Tên đề tài: “Nghiên cứu chọn tạo và biện pháp nâng cao năng suất, phẩm chất dòng dưa hấu (Citrullus vulgaris L.) tam bội in vitro”.

 Tác giả: Trần Thanh Truyền, Khóa: 2013

 Chuyên ngành: Khoa học cây trồng; Mã số: 62620110. Nhóm ngành: Nông, lâm nghiệp và thuỷ sản.

 Người hướng dẫn chính: PGS.TS Lâm Ngọc Phương - Trường Đại học Cần Thơ.

1. Tóm tắt luận án

“Nghiên cứu chọn tạo và biện pháp nâng cao năng suất, phẩm chất dòng dưa hấu (Citrullus vulgaris L.) tam bội in vitro” được thực hiện tại Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng trường Đại học Cần Thơ và hai tỉnh Hậu Giang, Cần Thơ. Mục tiêu nghiên cứu là chọn tạo được dòng dưa hấu tam bội in vitro có xuất xứ Việt Nam; đề xuất qui trình sản xuất cây dưa hấu tam bội cấy mô làm cơ sở để chọn tạo thêm các dòng tam bội khác và khắc phục nhược điểm của hạt giống tam bội có sức nảy mầm kém, khó lưu trữ.

Nghiên cứu gồm 4 giai đoạn chính: (1) Tạo cây dưa hấu tứ bội in vitro bằng hóa chất colchicine và oryzalin; (2) Nhân dòng vô tính cây dưa hấu tứ bội in vitro và lai tạo hạt lai dưa hấu tam bội; (3) Nhân dòng vô tính cây dưa hấu tam bội in vitro và khảo sát sự sinh trưởng và phát triển của các dòng dưa hấu tam bội cấy mô ngoài đồng; (4) Đánh giá ảnh hưởng của lượng phân đạm và mật độ đến khả năng sinh trưởng, phát triển và phẩm chất trái của dòng dưa hấu tam bội cấy mô ngoài đồng.

Giai đoạn (1): bằng cách xử lý đỉnh sinh trưởng dưa hấu nhị bội in vitro với hóa chất đa bội hóa colchicine 0,01% và oryzalin 0,004% đều tạo chồi tứ bội. Xử lý colchicine trong 8 ngày đạt 9% và xử lý oryzalin trong 54 giờ đạt 4% cây tứ bội, kiểm tra bằng phân tích dòng chảy tế bào.

Đối với giai đoạn (2) các cây tứ bội in vitro được chọn lọc từ giai đoạn (1) làm vật liệu nhân chồi cấy mô. Kết quả cho thấy việc bổ sung BA 1 mg/L cho hiệu quả nhân chồi (2,6 chồi) và bổ sung IBA 1 mg/L cho hiệu quả tạo rễ (9-12 rễ) hình thành cây hoàn chỉnh. Các dòng cây dưa hấu tứ bội cấy mô được trồng tại Hậu Giang, kết quả cho thấy các dòng cây dưa hấu tứ bội sinh trưởng, phát triển tốt ngoài đồng, được sử dụng làm cây mẹ để lai tạo thành công hạt lai dưa hấu tam bội.

Đối với giai đoạn (3): kết quả cho thấy môi trường chỉ bổ sung nồng độ BA 1,0 mg/L cho hiệu quả tái sinh chồi các dòng dưa hấu tam bội cao nhất sau 3 tuần nuôi cấy với chồi khỏe, hạn chế bị thủy tinh thể. Số rễ, chiều dài rễ cũng như số lá và chiều cao cây dưa hấu tam bội tốt nhất được ghi nhận ở môi trường bổ sung IBA 0,5 mg/L và than hoạt tính 2,0 g/L. Ở điều kiện đồng ruộng tại Cần Thơ, hai dòng dưa hấu tam bội (TriP1 và TriP2) cấy mô sinh trưởng và phát triển tốt. Dòng TriP1 có chiều dài dây, số lá/dây, kích thước lá cao hơn giống đối chứng và dòng TriP2. Tuy nhiên khối lượng trái, năng suất và phẩm chất trái (độ Brix và độ dày vỏ) không khác biệt. Dòng TriP1 trồng ở Hậu Giang, cho sự sinh trưởng tương đương giống đối chứng và dòng TriP2. Đồng thời khối lượng trái và năng suất (lần lượt là 2,2 kg-36,91 tấn/ha) của dòng TriP1 cao hơn giống đối chứng (1,73 kg-28,94 tấn/ha) và dòng TriP2 (1,55 kg-25,56 tấn/ha), nhưng phẩm chất trái tương đương.

Đối với giai đoạn (4): nghiên cứu đã chỉ ra rằng, dưa hấu tam bội được trồng ở mật độ 10.000 cây/ha cùng lượng phân đạm cao (200 kg N/ha) đạt hiệu quả với năng suất trái cao (23,19 tấn/ha), độ Brix trái >10% so với mật độ 8.750 cây/ha cùng lượng phân đạm thấp (150kg/ha).

2. Những kết quả mới của luận án
3. i) Tạo cây con tứ bội bằng phương pháp nuôi cấy mô và xử lý đa bội hóa; trồng cây ra đồng.
4. ii) Lai tạo thành công hạt lai tam bội từ hoa cái cây tứ bội với phấn hoa cây nhị bội.

iii) Tìm được môi trường nuôi cấy in vitro thích hợp cho việc nhân chồi, tạo rễ các dòng dưa hấu tứ bội, tam bội, nhân nhanh giống; góp phần giảm bớt chi phí đầu tư ban đầu trong sản xuất dưa hấu không hạt.

1. iv) Khảo sát và đánh giá khả năng sinh trưởng, phẩm chất trái của 2 dòng dưa hấu tam bội tạo thành cấy mô trồng ngoài đồng tại Cần Thơ và Hậu Giang.
2. v) Bước đầu đánh giá được liều lượng phân đạm cùng mật độ trồng phù hợp cho sự sinh trưởng phát triển, năng suất và phẩm chất trái của dòng tam bội lai cấy mô trồng ngoài đồng.
3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Ý nghĩa thực tiễn và những đề xuất

Ý nghĩa thực tiễn

1. i) Tạo được dòng dưa hấu tam bội có nguồn gốc từ Việt Nam.
2. ii) Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô, tế bào để rút ngắn thời gian chọn tạo, nhân dòng và giúp giảm giá thành cây giống tứ bội và tam bội.

iii) Xác định được môi trường thích hợp để nhân giống các dòng dưa hấu tứ bội và tam bội.

1. iv) Khảo sát và đánh giá khả năng sinh trưởng, phẩm chất trái của 2 dòng dưa hấu tam bội tạo thành cấy mô trồng ngoài đồng.
2. v) Đánh giá bước đầu về liều lượng phân đạm và mật độ trồng trên dòng dưa hấu tam bội tạo thành trồng ngoài đồng.

Những đề xuất

Tiếp tục nghiên cứu để nâng cao tỷ lệ tứ bội trên mầm chồi dưa hấu nhị bội bằng oryzalin.

Áp dụng “qui trình sản xuất cây dưa hấu tam bội cấy mô”  để lai tạo và nhân nhanh nhiều dòng dưa hấu tam bội F1 khác, góp phần đa dạng hóa nguồn giống dưa hấu có xuất xứ ở Việt Nam. 

Tiếp tục mở rộng khảo sát sự sinh trưởng, phát triển của dòng dưa hấu tam bội TriP1 và TriP2 trên các vùng sinh thái khác ở Đồng Bằng Sônng Cửu Long.

1. Summary of the dissertation

"Investigate on breeding and measuring to improve yield and quality of triploid watermelons (Citrullus vulgaris L.) in vitro" was conducted at Faculty of Agriculture and Applied Biology of Can Tho University and two provinces of Hau Giang, Can Tho. The objective of the study is to make a triploid watermelon in vitro originated from Vietnam; to propose a method of production of triploid watermelon seedlings as a basis for selecting more triploid lines and overcoming the disadvantages of triploid seedlings with poor germination, difficult storage.

The study consists of four main phases: (1) Producing tetraploid watermelon in vitro with colchicine and oryzalin; (2) Cloning the tetraploid watermelon in vitro and hybridize the watermelon triploid triploid; (3) Cloning watermelon triploid in vitro and investigated the growth and development of watermelon triploid watermelon lines; (4) Evaluate the effect of N fertilizer and density on the growth, development and fruit quality of the transgenic watermelon.

Phase (1): By treating the diploid watermelon growth peak in vitro with 0.01% colchicine multi-particulate and 0.004% oryzalin, all tetraploid shoots were formed. Treatment of colchicine in 8 days reached 9% and treatment with oryzalin in 54 hours reached 4% tetraploid, and it was tested by cell flow analysis.

For phase (2), tetraploid plants in vitro were selected from the stage (1) as tissue culture multiplication. The results showed that supplementation with BA 1 mg/L for shoot propagation (2.6 shots) and IBA 1 mg / L supplementation gave the rooting effect (9-12 roots) of complete tree formation. The tetraploid watermelon seedlings were planted in Hau Giang, the results showed that the lines of watermelon tetraploid grow well in the field, they were used as a mother to breed watermelon hybrid triploid seeds.

For phase (3): the results showed that the medium supplemented with BA 1.0 mg/L gave the highest regeneration efficiency of the watermelon triploid shoots after 3 weeks of culture with healthy shoots, limiting cataracts. The number of roots, root length as well as a number of leaves and height of triploid watermelon were best recorded in medium supplemented with IBA 0.5 mg/L and activated charcoal 2.0 g/L. At field conditions in Can Tho, two lines of triploid watermelon (TriP1 and TriP2) were implanted tissue growth and they developed well. The TriP1 line has the liana length, the number of leaves/a liana, leaf size higher than the control variables and the TriP2 line. However, fruit mass, fruit quality and fruit productivity (Brix and shell thickness) were not significantly different. The TriP1 line, which grows in Hau Giang, has the same growth as the one in the control varieties and the TriP2 line. At the same time, fruit weight and productivity (2.2kg - 36.91tons/ha, respectively) of the TriP1 line were higher than the control varieties (1.73kg - 28.94tons/ha) and TriP2 (55kg - 25.56tons/ha), but the fruit quality is equivalent.

For phase (4), research has shown that triploid watermelon is planted at a density of 10.000 trees per hectare and a high amount of nitrogen fertilizer (200kg N/ha) giving high fruit productivity (23.19tons/ha), fruit’s Brix >10% compared to 8.750 plants/ha and low nitrogen fertilizer (150kg/ha).

2. New findings of the dissertation
3. i) Creating tetraploid seedlings by tissue culture and multi-nucleotide treatment; planting trees in the field.
4. ii) Hybridize triploid hybrids from tetraploid flowers with diploid pollen.

iii) Finding in vitro culture medium suitable for shoot multiplication, the formation of tetraploid, triploid, and rapid multiplication of seedlings; Reduce the initial investment in seedless watermelon production.

1. iv) Investigate and evaluate the growth and fruit quality of two crossed triploid seedless watermelon lines multiplied in the field in Can Tho and Hau Giang.
2. v) Initial evaluating of nitrogen fertilization rates and planting density is appropriate for the growth, yield, and quality of the transplanted tissue culture in the field.
3. Scientific and practical significance

Scientific significance

1. i) To produce triploid watermelon lines originating from Vietnam.
2. ii) To apply tissue and cell culture techniques to shorten selection time, multiple lines and reduce the cost of tetraploid and triploid seedlings.

iii) To identify a suitable environment for the propagation of tetraploid and triploid watermelons.

1. iv) To do investigate and evaluate the growth and fruit quality of two triploid watermelon lines forming transplanted tissue in the field.
2. v) To have an initial evaluation of nitrogen fertilization rates and planting density on triploid watermelons for field planting.

Practical significance

Continuing research to raise the tetraploid ratio on diploid watermelon buds by oryzalin.

Application of the "multiplied watermelon triploid production process" to cross and propagate F1 triploid watermelon lines, contributing to the diversification of watermelon seed sources originating in Vietnam.

Continuing to investigate the growth and development of TriP1 and TriP2 triploid watermelon lines on other ecoregions in the Mekong Delta.            

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)