Kết quả nghiên cứu khoa học tại Hội thảo Nữ cán bộ, viên chức Học viện năm 2024: "Sàng lọc nguồn gen kháng bệnh mốc sương cà chua Phytophtora infestants bằng chỉ thị phân tử và lây nhiễm nhân tạo"

Cà chua (Solanum lycopersicum) là một trong những loại cây trồng có giá trị kinh tế cao, được canh tác rộng rãi trên khắp thế giới, bao gồm cả Việt Nam. Tuy nhiên, trong quá trình canh tác, cây cà chua thường xuyên đối mặt với nhiều loại bệnh hại, trong đó bệnh mốc sương do nấm Phytophthora infestans gây ra là một trong những tác nhân gây hại nghiêm trọng nhất. Bệnh mốc sương có thể lây lan nhanh chóng, đặc biệt trong điều kiện khí hậu nóng ẩm và mưa nhiều, gây tổn thất lớn về năng suất và chất lượng quả, thậm chí có thể dẫn đến mất trắng nếu không được kiểm soát kịp thời.

Nghiên cứu sàng lọc nguồn gen kháng bệnh mốc sương trên cây cà chua thông qua phương pháp lây nhiễm nhân tạo và sử dụng các chỉ thị phân tử DNA đang là một hướng tiếp cận tiên tiến, giúp nhận diện các giống hoặc dòng cà chua có khả năng kháng bệnh. Lây nhiễm nhân tạo trong điều kiện phòng thí nghiệm cho phép mô phỏng lại các điều kiện tự nhiên và xác định khả năng kháng bệnh của từng dòng, giống cà chua. Đồng thời, chỉ thị phân tử DNA là công cụ hiệu quả trong việc xác định các gen kháng bệnh đã được định danh, cho phép chọn lọc những giống có khả năng mang gen kháng mà không cần đợi đến khi biểu hiện bệnh trong tự nhiên. Việc kết hợp cả hai phương pháp lây nhiễm nhân tạo và chỉ thị phân tử DNA không chỉ rút ngắn thời gian chọn giống mà còn tăng độ chính xác trong việc phát hiện và phát triển các giống cà chua kháng bệnh mốc sương. Điều này sẽ góp phần giảm thiểu tổn thất về kinh tế, bảo vệ môi trường, và hướng tới một nền nông nghiệp bền vững.

Các chỉ thị phân tử DNA liên kết với các gen trên cũng đã được phát triển. Vì vậy dựa trên PCR để phát hiện và chọn lọc các gen kháng đã và đang được sử dụng rộng rãi trong các chương trình chọn giống cà chua, giúp cho việc chọn lọc gen kháng trở nên thuận lợi và chính xác. Nhằm có được nguồn vật liệu tốt phục vụ công tác chọn tạo giống cà chua, trong nghiên cứu này 30 mẫu giống cà chua nhập nội và thu thập ở trong nước đã được đánh giá và sàng lọc gen kháng. Kết quả đã chọn được 05 mẫu giống có tiềm năng năng suất cao là Sol-3, Sol-24, Sol-25, Sol-26 và Sol-29, đặc biệt các mẫu giống Sol-3 và Sol-24 còn mang gen kháng Ph2 và Ph3. Bằng chỉ thị phân tử DNA phát hiện được 02 mẫu giống mang kháng Ph2 là Sol-3 và Sol-19, 02 mẫu giống mang gen kháng Ph3 là Sol-16 và Sol-24. Bằng lây nhiễm nhân tạo nhận thấy các mẫu giống mang gen kháng Ph2 và Ph3 kháng tốt với isolate bệnh thu thập tại Hà Nội. Đây là nguồn gen quý phục vụ đắc lực trong công tác chọn tạo giống cà chua kháng bệnh mốc sương.

Hình 1.  Điện di sản phẩm PCR của chỉ thị UF-Ph2-1 phát hiện gen Ph2

Hình 2. Khả năng kháng nhiễm của các mẫu giống cà chua với isolate bệnh mốc sương thu thập tại Hà Nội A: Sol-5 nhiễm nặng (HS); B: Mẫu giống Sol-10 nhiễm (S); C: Mẫu giống Sol -3 mang gen Ph2 kháng tốt (R) và D: Mẫu giống mang kháng Ph3 kháng tốt (R)

Tác giả: Phan Thị Hiền^1*, Phạm Thị Dung¹, Phùng Thi Duyên¹, Phan Thanh Tùng²

 ¹Khoa Công nghệ Sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

²Trung tâm Bảo tồn và Phát triển Nguồn gen Cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam