CẢI TIẾN GIỐNG KHOAI

Thứ Ba, 19 tháng 1, 2021

Lai tạo giống khoai tây kháng bệnh với hàm lượng dinh dưỡng cao

Lai tạo giống khoai tây kháng bệnh với hàm lượng dinh dưỡng cao 

NMT - Mard, theo phys.org.

Viện Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp Basque, Tây Ban Nha đã tạo ra bốn dòng khoai tây vô tính mới được đặc trưng bởi hàm lượng chất chống oxy hóa cao, sức sản xuất tốt cả về kích thước và số lượng củ cũng như khả năng chống lại các bệnh thông thường trên cây khoai tây.

Các dòng vô tính được tạo nên bằng phương pháp tự nhiên thông qua việc lai các giống từ Nam Mỹ với các giống thương mại được sử dụng ở châu Âu. Kết quả là các nhà khoa học thu được ba dòng vô tính của giống khoai tây ruột tím và một giống khoai tây ruột vàng.

Việc tạo ra các dòng khoai tây vô tính là một phần của Chương trình Tăng cường di truyền giống khoai tây được đề xuất bởi Viện Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp Basque. Nghiên cứu được tiến hành bởi kỹ sư nông nghiệp Raquel López. Mục đích của nghiên cứu là lai tạo giống khoai tây có các đặc điểm của giống khoai tây Nam Mỹ (màu sắc, sức đề kháng với tác nhân gây bệnh, tính chất dinh dưỡng và cảm quan) và ưu điểm năng suất cao của những giống khoai tây thương mại ở châu Âu.

Các nhà nghiên cứu đã lai tạo 37 giống khoai tây bản địa Nam Mỹ với các giống thương mại châu Âu. Việc lựa chọn những đặc điểm tốt nhất đã tạo nên bốn dòng khoai tây vô tính nói trên. Các giống khoai tây bản địa Nam Mỹ cho năng suất rất thấp cả về kích thước và số lượng củ. Tuy nhiên, với quá trình lai tạo và lựa chọn các tính trạng tốt, các dòng khoai tây vô tính đã đạt được mức năng suất cao hơn.

Bốn dòng khoai tây vô tính thu được được đặc trưng bởi hàm lượng cao các hợp chất chống oxy hóa, khiến các giống khoai tây này được đánh giá cao xét về góc độ dinh dưỡng. Ba dòng khoai tây ruột tím có chứa một số lượng lớn các anthocyanins - một sắc tố quan trọng trong khoai tây, trong khi giống khoai tây ruột vàng có carotenes - thành phần hóa học cần thiết cho chế độ ăn uống - và với số lượng lớn hơn so với giống khoai tây thương mại bình thường.

Khả năng kháng bệnh là một trong những ưu điểm lớn của bốn dòng khoai tây nói trên. Bốn dòng khoai tây này có khả năng kháng virut gây bệnh cũng như các vi khuẩn Pectobacterium atrosepticum làm cây khoai tây suy yếu đáng kể và làm giảm sản lượng.

Gen kháng bệnh mốc sương (Late Blight) trên khoai tây

 Gen kháng bệnh mốc sương (Late Blight) trên khoai tây 

Các nhà khoa học thuộc ĐH Wageningen, Hà Lan, Trung Tâm nghiên cứu John Innes, Anh Quốc và ĐH Ohio State, Hoa Kỳ đã phát triển một cách tiếp cận mới nhằm xác định những gen điều khiển tính kháng của khoai tây với Phytophthora infestans. Vì pathogen này đã tàn phá đầu tiên trên khoai tây tạo ra sự kiện nổi tiếng quốc tế “Great Potato Famine” (nạn đói khoai tây vĩ đại) tại Ireland, nó đã trở thành mối đe dọa thường xuyên có tính lập lại làm thiệt hại cây trồng, đẩy giá thành sản xuất lên cao.

Khi Phytophthora lây nhiễm trên khoai tây, hàng lọat các gen “avirulence” của pathogen sản sinh ra các protein “effectors” (protein đóng vai trò gây ảnh hưởng), chúng điều tiết sự miễn dịch tự nhiên của cây chủ và cho phép sự lây nhiễm ký sinh xảy ra. Các nhà khoa học này chứng minh rằng: thông qua kiểm tra những protein đóng vai trò gây ảnh hưởng, việc khám phá và phân lập được những gen kháng bệnh pita có thể tăng nhanh chưa từng có trước đó.

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học đã trắc nghiệm 54 effectors được tìm thấy trong quần thể các lòai khoai tây hoang dại. Một “effector protein”, có tên gọi là IPiO, được tìm thấy liên quan trực tiếp đến tính kháng bệnh “blight” trong 3 lòai hoang dại. Một phản ứng dương tính với IPiO luôn xảy ra trong cây có gen kháng Rpi-blb1, Rpi-pta1.

Để biết thêm thông tin xin tham khảo: http://www.wur.nl/UK/newsagenda/news/Phytophthora080807.htm. Bài viết được công bố trong tạp chí PLoS ONE http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0002875

Cơ chế di truyền học cho phép khoai tây mọc được ở vĩ độ Bắc

 Cơ chế di truyền học cho phép khoai tây mọc được ở vĩ độ Bắc 

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế do Đại Học Wageningen, Hà Lan chủ trì đã khám phá ra rằng: cơ chế di truyền học đã cho phép cây khoai tây tăng trưởng và trổ hoa ở các vĩ độ Bắc bán cầu, chịu đựng được chu kỳ ngày dài và đêm ngắn trong mùa xuân và mùa hè. Họ nói rằng những đột biến mới phát hiện gần đây đối với một gen đơn của khoai tây dường như đã đóng góp vào sự phát triển thành công trên diện rộng của khoai tây, một loài cây trồng làm lương thực quan trọng đứng hàng thứ ba trên thế giới. Khoai tây đã được thuần hóa từ hơn 10.000 năm trước đây. Khởi thủy, cây trồng này được canh tác rất hạn chế ở Chile, Bolivia và Peru, rồi lan rộng sang Châu Âu, chỉ sau khi người Tây Ban Nha chinh phục Tân Thế Giới. Người Châu Âu xác định mùa vụ canh tác vào mùa xuân và mùa hạ, định tính bởi ngày dài và đêm ngắn, giống khoai tây bản địa có nguồn gốc Nam Mỹ chỉ bắt đầu tạo củ vào mùa thu, khi ngày dài 12 giờ hoặc ít hơn một chút. Tuy nhiên, giống khoai tây hiện đại có một biến thiên khá rộng về thời gian tạo củ, với các giống sớm trồng được vào đầu tháng Tư. Đột biến di truyền này theo một regulator mới được khám phá để hình thành củ, cho phép khoai tây thoát ra khỏi cơ chế điều hòa bởi ngày ngắn thích hợp với vùng Andes, do vậy khoai tây có thể trồng tại bắc bán cầu của Châu Âu và của toàn thế giới. Phát hiện mới trong nghiên cứu này đăng công bố trên tạp chí Nature.

Xem

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature11912.html hoặc http://www.wageningenur.nl/en/show/Discovery-of-genetic-mechanism-allowing-potato-cultivation-in-northern-latitudes.htm.

Phân tích đường dẫn trong khảo nghiệm các giống khoai lang ruột vàng ở Ethiopia

 Phân tích đường dẫn trong khảo nghiệm các giống khoai lang ruột vàng ở Ethiopia

Nguồn: Bililign Mekonnen, Andargachew Gedebo and Fekadu Gurmu. 2020. Characters association and path coefficient analysis of orange fleshed sweetpotato [Ipomoea batatas (L.) Lam.] genotypes evaluated in Hawassa, Ethiopia. Journal of Plant Breeding and Crop Science; Vol. 12(4), pp. 292-298, October-December 2020

Thí nghiệm được thực hiện nhằm đánh giá tương quan giữa năng suất củ khoai lang và các tính trạng nông học có liên quan đến năng suất; tập đoàn giống khoai lang ruộng vàng cam (orange-fleshed sweetpotato genotypes) để xác định tính trạng nào có ảnh hưởng lớn nhất đến năng suất củ khoai, qua đó, nhà chọn chống tập trung tuyển chọn cho hợp lý. Hai mươi bốn giống khoai lang được khảo nghiệm năm 2017 tại Hawassa Agricultural Research Center, thí nghiệm được bố trí theo khiểu khối đầy đủ ngẫu nhiên, (RCBD) ba lần lặp lại. Số liệu của 12 tính trạng được thu thập, phân tích ANOVA, hệ số tương quan, hệ số path. Tính trạng có tương quan đến năng suất củ, tương quan thuận có ý nghĩap là số củ trên một cây, chiều dài rễ, chu vi củ (root girth), chỉ số thu hoạch (HI) theo cả hai nghĩa: tương quan kiểu hình và tương quan kiểu gen. Một vài tính trạng có tương quan cao ở mức xác suất p<0.01 cả hệ số tương quan kiểu gen và kiểu hình. Hệ số tương quan kiểu gen cao hơn hệ số tương quan kiểu hình trong toàn số liệu thí nghiệm, minh chứng ảnh hưởng di truyền khá mạnh so với ảnh hưởng môi trường. Phân tích hệ số path cho thấy tính trạng số rễ củ trên một cây, chu vi rễ củ và HI có ảnh hưởng trực tiếp  đối với năng suất củ khoai ở cả mức độ kiểu gen và kiểu hình. Theo kết quả này,  tính trạng có ảnh hưởng dương và trực tiếp đến năng suất củ được sử dụng làm predictors tốt nhất trong chương trình cải tiến giống khoai lang cao sản. Xem: https://academicjournals.org/journal/JPBCS/article-abstract/2627FB665278