Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt
Đậu tương là cây công nghiệp ngắn ngày có giá trị kinh tế và chiếm vị trí quan trọng trong cơ cấu cây trồng ở nước ta. Sản phầm hạt đậu tương được dùng làm thức ăn cho người và gia súc, dùng để chế biến dầu thực vật. Nhu cầu sử dụng hạt đậu tương ở nước ta là rất lớn (khoảng 5,0 - 6,0 triệu tấn/năm). Tuy nhiên, trong những năm gần đây ngành sản xuất đậu tương ở nước ta bị giảm về cả diện tích và sản lượng (năm 2017 đạt 102,3 ngàn tấn). Hàng năm, chúng ta phải mất một lượng ngoại tệ lớn để nhập khẩu từ 4,5 - 6,0 triệu tấn hạt đậu tương/năm trong khi chúng ta cũng có điều kiện thuận lợi để sản xuất. Việc tổ chức lại ngành sản xuất đậu tương, bao gồm việc quy hoạch vùng sản xuất, kỹ thuật canh tác và đặc biệt là công tác chọn tạo giống là việc làm rất cần thiết đối với nước ta hiện nay.
Một trong những nguyên nhân dẫn đến ngành sản xuất đậu tương của nước ta kém phát triển là do chưa có giống tốt, năng suất đậu tương bình quân hiện nay ở nước ta là thấp, chỉ đạt 14 - 15 tạ/ha, trong khi đó trên thế giới đã đạt ngưỡng 30 - 40 tạ/ha (FAO, 2017). Bộ giống đậu tương sử dụng cho sản xuất ở Việt Nam hiện chưa ổn định, hiệu quả thấp, một số giống có tiềm năng năng suất cao, ngắn ngày nhưng lại bị nhiễm sâu bệnh hại như DT84, VX93, ĐT12, Đ2101, DT2001, AK03, Đ8... Một số giống có khả năng chống chịu với sâu bệnh nhưng lại có hạn chế là dài ngày không phù hợp với cơ cấu mùa vụ như ĐT2000, DT95, ĐT26... Do đó, để thúc đẩy mở rộng diện tích và tăng sản lượng đậu tương ở nước ta thì việc chọn tạo và đưa vào sản xuất bộ giống đậu tương có năng suất cao, ngắn ngày, phản ứng nhẹ với thời gian chiếu sáng ngày, chống chịu tốt với sâu bệnh hại, như bệnh gỉ sắt là vấn đề cần thiết và cấp bách hiện nay.
Để phát triển các giống đậu tương triển vọng đã khảo nghiệm giai đoạn 1 (Đ9, TH29-3-7) ra sản xuất cần tiến hành hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác riêng cho từng giống phù hợp với từng vùng sinh thái để khai thác hết tiềm năng năng suất của giống, tổ chức sản xuất đủ khối lượng hạt giống các cấp có chất lượng cao đáp ứng cho sản xuất, xây dựng các mô hình trình diễn giống mới kết hợp tổ chức hội nghị đầu bờ là khâu quan trọng và cần thiết để giới thiệu, quảng bá và phát triển giống nhanh trên diện rộng, góp phần thúc đẩy ngành sản xuất đậu tương trong nước phát triển đem lại hiệu quả kinh tế cao cho người sản xuất. Để đảm bảo sản xuất tốt, cần có đội ngũ cán bộ nắm chắc quy trình kỹ thuật canh tác và chỉ đạo sản xuất, do vậy việc mở các lớp đào tạo tập huấn cho cán bộ địa phương, kỹ thuật viên, nông dân về các kỹ năng canh tác các giống đậu tương mới là hết sức cần thiết.
Xuất phát từ thực tiễn trên, TS. Nguyễn Văn Khởi cùng nhóm nghiên cứu tại Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm thực hiện “Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt (giai đoạn 2)” với mục tiêu chọn lọc và phát triển sản xuất các giống đậu tương mới kháng bệnh gỉ sắt, thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, thích hợp gieo trồng 3 vụ trong năm tại các vùng trồng chính ở Việt Nam.
Đậu tương là cây trồng cạn ngắn ngày có giá trị kinh tế cao và là cây có khả năng cải tạo đất tốt. Hạt đậu tương được dùng làm thực phẩm cho con người, thức ăn cho gia súc, nguyên vật liệu trong công nghiệp và hàng xuất khẩu. Hạt đậu tương có thành phần dinh dưỡng cao, trong đó hàm lượng protein chiếm khoảng từ 35% đến 45%, cao hơn trong cá, thịt và cao gấp hai lần so với các loại đậu đỗ khác. Protein của đậu tương dễ tiêu hoá hơn thịt và không có các thành phần tạo cholesterol. Thêm vào đó, hàm lượng các chất dinh dưỡng khác như lipid và hydratcacbon cũng chiếm lần lượt từ 20% đến 28% và từ 15% đến 16%. Ngoài ra, hạt đậu tương còn chứa nhiều loại vitamin và muối khoáng quan trọng cho sự sống (Banshi et al., 2013). Hàm lượng amino acid không thay thế quan trọng như methionine và cystein trong hạt đậu tương được biết cao gần bằng, còn casein và đặc biệt là lysine cao gấp 1,5 lần các chất tương tự có trong trứng gà. Gần đây, người ta mới biết thêm hạt đậu tương chứa lexithin, có tác dụng kích thích tái tạo các tế bào, giúp cơ thể trẻ lâu, tăng cường trí nhớ, làm cứng xương và tăng sức đề kháng cho cơ thể. Hạt đậu tương có chứa hàm lượng các loại dầu béo cao hơn các loại đậu đỗ khác và được coi là cây cung cấp dầu thực vật quan trọng. Lipid của đậu tương chứa từ 60% đến 70% là các axit béo chưa no, có hệ số đồng hoá cao, trong đó các lipid có mùi thơm như axit linoleic chiếm 52% đến 60%, oleic chiếm 25% đến 36%, linoleolic ở trong khoảng 2% đến 3% (Banshi et al., 2013). Hạt đậu tương cũng có nhiều loại vitamin như B1; B2; PP, A, E, K, D... Đặc biệt trong hạt đậu tương đang nẩy mầm, hàm lượng vitamin tăng lên đáng kể. Ngoài ra còn có các thành phần khác như vitamin PP và nhiều chất khoáng như Ca, P, Fe... Ngoài ra đậu tương còn là nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: chế biến cao su nhân tạo, mực in, xà phòng, chất dẻo, tơ nhân tạo, chất đốt lỏng, dầu bôi trơn trong ngành hàng không...
Ngành sản xuất đậu tương trên thế giới trong những năm gần đây tăng mạnh cả về diện tích, năng suất và sản lượng. Kết quả thống kê của FAO cho thấy từ năm 1960 đến năm 2016, diện tích gieo trồng, năng suất và sản lượng đậu tương trên thế giới đều tăng, đặc biệt tăng mạnh từ năm 2000 đến nay. Cây đậu tương có nguồn gốc ở Trung Quốc và vùng Đông Nam châu Á, nhưng 45% diện tích gieo trồng và 55% sản lượng đậu tương của thế giới hiện nay lại nằm ở Mỹ. Nước Mỹ trong năm 2000 đã sản xuất được 75 triệu tấn đậu tương, trong đó hơn một phần ba dùng để xuất khẩu. Các nước sản xuất đậu tương lớn khác là Brazil, Argentina, Trung Quốc và Ấn Độ. Phần lớn sản lượng đậu tương của Mỹ dùng để chế biến làm thức ăn nuôi gia súc, gia cầm hoặc để xuất khẩu, mặc dù lượng tiêu thụ đậu tương trên đầu người của nước này đang tăng lên. Dầu đậu tương chiếm tới 80% lượng dầu ăn được tiêu thụ ở Mỹ. Trước những năm 1970, Mỹ và Trung Quốc là hai nước sản xuất đậu tương nhiều nhất thế giới. Trong đó, tốc độ sản xuất đậu tương của Mỹ nhanh hơn của Trung Quốc. Sản lượng đậu tương của Mỹ tăng từ 60% năm 1960 lên đỉnh cao là 75% năm 1969, trong khi sản lượng của Trung Quốc lại giảm từ 32% xuống còn 16% trong cùng kỳ. Hiện Mỹ vẫn là nước sản xuất đậu tương đứng đầu thế giới với 31% diện tích và 34% sản lượng theo số liệu thống kê trong năm 2015. Brazil và Argentina là 2 nước đứng thứ 2 và thứ 3 ở châu Mỹ và cũng là nước đứng thứ 2 và thứ 3 trên thế giới về diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương. Đến năm 2016 sản lượng đậu tương của 2 quốc gia này lần lượt là 97,0 triệu tấn và 57,0 triệu tấn. Trung Quốc là quốc gia đứng thứ 4 thế giới 5 về sản xuất loại cây trồng này. Năng suất bình quân của Trung Quốc hiện nay chỉ bằng 2/3 năng suất bình quân của thế giới. Đến năm 2016, năng suất và sản lượng đậu tương của Trung Quốc chỉ mới đạt 17,90 tạ/ha và sản lượng đạt 12,20 triệu tấn (FAO, 2017).
Theo Phạm Văn Thiều (2006), đậu tương được trồng ở nước ta từ rất sớm. Tuy nhiên, trước cách mạng tháng 8/1945 diện tích trồng còn ít (30.000 ha năm 1944). Sau khi đất nước thống nhất (1976) diện tích trồng đậu tương mới bắt đầu được mở rộng. Những năm gần đây, diện tích và sản lượng đậu tương có nhiều biến động và có xu hướng giảm dần về diện tích. Diện tích trồng đậu tương của nước ta năm 1995 là 121,1 nghìn ha, tăng dần qua các năm và đạt cao nhất vào năm 2005 với 204,1 nghìn ha sau đó giảm xuống còn 197,8 nghìn ha vào năm 2010, đến năm 2015 diện tích toàn quốc chỉ còn 110,0 nghìn ha. Năng suất đậu tương bình quân cả nước năm 1995 đạt 10,3 tạ/ha và tăng liên tục qua các năm và đạt cao nhất vào năm 2010 là 15,0 tạ/ha. Đến năm 2015 năng suất đậu tương bình quân của nước ta giảm xuống còn 14,6 tạ/ha và năm 2016 đạt 14,3 tạ/ha. Tổng sản lượng đậu tương của cả nước năm 1995 đạt 125,5 nghìn tấn, đến năm 2000 đạt 144,9 nghìn tấn và đạt cao nhất vào năm 2005 với tổng sản lượng là 292,7 nghìn tấn. Tuy nhiên, từ cuối năm 2013 trở lại đây sản lượng đậu tương có phần chững lại. Năm 2015 sản lượng đậu tương của Việt Nam còn 172,0 nghìn tấn và 170 nghìn tấn trong năm 2016, đến năm 2017 sản lượng đậu tương Việt Nam giảm mạnh và chỉ đạt 102,3 nghìn tấn tương đương với diện tích giảm 16,1 nghìn ha so với năm 2016 (FAO, 2018). Hiện sản lượng đậu tương sản xuất của Việt Nam mới chỉ đáp ứng được khoảng 1/20 nhu cầu tiêu dùng trong nước.
Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:
Kế thừa nguồn vật liệu giai đoạn 1, đề tài đã chọn tạo được 12 dòng đậu tương triển vọng mang 1 - 2 gen kháng, năng suất cao, thời gian sinh trưởng trung ngày tham gia thí nghiệm so sánh chính quy tại các vùng sinh thái và 63 dòng đậu tương tốt. Hoàn thiện 01 quy trình ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt.
Kết quả so sánh 24 dòng/giống triển vọng (12 dòng khu vực phía Bắc + 12 dòng khu vực phía Nam), chọn được 4 dòng ưu tú đáp ứng mục tiêu chọn tạo giống. Kết quả khảo nghiệm Quốc gia và khảo nghiệm sinh thái 4 dòng đâu tương triển vọng đều đạt năng suất >25 ta/ha, TGST<100 ngày, kháng gỉ sắt điểm 1-3.
Hoàn thiện được 2 quy trình kỹ thuật sản xuất hạt giống và 02 quy trình kỹ thuật canh tác giống (giống đậu tương Đ9 cho các tỉnh phía Bắc; giống đậu tương TH29-3-7 cho các tỉnh phía Nam). Quy trình được hoàn thiện dựa trên các thí nghiệm về thời vụ, mật độ, phân bón trong sản xuất hạt giống và kỹ thuật canh tác giống.
Xây dựng 06 mô hình trình diễn giống mới (3 mô hình giống đậu tương Đ9 tại các tỉnh phía Bắc và 03 mô hình giống đậu tương Th29-3-7 tại các tỉnh phía Nam) với tổng quymoo 60ha tại các vùng sinh thái khác nhau, hiệu quả của mô hình tăng so với giống đối chứng từ 19-29% ở từng mô hình.
Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 19306/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
