Ứng dụng chỉ thị phân tử chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt

Từ năm 2013, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) đã nghiên cứu, chọn tạo thành công giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt là Đ9 và Đ10. Tuy nhiên, nấm Phakopsora pachyrhiri (nguyên nhân gây bệnh) có khả năng thích nghi cao và liên tục biến đổi trong quá trình gây bệnh. Không có kiểu gen kháng đơn nào trong các gen đã công bố trước đó có khả năng kháng với tất cả chủng nấm gây bệnh.

TS Dương Xuân Tú, Phó Viện trưởng Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đánh giá, tính kháng bệnh của các kiểu gen kháng đơn không ổn định, dễ bị mất đi hoặc suy yếu sau khoảng 7 – 8 năm gieo trồng. “Chỉ các dòng giống được tích hợp nhiều gen kháng mới có khả năng kháng bệnh bền vững trong tự nhiên”, ông cho biết.

Đậu tương là cây ngắn ngày có giá trị kinh tế. Do đó, Viện tiếp tục ứng dụng chỉ thị phân tử ADN trong chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt. Vật liệu nghiên cứu là 12 quần thể lai đậu tương, thế hệ F2-F5 được kế thừa từ giai đoạn trước theo định hướng chọn lọc ngắn ngày, năng suất cao, mang ít nhất 2 gen kháng trong các gen Rpp2, Rpp4 và Rpp5.

Đồng thời, 3 chỉ thị phân tử liên kết với gen kháng bệnh gỉ sắt gồm Satt620 liên kết với gen kháng Rpp2 trên nhiễm sắc thể (NST) 16, Satt288 liên kết với Rpp4 trên NST18 và Sat_275 liên kết Rpp5 trên NST3.

Sau khi gieo hỗn theo từng tổ hợp và chọn những cá thể có dạng hình đẹp, thời gian sinh trưởng trung ngày, chống chịu sâu bệnh, tiềm năng năng suất cao, nhóm nghiên cứu đã lấy mẫu lá tách chiết ADN và phân tích kiểu gen kháng bệnh gỉ sắt. Cá thể mang gen mục tiêu ở trạng thái đồng hợp tử sẽ được gieo riêng thành dòng, tiếp tục chọn lọc phân ly theo phương pháp phả hệ ở các thế hệ kế tiếp.

Bằng phản ứng nhân gen (PCR) và khảo nghiệm qua vài vụ, các nhà khoa học của Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm đã tìm ra dòng đậu tương triển vọng VD3-8-3 (còn gọi là Đ11). Khi mang giống Đ11 khảo nghiệm tại 4 điểm trong mạng lưới khảo nghiệm quốc gia, kết quả cho thấy Đ11 có thời gian sinh trưởng 96 ngày, tương đương giống đối chứng, nhưng năng suất cao hơn tại 3 trong 4 điểm với mức bình quân đạt 25,6 tạ/ha.

Tiếp tục đánh giá, giống Đ11 cho năng suất tốt hơn ở vụ xuân nhưng thời gian sinh trưởng dài hơn. Đặc biệt, Đ11 thích hợp gieo trồng tại các tỉnh phía Bắc, có thể sử dụng trồng thuần hoặc xen canh.

Theo TS Dương Xuân Tú, việc quy tụ nhiều gen kháng vào 1 giống được xem là biện pháp hữu hiệu trong chiến lược chọn tạo giống kháng phổ rộng. Trên Đ11, kiểu hình kháng cao hơn hẳn và hầu như không quan sát thấy sự hình thành bào tử nấm.

Việc nghiên cứu, chọn tạo ra giống đậu tương có khả năng kháng bệnh gỉ sắt có ý nghĩa lớn bởi nhu cầu sử dụng đậu tương ở Việt Nam rất lớn, lên tới khoảng 6 triệu tấn/năm. Tuy nhiên, những năm gần đây ngành sản xuất đậu tương ở nước ta bị giảm cả về cả diện tích và sản lượng, chỉ đáp ứng một phần nhỏ nhu cầu.

Một phần nguyên nhân dẫn đến tình trạng này là do người sản xuất chưa có giống đủ tốt. Năng suất đậu tương bình quân hiện nay ở Việt Nam khoảng 14 – 15 tạ/ha, trong khi đó trên thế giới đã đạt ngưỡng 30 – 40 tạ/ha. Bộ giống đậu tương sử dụng cho sản xuất chưa thật sự ổn định. Một số giống có tiềm năng năng suất cao, ngắn ngày nhưng lại dễ bị nhiễm sâu bệnh hại như ĐT84, VX93, ĐT12, Đ2101, DT2001, AK03, Đ8… Một số giống có khả năng chống chịu với sâu bệnh nhưng lại có thời gian sinh trưởng dài, không phù hợp với cơ cấu mùa vụ như ĐT2000, ĐT95, ĐT26.

TS Nguyễn Trọng Khanh, Viện trưởng Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm cho rằng, bên cạnh vấn đề giống, để đảm bảo sản xuất tốt cây đậu tương, cần đội ngũ cán bộ nắm chắc quy trình kỹ thuật canh tác và chỉ đạo sản xuất. Do đó, các lớp đào tạo tập huấn cho người dân về kỹ thuật canh tác các giống đậu tương mới, trong đó có Đ11 là hết sức cần thiết.