điểm giống:
|
+ Thân nâu đỏ, thẳng, không phân nhánh + Năng suất củ tươi: 32,5 tấn/ha. + Tỷ lệ chất khô: 37,9%. + Hàm lượng tinh bột: 28,9%. + Năng suất bột : 9,4 tấn/ha |
|
|
+ Chỉ số thu hoạch: 61 %. + Thời gian thu hoạch: 8-10 tháng. + Nhiễm nhẹ bệnh cháy lá. + Vỏ củ dày và cứng hơn KM94 + Dện tích trồng SM937-26 năm 2008 tại Bình Định, Quảng Ngãi.trên 15.000 ha. |
|
Giống sắn KM98-1
Nguồn gốc: KM98-1 là con lai Rayong 1x Rayong 5 (= Rayong 72) do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam tuyển chọn và giới thiệu (Hoàng Kim, Kazuo Kawano, Trần Hồng Uy, Trần Ngọc Quyền, Võ Văn Tuấn, Trần Công Khanh, 1999)
|
Đặc
điểm giống: + Năng suất củ tươi: 32,5 - 40,0 tấn/ha. + Tỷ lệ chất khô: 35,8%. + Hàm lượng tinh bột: 27,2- 28,3 %. + Năng suất bột : 8,9 tấn/ha |
|
|
+ Chỉ số thu hoạch: 66 %. + Thời gian thu hoạch: 8-10 tháng. + Nhiễm nhẹ bệnh cháy lá. + Bảo quản giống ngắn hơn KM94 + KM98-1 hiện được trồng tại Tây Ninh, Đồng Nai, Nghệ An, Thừa Thiên Huế…. Diện tích trồng năm 2008 ước 18.000 ha. |
|
4.3.2 Một số giống sắn địa phương
- Xanh Vĩnh Phú: Cây cao vừa, phân nhánh muộn, lá xanh, năng suất khá, ăn ngon
- HL23 Thân nâu vàng, cao vừa, không phân nhánh, lá xanh, ngọn xanh, cọng tím, năng suất khá, ăn ngon.
-
HL20 Thân xanh, không phân nhánh, lá
xanh, ngọn tím,.cọng nâu xanh, năng suất khá
rất giống Rayong 1 , đắng.
- HL24 Thân xanh, không phân nhánh, lá xanh, ngọn xanh, cọng xanh,.năng suất khá, khá ngon
- H34: Cây to, nhiều cành, nhiều mắt, phân cành sớm, nhiều bột, rất đắng, HCN nhiều.
- Mì Gòn: Cây cao, thân nâu, cành ít, lóng dài, lá xanh, cuống lá đỏ tía. vỏ củ màu hồng, ăn ngon
- Ba Trăng: Thân thấp , lóng vừa, lá ít, lá xanh, lá ngọn viền tím đỏ, củ ngắn, ăn ngon.
- Sắn Nếp: Được trồng phổ biến ở các vùng đồng bào dân tộc. Nam Trung Bộ ăn ngon
4.4 Nghiên cứu di truyền giống sắn
4.5 Quy phạm khảo nghiệm DUS giống sắn
http://pvpo.mard.gov.vn/DetailInfomation.aspx?InfomationID=IN00001008
4.6 Quy phạm khảo nghiệm VCU giống sắn
http://tieuchuan.mard.gov.vn/Documents/Uploads/QCVN%2001-61-2011-BNNPTNT.doc
http://tieuchuan.mard.gov.vn/home.aspx?cap=3
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
TÀI LIỆU THAM KHẢO
No comments:
Post a Comment