Tài liệu Đánh giá đa dạng di truyền cây mận chín sớm lạng sơn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ANH DŨNG “ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY MẬN CHÍN SỚM LẠNG SƠN” LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐẠIThái HỌC THÁI NGUYÊN Nguyên - 2022 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ANH DŨNG “ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY MẬN CHÍN SỚM LẠNG SƠN” Ngành: Công nghệ sinh học Mã số ngành: 8420201 LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Bùi Tri Thức 2. GS.TS. Ngô Xuân Bình Thái Nguyên - 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả nghiên cứu của riêng tôi. Những số liệu trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Các thông tin, tài liệu trích dẫn trình bày trong luận văn này đều được ghi rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, tháng 9 năm 2022 Tác giả Nguyễn Anh Dũng ii LỜI CẢM ƠN Được sự nhất trí của Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và sự quan tâm của Phòng quản lý và Đào tạo sau Đại học, các thầy cô giáo Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá đa dạng di truyền cây mận chín sớm Lạng Sơn”. Đến nay tôi đã hoàn thành đề tài của mình. Để có được kết quả như vậy, trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo hướng dẫn, Ban Giám hiệu Nhà trường, khoa Công nghệ sinh học - Công nghệ thực phẩm và phòng Quản lý sau Đại học, các tổ chức cá nhân liên quan đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn: 1. Ban Giám hiệu Nhà trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. 2. TS. Bùi Tri Thức và GS.TS. Ngô Xuân Bình 3. Phòng quản lý đào tạo SĐH, Khoa Công nghệ sinh học - Công nghệ thực phẩm Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. 4. Xin chân thành cảm ơn Bộ Khoa học và Công nghệ đã cấp kinh phí thực hiện nghiên cứu thuộc đề tài Mã số: NVQG -2019/ĐT.12. Do còn hạn chế về trình độ lý luận và kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi thiếu sót, tôi rất mong được sự giúp đỡ, góp ý kiến bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tình hình sản xuất mận ở một số nước trên thế giới năm 2017 ...............13 Bảng 1.2. Tình hình sản xuất mận ở một số tỉnh trong nước năm 2016 ...................20 Báng 3.1. Kết quả đánh giá đặc điểm hình thái lá mận chín sớm Lạng Sơn ............38 Bảng 3.2. Thời điểm rụng lá, ra hoa và đậu quả của giống mận chín sớm Lạng Sơn ...... 39 Bảng 3.3. Kết quả đánh giá đặc điểm hình thái quả của giống mận chín sớm Lạng Sơn ...........................................................................................................40 Bảng 3.4. Bảng tổng hợp các phân đoạn sản phẩm PCR ..........................................42 iv DANH MỤC HÌNH Hình 3.1. Hình thái lá của các dòng mận chín sớm Lạng Sơn. .................................37 Hình 3.2: Kết quả kiểm tra DNA tổng số của các dòng mận chín sớm Lạng Sơn. M: thang chuẩn DNA; 1-16 lần lượt là các dòng mận chín sớm Lạng Sơn ..47 Hình 3.3. Kết quả nhân đoạn đa hình bằng phản ứng PCR với các cặp mồi RAPD. M: thang chuẩn DNA; 1-16 lần lượt là các dòng mận chín sớm Lạng Sơn ........ 49 Hình 3.4. Sơ đồ hình cây mô tả quan hệ di truyền của 16 dòng cây mận chín sớm Lạng Sơn. .................................................................................................43 v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ADN deoxyribonucleic acid BVTV Bảo vệ thực vật CU Chilling Units FAO Food and Agriculture Organization - Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc FDP Fruit Development Period - giai đoạn phát triển quả GA3 Gibberillic acid GDP Gross domestic product – Tổng sản phẩm trong nưaóc IPGRI Viện tài nguyên di truyền thực vật Quốc tế IPM biện pháp phòng trừ dịch hại tổng hợp ISSR Inter-Simple Sequence Repeats NAA Naphthalene Axetic axit o Độ C RAPD Random amplified polymorphic DNA SSR Simple Sequence Repeat TE Tris HCl : EDTA ThiO Thidiazuron C vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................ ii DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................................... iii DANH MỤC HÌNH................................................................................................................. iv MỞ ĐẦU ................................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................3 3. Đối tượng nghiên cứu..............................................................................................3 4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn ....................................................................3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................................. 4 1.1. Nghiên cứu về nguồn gốc cây mận ......................................................................4 1.2. Nghiên cứu về phân loại cây mận ........................................................................4 1.3. Nghiên cứu về dặc điểm sinh học và yêu cầu sinh thái của cây mận ..................6 1.3.1. Đặc điểm thực vật học......................................................................................6 1.3.2. Nghiên cứu về đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây mận ......................8 1.3.3. Nghiên cứu về yêu cầu sinh thái của cây mận ................................................10 1.4. Tình hình nghiên cứu về cây mận trên thế giới .................................................13 1.4.1 Hiện trạng sản xuất mận trên thế giới ..............................................................13 1.4.2. Kết quả nghiên cứu về cây mận ......................................................................14 1.5. Kết quả nghiên cứu về cây mận ở Việt Nam .....................................................19 1.5.1. Tình hình sản xuất mận ở Việt Nam ...............................................................19 1.5.2. Kết quả nghiên cứu ở Việt Nam......................................................................20 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.. 29 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................29 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................30 2.2. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................30 vii 2.3. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................30 2.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm........................................................................30 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái của cây mận chín sớm Lạng Sơn .... 30 2.3.3. Phương pháp nghiên so sánh đa dạng di truyền của cây mận chín sớm Lạng Sơn.............................................................................................................................32 2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu ...............................................................................34 CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................... 35 3.1. Kết quả đánh giá đặc điểm hình thái của giống mận chín sớm Lạng Sơn .........35 3.1.3. Kết quả đánh giá đặc điểm ra hoa, đậu quả và hình thái quả của giống mận chín sớm Lạng Sơn....................................................................................................39 3.2. Đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị RAPD các dòng mận chín sớm của Lạng Sơn ...................................................................................................................42 3.2.1. Kết quả tách chiết DNA tổng số từ các mẫu mận theo dõi .............................46 3.2.2 Kết quả nhân đoạn đa hình bằng phản ứng PCR với các cặp mồi RAPD .......48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................ 45 1.Kết luận ..................................................................................................................45 2. Kiến nghị ...............................................................................................................45 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................... 46 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam gồm 14 tỉnh, có diện tích 10.313,876 ha (chiếm 31% diện tích toàn quốc), dân số 13.291.000 ( trong đó 40% là dân tộc thiểu số gồm hơn 30 dân tộc khác nhau). Vùng miền núi phía Bắc được coi là vùng khó khăn nhất của đất nước, tổng GDP bằng 9,6 % GDP toàn quốc, mức sống hiện tại của cư dân trong vùng chỉ bằng 70 % so với mức sống bình quân cả nước. Trong những năm gần đây chính phủ đã tập trung phát triển miền núi nói chung và miền núi phía Bắc nói riêng nhằm xoá đói giảm nghèo và phát triển kinh tế xã hội. Các chương trình chủ yếu tập trung khai thác thế mạnh của vùng núi như tăng hiệu quả sử dụng qũy đất đai, phát triển nông lâm nghiệp, phát triển kinh tế bền vững, bảo vệ nguồn tài nguyên và đa dạng sinh học. Miền núi phía Bắc Việt Nam cùng với khu vực miền nam Trung Quốc được xác định là một trong 5 trung tâm khởi nguyên cây trồng thế giới. Địa hình phức tạp phân chia khu vực thành nhiều tiểu vùng sinh thái khác nhau tạo lên sự đa dạng sinh học cả về động vật và thực vật. Theo kết quả điều tra gần đây của Frontier, vùng miền núi phía Bắc Việt Nam hiện có 542 loài thực vật, trong đó có 13 loài được ghi trong sách đỏ thực vật thế giới. Trải qua lịch sử trồng trọt lâu đời đã hình thành nhiều vùng cây ăn quả đặc sản như: Vùng Đào, Mận Sa Pa (Lào Cai), Mận Tam Hoa Bắc Hà (Lào Cai), Cam Tuyên Quang, Cam Hà Giang, Quýt Bắc Sơn (Lạng Sơn), Bưởi Đoan Hùng (Phú Thọ), Xoài Yên Châu (Sơn La) . Miền núi phía Bắc Việt Nam cũng là nơi có tập đoàn cây ăn quả bản địa phong phú, trong đó có cây mận. Các giống mận nổi tiếng như nhóm Mận máu (quả đỏ sẫm), mận Tam Hoa, Mận Hậu, và nhóm giống Mận chín sớm với một số giống có hiệu quả kinh tế cao ở Lạng Sơn, Bắc Kạn, Sơn La.... Tuy nhiên với sự phát triển của kinh tế xã hội, nhiều giống cây ăn quả bản địa nói chung và các giống mận bản địa nói riêng đang có nguy cơ bị mất dần trong sản xuất do giống bị thoái hóa không còn giữ nguyên được các đặc điểm quí vốn có từ ban đầu. 2 Hiện nay nhiều nguồn gen bản địa đã được chính phủ và các địa phương quan tâm bảo tồn phát triển, như các giống cây ăn quả có múi (cam quýt, bưởi), các giống lê, xoài... Tuy nhiên khai thác và phát triển giống mận bản địa vẫn chưa được đầu tư và quan tâm đúng mức đặc biệt giống mận chín sớm của Lạng Sơn. Giống Mận Chín Sớm Lạng Sơn được trồng ở các huyện Cao Lộc, Văn Lãng, Văn Quan là ba huyện vùng núi cao của tỉnh Lạng Sơn. Giống Mận Chín Sớm Lạng Sơn có hàm lượng dinh dưỡng cao. Hàm lượng vitamin A chỉ sau quả mơ và bí đỏ. Trong thành phần hoá học của Mận có chứa 0,6 % các chất khoáng như Fe, Ca, P, K, Mn,… Mận Chín Sớm Lạng Sơn có năng suất cao hơn các loại mận khác, quả to màu vàng, quả khi chín ngọt có vi chua nhẹ và chín sớm vào tháng 3 hàng năm nên người dân gọi là mận Chín Sớm. Mận Chín Sớm rất có giá trị được ưa chuộng của địa phương và các vùng lân cận. Đây còn là loại quả được ưa chuộng trên thị trong nước và xuất khẩu sang thị trường Trung Quốc. Trong nhiều năm nay giá quả mận không ngừng tăng cao (trong 5 năm trở lại đây giá mận từ 20.000 – 80.000 đồng/kg, giống Mận Chín Sớm Lạng Sơn có thời điểm giá bán trên địa bàn nên tới 80.000 đồng/kg - 100.000đ/kg cao hơn nhiều so với các loài hoa quả khác; gấp 5-10 lần giá trị cây vải, cây đào, cây táo. Hiện nay giống mận này được chỉ còn một diện tích rất nhỏ trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn (huyện Cao Lộc, Văn Lãng, Văn Quan). Do điều kiện thâm canh lạc hậu và sự di thực của nhiều giống mận từ nơi khác đến đã gây ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng giống mận Chín Sớm của địa phương, vì vậy giống mận này đang bị mai một và lẫn tạp gây khó khăn cho việc trồng trọt và làm giảm hiệu quả kinh tế từ cây mận của người dân. Để khôi phục, phát triển giống Mận Chín Sớm Lạng Sơn thành sản phẩm hàng hóa, xây dựng vùng chuyên canh cây mận trên địa bàn, thay thế các loại cây trồng hiệu quả kinh tế thấp, nâng cao hiệu quả kinh tế vườn của người dân cần có sự quan tâm. đầu tư, hỗ trợ về khoa học công nghệ và nguồn vốn ban đầu. Tạo điều kiện bảo vệ được nguồn gen quý, khai thác và phát triển nguồn gen này tạo thành hàng hóa có giá trị để phát triển kinh tế - xã hội địa tại phương. Với những lý do trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá đa dạng di truyền cây mận chín sớm Lạng Sơn”. 3 2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, khả năng sinh trưởng, tiềm năng cho năng suất và chất lượng quả. Đánh giá đa dạng di truyền của cây mận chín sớm của Lạng Sơn với một số giống mận chín sớm ở các tỉnh khác. 3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là giống mận chín sớm được trồng tại huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn. 4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần tác động biện pháp kỹ thuật thâm canh nâng cao khă năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng mận Chín Sớm. Kết quả nghiên cứu góp phần bảo tồn cũng như phát triển giống cây mận Chín Sớm Lạng Sơn. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nghiên cứu về nguồn gốc cây mận Cây mận có lịch sử trồng thuần hoá lâu đời ở Việt Nam, Trên Thế giới, Trung Quốc có lịch sử trồng mận lâu đời nhất trên 3000 năm nhiều minh chứng khoa học khẳng định rằng nguồn gốc mận được xuất phát chủ yếu từ Trung Quốc, sau đó mận được di thực sang Nhật Bản (hơn 2000 năm). Châu Âu gồm các nước Pháp, Đức, Rumani, Nga,... các nước Mỹ, Chile, Brazil cũng có lịch sử trồng mận hàng trăm năm.. Các giống mận ở Châu Mỹ được phát sinh qua sự lai tạo giữa mận Trung Quốc với cây cùng họ như mơ, đào [7;15]. 1.2. Nghiên cứu về phân loại cây mận Cây mận có tên khoa học là Prunus salicina, thuộc họ hoa hồng Rosaceae, họ phụ Prunoideae, nhóm Prunus. Hiện nay, họ hoa hồng có trên 30 giống trong đó có các loại cây ăn quả trồng phổ biến và đem lại hiệu quả kinh tế cao như cây dâu tây, cây táo ta, cây mận, cây đào [40; 44]. Trên thế giới có 3 loại mận chính đó là: - Mận châu Âu (Prunus domestica L.): Đây là cây ôn đới có nhiễm sắc thể (2n = 48), loại này đòi hỏi giai đoạn phân hóa mầm hoa cần nhiệt độ thấp, nếu nhiệt độ cao, thì cây không ra nụ hoa. Nga, Nam Tư, Đức, Rumani là những nước trồng nhiều mận của châu âu [31]. Đây là giống mận có quả to, cây mọc thẳng đứng, gỗ có mầu nâu thẫm, cành có gai hoặc không có gai, lá to, xanh đậm, phía dưới mặt lá màu xanh nhạt, mép lá có răng cưa tròn. Về đặc điểm hoa và quả mận ở châu Âu khá đa dạng. Hoa có kích thước, màu sắc khác nhau. Quả mận màu sắc cũng rất đa dạng màu tím, xanh, đỏ [7]. Ở Châu Âu hiện có 10 loại mận đang được trồng. Chúng là sản phẩm lai tạo giữa mận châu Á và các cây cùng họ tại châu Âu. Tuy nhiên, loài có ý nghĩa về kinh tế và hàng hoá phải kể đến là mận Prunus domestica hay mận châu Âu (European 5 plum) [27]. Mận châu Âu (P. domestica) được di thực bằng hạt qua con đường tơ lụa vùng tây Á, sau đó lan truyền vào châu Âu. Mận châu Âu về thực chất là dạng lục bội thể có số lượng nhiễm sắc thể (2n = 6x = 48; x = 8). Trước đây các nhà khoa học đưa ra giả thiết mận châu Âu là con lai tự nhiên giữa hai loài mận Prunus cerasifera (2n = 16; x = 8) và prunus spinosa (2n = 32), rồi sau đó chọn lọc bằng các tác nhân tự nhiên, các con lai bị nhân đôi số lượng nhiễm sắc thể để trở thành loài mới P. domestica [27]. Châu Âu hiện sở hữu bộ giống mận phong phú, cây sinh trưởng khoẻ, lá to, dài, quả chín tuỳ theo giống từ tháng 7 đến tháng 10. Các giống mận châu Âu có quả to, ngọt kèm theo vị chua nhẹ, phần lớn khi chín vỏ quả vẫn giữ được màu xanh, có một số ít có màu đỏ, vàng hoặc phớt hồng rất hấp dẫn. Mận châu Âu khả năng chịu rét tốt và không ra quả trong điều kiện nóng ẩm [29; 37; 42]. - Mận châu Mỹ (Prunus Americana Marsh) gồm các loài có nguồn gốc bản địa và một phần được di thực từ Châu Á. Các giống mận du nhập vào Mỹ đầu thế kỷ 19 từ châu Á phần lớn là giống mận Nhật Bản Japanese plum. Bộ giống mận châu Mỹ rất phong phú gồm khoảng gần 20 loài khác. Một số rất ít được trồng để sử dụng làm cây cảnh hoặc gốc ghép. Mận châu Mỹ có bộ nhiểm sắc thể (2n = 16), thân cao, cành có nhiều gai, cành non có cạnh. Phiến lá hình chuỳ, có mầu hồng hay mầu nâu vàng điển hình. Quả to hơn mận châu Á, vị chua nhẹ hợp khẩu vị với người châu Mỹ. Cây có khả năng chịu rét rất [7; 38]. - Mận châu Á (Prunus salicina L.) khả năng chịu lạnh tốt hơn. Loài này thường có hình tán mâm sôi. Mùa ðông trút lá một phần hoặc hoàn toàn [7; 38]. Châu Á có một bộ giống mận phong phú với trên 500 giống thuộc gần 10 loài. Trong các loài ðang trồng ở châu Á mà tập trung chủ yếu ở Trung Quốc, Nhật Bản, Ðài Loan…loài Prunus salicina (còn có tên gọi khác là Japanese plum: mận Nhật Bản) có ý nghĩa về kinh tế và giá trị hàng hoá, bởi vậy khi nói sản phẩm mận châu Á nghĩa là nói đến sản phẩm của mận P. Salicina [43]. 6 1.3. Nghiên cứu về dặc điểm sinh học và yêu cầu sinh thái của cây mận 1.3.1. Đặc điểm thực vật học 1.3.1.1. Đặc điểm bộ rễ Cây mận có hệ rễ ăn không sâu, ngay trên tầng đất mặt, chủ yếu tập trung ở tầng đất mặt từ 0 – 50 cm tuỳ theo từng loại đất. Một số rễ cái ăn sâu giúp cho cây đứng vững không bị đổ. Rễ mận phát triển theo mùa. Vào mùa xuân rễ mận phát triển mạnh. Nhưng ngược lại, chúng phát triển rất kém thậm chí dừng phát triển vào mùa đông. Do vậy, hạn chế di chuyển cây vào mùa xuân [2; 7; 21; 33]. 1.3.1.2. Đặc điểm thân, cành Mận thuộc loài thân gỗ nhỡ, cây cao trung bình, cành mảnh dẻ, tán xoè rộng, sức nảy chồi mạnh. Hình dáng của cây phụ thuộc vào từng giống, các giống mận đắng, mận chua, mận thép có tán hình trứng ngược, giống mận Tam hoa thì có hình mâm xôi dẹt. Chiều cao, đường kính tán của một số giống mận ở tuổi 8 là: mận Tam hoa cao cây 2,85m, đường kính tán cây 5,44m; mận chua cao cây 3,2m, đường kính tán cây 3,4m; Mận thép cao cây trung bình 4,25m, đường kính tán cây 3,85m [19; 21]. 1.3.1.3. Đặc điểm bộ lá Lá mận có hình dạng đồng nhất giữa các loài. Lá có hình dạng bầu dục đặc trưng. Độ lớn của lá rất khác nhau tuỳ thuộc vào từng loài và từng giống, chiều rộng của lá dao động từ 1cm – 4cm, chiều dài từ 1,5cm – 10cm. Gân lá nổi rõ, mép lá có hình răng cưa rõ nét hoặc không rõ nét tuỳ vào từng giống và từng loài, đỉnh lá nhọn hoặc hơi tù. Màu sắc lá mận đa dạng, có thể có màu xanh, tím, vàng, ... Lá mận rụng vào mùa Đông từ tháng 10 ÷ tháng 12 hoặc sớm hơn ngay khi những đợt gió lạnh đầu mùa về. Những vườn mận giai đoạn còn non (kiến thiết cơ bản) trồng ở vùng nóng ẩm lá rụng không triệt để, nhiều khi còn lại một số lá già ngả màu xanh vàng, chỉ đến khi cây ra hoa số lá này mới rụng hết để cành bật lộc mới. Lá mận rụng càng sớm và càng triệt để chứng tỏ điều kiện ngoại cảnh và nội tại giúp cây mận có quá trình ngủ sâu trong vụ đông, thì tỷ lệ hoa nở cao và tỷ lệ đậu quả cao. 7 1.3.1.4. Đặc điểm hoa Màu sắc hoa mận phụ thuộc vào giống có màu hồng, tím pha lẫn với màu chủ đạo là màu trắng, mọc đơn hoặc thành chùm có 2 - 5 hoa. Mận thuộc loại hoa nhỏ, tính theo hình chiếu không gian của hoa, đường kính bông hoa dao động từ 5 mm – 25 mm. Thông thường, ở các giống mận đường kính hoa tỷ lệ thuận với độ lớn của quả. Hoa mận có 5 cánh hoa nở đều về 4 phía, phần đài hoa bao bọc bởi bầu, Hoa có từ 20 – 30 chỉ nhị, chiều cao của chỉ nhị tương đương chiều cao của cánh hoa, bao phấn mở vào thời điểm khi cánh hoa đã mở. Khi hoa nở đầu nhị hoa phát triển vươn lên cạnh bao phấn. Hoa mận nở từ tháng 12 đến tháng 2 hàng năm, các giống mận có vị chua hoa nở sớm hơn và quả chín sớm hơn. Các nước châu Á nhất là Trung Quốc và Việt Nam, giống mận chín sớm có ý nghĩa về kinh tế do giá cao. Phần lớn các giống mận không có khả năng tự thụ do khi tự thụ quá trình thụ tinh khó xảy ra làm tỷ lệ đậu quả rất thấp, thậm chí hoa rụng 100%. Do đó muốn thu được năng suất cao, cần thiết phải trồng xen vườn mận với các giống mận khác để cung cấp nguồn hạt phấn khác loài. 1.3.1.5. Đặc điểm quả Mận thuộc loại quả hạch, vỏ quả nhẵn và mỏng. Kích thước quả to hay nhỏ, hạt dóc hay không phụ thuộc vào giống. Các giống mận châu Á có kích thước quả nhỏ hơn mận châu Âu và châu Mỹ. Quả mận được chia làm 3 loại: nhỏ, trung bình và to. Loại quả nhỏ khoảng 80 – 100 quả /kg, loại quả trung bình từ 20 – 30 quả/kg, loại quả to khoảng 8 – 10 quả/kg. Màu sắc quả (đỏ tươi, tím, vàng) thay đổi phụ thuộc vào giống và điều kiện sinh thái. Một số giống khi chín màu sắc quả không thay đổi, vẫn giữ nguyên màu xanh. Các giống mận châu Mỹ và châu Âu khi quả chín còn phủ thêm một lớp phấn trắng bên ngoài, lớp phấn có tác dụng bảo vệ quả chống sự xâm nhiễm của vi khuẩn, nấm, và tránh cho quả hấp thu nhiệt vào thời điểm trời quá nóng. Các giống mận chín sớm từ giữa tháng 3 đến đầu tháng 4, các giống chín trung bình từ tháng 5, 6 và kéo dài sang tháng 7, các giống mận chua chín sớm hơn giống mận ngọt. Nhìn chung thời gian chín của mận thay đổi theo từng vùng sinh thái và đặc điểm của các giống [35]. 8 1.3.2. Nghiên cứu về đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây mận 1.3.2.1. Giai đoạn sinh trưởng Mận là cây ăn quả thân gỗ nhỏ, lá mận thường rụng vào mùa Đông. Thời kỳ cây non sinh trưởng nhanh, trong 1 năm lộc có thể ra tới 2 - 3 lần. Tuổi thọ của cây phụ thuộc vào giống, kỹ thuật trồng trọt.... Mận trồng bằng hạt có tuổi thọ cao hơn cây mận có nguồn gốc ghép và chiết. Giống mận Trung Quốc có tuổi thọ cao hơn giống mận châu Âu. Khi thu hái quả thì chồi ngọn của cành quả năm trước sẽ vươn dài thành cành quả mới và kéo dài liên tục trong 4 - 5 năm liền [7; 19]. Cây ăn quả hạt cứng yêu cầu độ lạnh thấp là cây rụng lá, lá chỉ ra trong một mùa. Lá phát triển liên tục từ khi nảy mầm vào tháng 1 cho đến khi lá bắt đầu rụng vào tháng 10, 11, 12. Sau khi rụng lá cây bước vào giai đoạn ngủ nghỉ. Ở giai đoạn ngủ nghỉ cây ngừng hoạt [15]. Các giai đoạn phát triển riêng rẽ hình thái của các cơ quan chính (nụ, hoa, lá, quả) từ khi nảy nụ, ra chồi đến khi lá rụng chính là chu kỳ sinh trưởng hàng năm của cây. Sự xuất hiện của từng giai đoạn riêng rẽ trong năm phụ thuộc vào kỹ thuật trồng trọt và khả năng thích hợp của từng giống với môi trường sống [34]. Thời gian ra hoa, nảy chồi của mận phụ thuộc vào không khí và độ mẫn cảm của giống với nhiệt độ. Khi cây đã tích luỹ đủ độ lạnh và nhiệt độ không khí tăng đạt đến ngưỡng phát triển, cây sẽ phân hóa mầm hoa và nẩy chồi. Những năm có mùa Đông lạnh và mùa Xuân ấm áp là điều kiện thuận lợi cho mận đâm chồi nảy lộc và phân hóa mầm hoa. Thông thường nụ hoa ra trước chồi 1 tuần) [15; 20]. Hàng năm mận có 2 đợt ra chồi chính (thời kỳ ra cành mới). - Chồi Xuân bắt đầu từ khi ra chồi vào tháng 12, tháng 1 cho đến cuối tháng 4. Dinh dưỡng dành cho chồi Xuân chủ yếu lấy trong nguồn dự trữ từ mùa Thu năm trước. Một số dinh dưỡng cũng được lấy từ hoạt động của bộ rễ vào đầu mùa Xuân. 9 Vào cuối tháng 5 đầu tháng 6 chồi Xuân đã thành thục và dinh dưỡng bắt đầu được dự trữ vào trong cây. - Chồi Hè ra trong khoảng tháng 7, 8 cho đến cuối tháng 11 đầu tháng 12 thì rụng. Dinh dưỡng cung cấp cho đợt lộc này lấy từ hoạt động của bộ rễ và dinh dưỡng dự trữ từ đợt ra chồi mùa Xuân. Ở những cây khoẻ các lá này tồn tại trên cây cho đến cuối tháng 11 hoặc đầu tháng 12. Khi lá chuẩn bị rụng, dinh dưỡng dự trữ sẽ được chuyển vào trong thân cây và rễ trong giai đoạn cây qua đông. Việc dự trữ này thường kèm theo hiện tượng sần sùi của thân và bề mặt bị rạn nứt [34]. 1.3.2.2. Giai đoạn phát triển Cây mận thường ra hoa ở các cành bên một năm tuổi. Hàng năm mận, đào bắt đầu phân hoá mầm hoa, chồi lá vào các tháng 7, 8, 9. Sau thời gian ngủ nghỉ, cây mận sẽ nảy nụ, đâm chồi vào tháng 12, tháng 1. Chồi thường hình thành ở nách lá (mắt lá). Khi cây đã tích luỹ đủ độ lạnh và nhiệt độ môi trường thích hợp chồi hoa được kích hoạt và sưng lên, sau đó chồi được tách ra, cánh hoa xuất hiện, hoa nở và được thụ phấn. Sau khi thụ phấn cánh hoa rụng và tiếp theo sẽ là các bộ phận khác [9]. Sự sinh trưởng phát dục của quả có thể chia làm 3 thời kỳ [24]: - Thời kỳ thứ nhất: từ sau khi thụ phấn đến khi bắt đầu hạt cứng vào cuối tháng 1 đến tháng 2 cho đến giữa tháng 3. Đây là giai đoạn phát triển nhanh bao gồm phân chia tế bào ở tất cả các tế bào quả được hình thành. Hạt cũng bắt đầu phát triển trong giai đoạn này: thời kỳ này sự sinh trưởng của quả tương đối nhanh, cây rất cần nước và phân để cung cấp đủ dinh dưỡng cho việc phát triển quả. Giai đoạn này nếu gặp sương muối hoặc mưa đá quả sẽ rất dễ rụng. - Thời kỳ thứ 2: từ khi hạt cứng lên sẽ chuyển từ màu trắng sữa sang màu nâu. Quả mận gai đoạn này sinh trưởng chậm, chủ yếu là sinh trưởng phát dục của hạt. Đây là giai đoạn chính phát triển hạt và diễn ra từ giữa cho đến cuối tháng 3, 10 khoảng 40 – 50 ngày sau khi hoa nở rộ. Hình dáng của quả rất ít thay ðổi, tất cả các hoạt ðộng diễn ra bên trong hạt, khi hạt chín thì rắn lại và trở lên cứng, giòn. - Thời kỳ thứ 3: Đây là giai đoạn quả lớn nhanh và sinh trưởng rất mạnh cho tới khi quả chín. Giai đoạn này phát triển nhanh về kích thước của quả thông qua việc tăng kích thuớc tế bào thịt quả. Phôi hạt cũng phát triển và thành thục trong giai đoạn này. Khi quả thành thục, quả sẽ bắt đầu chín từ đỉnh quả trở lên và từ trong ra ngoài. Đây là giai đoạn cần phân và nước nhất để giúp quả phát triển và chuẩn bị cho phân hoá mầm hoa năm sau. Do vậy giai đoạn này cần thiết phải phải cung cấp nước và phân bón đầy đủ cho cây. Nhiều nhà nghiên cứu khẳng định việc đậu hoa ở cây ăn quả phụ thuộc vào 2 yếu tố: tinh bột (Hydrrat carbon) và chất kích thích sinh trưởng nội sinh. Sự ra hoa là sự thay đổi giữa chất ức chế sinh trưởng tăng và kích thích sinh trưởng giảm. Mận ra hoa vào cuối mùa Đông đầu mùa Xuân, khi hoa nở nếu thời tiết ấm, nắng khô, ít mây mù, không xuất hiện mưa phùn thì việc thụ phấn thụ tinh thuận lợi, tỉ lệ đậu quả cao [42]. Sự phát triển của quả phụ thuộc nhiều vào chất dinh dưỡng dự trữ trong thân cây từ mùa Thu của năm trước. Thời gian phát triển của quả từ khi hoa nở cho đến khi thành thục khác nhau tuỳ theo giống và được gọi là giai đoạn phát triển quả hay FDP (Fruit Development Period). Độ dài của FPD phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, đặc biệt là nhiệt độ 30 ngày đầu sau khi hoa nở. Nhiệt độ ấm hơn làm cho quả phát triển sớm hơn và quả thành thục sớm hơn. Khoảng nhiệt độ thích hợp nhất dao động từ 15 – 30 oC. Việc đánh giá FDP có thể dựa trên những ghi chép điều kiện thời tiết [24]. 1.3.3. Nghiên cứu về yêu cầu sinh thái của cây mận 1.3.3.1. Nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố môi trường đầu tiên ảnh hưởng đến sản xuất cây ăn quả hạt cứng trong vùng nhiệt đới và á nhiệt đới. Nhiệt độ ảnh hưởng đến sức sống, sự 11 phát triển, khả năng ra hoa, đậu quả và chất lượng quả. Nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao đều gây tổn thương nụ và làm giảm khả năng đậu quả. Hoa và quả non bị mẫn cảm với sương giá vào cuối mùa Đông và mùa Xuân. Khi nhiệt độ giảm xuống dưới 20C hoặc cao hơn 180C đều làm giảm việc đậu quả [34]. Cây mận yêu cầu điều kiện thời tiết ôn đới để sinh trưởng và phát triển. Để đảm bảo cây sinh trưởng, phát triển tốt, nó cần điều kiện nhiệt độ lạnh dưới 7 độ C để phân hóa mầm hoa. Thời gian phân hóa mầm hoa tùy thuộc vào tùy từng giống mận. Với giống chín sớm thường không yêu cầu khắt khe về thời gian nhiệt độ dưới 7 độ C. Tuy nhiên với mận chín muộn, thời gian nhiệt độ lạnh sâu dưới 7 độ là cực kỳ quan trọng. Nhiều giống mận yêu cầu điều kiện nhiệt độ dưới 7 độ C gần 1000 giờ để cảm ứng phát triển mầm hoa [7;17;23] 1.3.3.2. Ánh sáng Ánh sáng ảnh hưởng nhiều đến quá trình sinh trưởng phát triển của cây trồng nói chung và cây mận nói riêng. Tuy nhiên, ánh sáng ít ảnh hưởng đến khả năng nở hoa và đậu quả của cây mận. Trong giai đoạn tích lũy chất dinh dưỡng vào quả, ánh sáng lại thể hện một vai trò quan trọng. Những cây mậnc ó đủ nắng thường cho quả to hơn và năng suất hơn các cây trồng trong bóng [15]. 1.3.3.3. Nước Lượng mưa và sự phân bố lượng mưa là một trong những yếu tố quan trọng, đảm bảo năng suất, chất lượng quả của mận. Mưa lớn, kéo dài trong giai đoạn nở hoa sẽ làm giảm sức sống của hạt phấn, giảm khả năng thụ phấn và đậu quả của cây. Bên cạnh đó mưa còn làm giảm khả năng hoạt động của các côn trừng thụ phấn [15]. Theo Nissen cây mận sẽ có chất lượng quả cao nhất trong những vùng có lượng mưa mùa Hè nhỏ hơn 800mm. Cây ăn quả hạt cứng nếu được trồng trong những vùng có lượng mưa lớn hơn 2500 mm trong mùa mưa, thì cần phải có các biện pháp phòng chống sâu bệnh thích hợp, để ngăn chặn được hiện tượng rụng lá do các loại sâu bệnh hại và duy trì được tán lá của cây [36].