journal of vietnam agricultural science and technologyvaas.org.vn/upload/documents/so 3-2017/so...

1

TẠP CHÍKHOA HỌC CÔNG NGHỆNÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Journal of Vietnam Agricultural Science and Technology

NĂM THỨ MƯỜI HAI

SỐ 3 NĂM 2017

TỔNG BIÊN TẬPEditor in chief

GS.TS. NGUYỄN VĂN TUẤT

PHÓ TỔNG BIÊN TẬPDeputy Editor

GS.TS. BÙI CHÍ BỬUTS. TRẦN DANH SỬU

TS. NGUYỄN THẾ YÊN

THƯỜNG TRỰCThS. PHẠM THỊ XUÂN - THƯ KÝ

TÒA SOẠN - TRỊ SỰBan Thông tin

Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội

Điện thoại: (04) 36490503; (04) 36490504; 0949940399

Fax: (04) 38613937;Website: http//www.vaas.org.vn

Email: [email protected];[email protected]

ISSN: 1859 - 1558Giấy phép xuất bản số:

1250/GP - BTTTTBộ Thông tin và Truyền thôngcấp ngày 08 tháng 8 năm 2011

MỤC LỤC1. Doãn Thị Hương Giang, Lưu Minh Cúc, Lê Huy Hàm.

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp MABC trong chọn tạo giống lúa chịu ngập AS996

2. Chu Đức Hà, Võ Thị Minh Tuyển, Vũ Thị Thu Hiền. Nghiên cứu tính trạng sức sống cây con và biểu hiện gen liên quan đến khả năng chịu ngập của cây lúa ở giai đoạn nảy mầm

3. Nguyễn Văn Đồng, Nguyễn Anh Vũ, Lê Thị Mai Hương, Nguyễn Trung Anh. Nghiên cứu chuyển gen GmNAC004 vào giống đậu tương ĐT22 thông qua vi khuẩn Agrobacterium

4. Nguyễn Thị Hồng, Võ Thị Minh Tuyển, Yoshikazu Tanaka, Lê Huy Hàm. Phát hiện một số đột biến điểm trên vùng mã hóa của gen BGIOSGA024502 (Ghd7) ở dòng lúa đột biến bằng chùm ion

5. Chu Đức Hà, Nguyễn Thu Trang, Đoàn Thị Hải Dương, Vũ Thị Thu Hiền, Nguyễn Văn Giang, Pham Thị Ly Thu, Lê Tiến Dũng. Phân tích in silico họ gen mã hóa yếu tố phiên mã Nuclear factor - YB trên cam ngọt (Citrus sinensis)

6. Pham Thị Hằng, Trịnh Thị Mỹ Hanh, Pham Văn Tuân, Đặng Trọng Lương. Kết quả đánh giá sinh trưởng phát triển bộ giống lúa Japonica chịu lạnh tại huyện Quế Phong, Nghệ An

7. Nguyễn Thị Nhung, Hoàng Thị Giang, Nguyễn Quang Thach, Trịnh Văn Mỵ, Ngô Thị Huệ, Nguyễn Manh Quy, Nguyễn Thị Thu Hương, Vũ Thị Hằng, Đỗ Thị Thu Hà, Nguyễn Đức Manh.Đánh giá khả năng kháng bệnh virus và mốc sương của các dòng/giống khoai tây bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo

8. Lê Quang Khải, Trần Thanh Toàn, Lê Ngọc Anh.Thành phần sâu bệnh trên đào chín sớm (ĐCS1) và khả năng phòng trừ sâu bệnh hại chính bằng thuốc bảo vệ thực vật tại Mộc Châu, Sơn La

9. Dương Hoa Xô, Lê Quang Luân. Nghiên cứu hiệu ứng phòng bệnh chết nhanh do nấm Phytophthora capsici gây ra trên cây tiêu của chế phẩm nano bạc chế tạo bằng phương pháp chiếu xạ

3

8

13

17

22

27

32

38

43

2

TẠP CHÍKHOA HỌC CÔNG NGHỆNÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Journal of Vietnam Agricultural Science and Technology

NĂM THỨ MƯỜI HAI

SỐ 3 NĂM 2017

TỔNG BIÊN TẬPEditor in chief

GS.TS. NGUYỄN VĂN TUẤT

PHÓ TỔNG BIÊN TẬPDeputy Editor

GS.TS. BÙI CHÍ BỬUTS. TRẦN DANH SỬU

TS. NGUYỄN THẾ YÊN

THƯỜNG TRỰCThS. PHẠM THỊ XUÂN - THƯ KÝ

TÒA SOẠN - TRỊ SỰBan Thông tin

Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội

Điện thoại: (04) 36490503; (04) 36490504; 0949940399

Fax: (04) 38613937;Website: http//www.vaas.org.vn

Email: [email protected];[email protected]

ISSN: 1859 - 1558Giấy phép xuất bản số:

1250/GP - BTTTTBộ Thông tin và Truyền thôngcấp ngày 08 tháng 8 năm 2011

10. Nguyễn Văn Đính, Nguyễn Thị Oanh, Lê Thu Hằng, La Việt Hồng. Nghiên cứu giải phẫu lá cây hoa cúc cấy mô ở giai đoạn vườn ươm và một số biện pháp kỹ thuật nhân giống

11. Đồng Thị Kim Cúc, Lê Thanh Nhuận, Nguyễn Thị Hoàng Anh, Phan Thanh Phương, Pham Thị Mai, Nguyễn Văn Quang, Nguyễn Vân Anh, Đinh Thế Anh, Pham Thị Ly Thu. Mô tả, định danh và dược tính của nguồn gen Sâm Núi Dành phân bố trên địa bàn tỉnh Bắc Giang

12. Nguyễn Hanh Hoa, Nguyễn Thị Minh, Đinh Thị Thu Trang, Nguyễn Xuân Nam, Nguyễn Hữu Thiện. Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái, giải phẫu hai loài cây thuốc Khúc khắc và Thổ phục linh

13. Vũ Thị Hằng, Mai Văn Trịnh. Nghiên cứu tính toán phát thải khí nhà kính theo không gian cho canh tác lúa tại tỉnh Thái Bình

14. Hoàng Lê Hường, Trần Trọng Phương, Ngô Thanh Sơn. Đánh giá sự tương quan giữa các yếu tố địa lý và biến động sử dụng đất tại lưu vực sông Nậm Rốm, tỉnh Điện Biên

15. Trần Trọng Phương. Nghiên cứu thực trạng quản lý sử dụng quỹ đất của các tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất tại huyện Thanh Liêm, tỉnh Hà Nam

16. Trần Trọng Phương. Đánh giá tình hình quản lý sử dụng đất của các tổ chức kinh tế được nhà nước giao đất, cho thuê đất trên địa bàn huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương

17. Huỳnh Thanh Tới, Nguyễn Thị Hồng Vân. Ảnh hưởng của nguồn tôm giống khác nhau đến tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) nuôi thương phẩm trong vèo

18. Dương Thị Mỹ Hận, Nguyễn Văn Hòa, Nguyễn Thị Ngọc Anh. Ảnh hưởng của hàm lượng lipid khác nhau trong thức ăn chế biến lên sinh trưởng và sinh sản của Artemia franciscana Vĩnh Châu

19. Châu Tài Tảo, Trần Ngọc Hải. Ảnh hưởng của các loại giá thể lên sự phát triển và tỷ lệ sống của ấu trùng ba khía (Sesarma sederi) ương trong hệ thống nước xanh và nước trong

20. Ly Văn Khánh. Ảnh hưởng của các loại thức ăn đến tăng trưởng và tỷ lệ sống của cá nâu (Scatophagus argus)

49

54

59

65

71

78

83

89

94

100

105

3

Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 3(76)/2017

1 Viện Di truyền Nông nghiệp

I. ĐẶT VẤN ĐỀBiến đổi khí hậu là một trong những thách thức

lớn nhất của nhân loại thế kỷ 21. Hiện tượng biến đổi khí hậu kéo theo sự gia tăng của nhiệt độ trái đất, sự dâng cao của mực nước biển gây nên ngập lụt và gây nhiễm mặn nguồn nước ảnh hưởng lớn tới sản xuất nông nghiệp (Phạm Khôi Nguyên, 2009). Hiện tượng ngập úng là một vấn đề phổ biến của sản xuất nông nghiệp nước ta, riêng khu vực Đồng bằng sông Cửu Long hiện có khoảng 600.000 ha đất nông nghiệp bị ảnh hưởng của ngập úng thường xuyên (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2011). Vì vậy cải thiện khả năng chịu ngập của các giống lúa là yêu cầu cấp thiết trong điều kiện canh tác mới dưới tác động của hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu. Việc phát triển và sử dụng chỉ thị phân tử để đẩy nhanh quá trình quy tụ gen đó vào những giống mới năng suất cao thông qua phương pháp chọn giống lai trở lại kết hợp với chỉ thị phân tử (marker assisted backcrossing - MABC) (Thomson et al., 2009; Septiningsih et al., 2009; Singh et al., 2009) đã đạt được các kết quả bước đầu. Mục tiêu của nghiên cứu là ứng dụng phương pháp MABC nhằm đưa QTL Sub1 vào giống lúa AS996 mà vẫn giữ nguyên nền gen của giống AS996 để tạo giống chịu ngập thích hợp sinh thái vùng Đồng bằng ven biển của Đồng bằng sông Cửu Long.

II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu nghiên cứu- Giống lúa nhận gen: Là giống AS996, ngắn ngày,

chất lượng gạo trung bình, năng suất khá cao được trồng phổ biến ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long.

- Giống cho gen: Là giống IR64-Sub1 được nhập

nội từ Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế, mang locus gen Sub1, là QTL chính chịu trách nhiệm tới 70% tính chịu ngập chìm trong giống lúa.

- Giống lúa mẫn cảm với ngập trong thí nghiệm đánh giá tính chịu ngập là giống IR42 nhập nội từ Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế.

- Hơn 460 chỉ thị SSR đã được sử dụng trong nghiên cứu.

- Các vật tư, hóa chất sinh học phân tử chuyên dụng.

2.2. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp chọn giống MABC: AS996 được

lai với IR64 Sub1 để thu hạt lai F1. Thế hệ F1 được lai trở lại với AS996 để thu một lượng lớn BC1F1, BC2F1 và BC3F1.

- 460 chỉ thị SSR rải rác trên 12 nhiễm sắc thể của lúa sử dụng cho việc sàng lọc chỉ thị đa hình dùng trong sàng lọc gen đích, tái tổ hợp và nền gen ở các thế hệ chọn giống BC1F1, BC2F1 và BC3F1.

- Phân tích ADN cá thể của các thế hệ lai trở lại với các chỉ thị SSR, điện di trên gel polyacrylamide 6%, ghi nhận số liệu lại trên Excel.

- Phân tích số liệu bằng phần mềm Graphical Genotyper (GGT 2.0) (Van Berloo, 2008).

- Đánh giá mức độ chịu ngập theo phương pháp tiêu chuẩn của IRRI với điểm đánh giá từ 1 đến 9 (IRRI, 2014).

- Thí nghiệm được bố trí theo khối ngầu nhiên hoàn chỉnh RCB.

- Đánh giá đặc tính nông sinh học của các dòng chọn giống theo phương pháp chọn giống truyền thống.

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MABC TRONG CHỌN TẠO GIỐNG LÚA CHỊU NGẬP AS996

Doãn Thị Hương Giang1, Lưu Minh Cúc1, Lê Huy Hàm1

TÓM TẮTPhương pháp ứng dụng chỉ thị phân tử và lai trở lại (MABC) đã được sử dụng để cải tiến giống lúa AS996 phổ

biến thành giống lúa có thể chịu ngập mà vẫn duy trì các đặc tính ban đầu đang được nông dân và người tiêu dùng đón nhận. QTL chịu ngập Sub1 giữ vai trò tới 70% tính chịu ngập. Gen này được quy tụ vào giống AS996 bằng lai trở lại và hỗ trợ của chỉ thị phân tử. Nghiên cứu đã sử dụng 460 chỉ thị phân tử để đánh giá đa hình của bố mẹ; trong đó, 53 chỉ thị đa hình được sử dụng để đánh giá các thế hệ BC1F1, BC2F1 và BC3F1. Sau ba thế hệ lai trở lại, việc ứng dụng MABC đã tạo ra cá thể BC3F1 tốt nhất với 100% nền di truyền của giống nhân gen và kích thước gen chuyển Sub1 là 0.3 Mb, nằm giữa 2 chỉ thị phân tử ART5 và SC3. Chọn lọc kiểu hình được thực hiện trên thế hệ BC3F2 của các dòng đã được lựa chọn. Tỷ lệ sống sót của những dòng đã chọn này và IR64 Sub1 gần như giống nhau. Các dòng BC3F3 có đặc điểm nông sinh học tốt tiếp tục được chọn lọc để tạo giống lúa chịu ngập mới ASS996-Sub1 thích ứng với biến đổi khí hậu.

Từ khóa: Chọn giống, cây lúa, MABC, chịu ngập, QTL Sub1

4


III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Đánh giá đa hình các giống bố mẹ giữa giống cho và nhận gen kháng

Trong nghiên cứu này đã sử dụng tổng số 460 chỉ thị SSR rải rác trên 12 nhiễm sắc thể lúa để xác định các chỉ thị đa hình ADN giữa giống lúa AS996 và IR64Sub1.

Trên hình 1 là những chỉ thị đã dùng để đánh giá đa hình các giống bố mẹ. Kết quả cho thấy 53 chỉ thị SSR (chiếm 11,3%) cho đa hình giữa hai giống bố mẹ bao gồm 12 chỉ thị nằm trên nhiễm sắc thể số 9, chỉ thị ART5 và SC3 nằm trong vùng gen kháng, 7 chỉ thị nằm ngoài vùng gen kháng, các chỉ thị còn lại rải rác tại các vị trí khác nhau trên 12 nhiễm sắc thể.

3.2. Đánh giá kiểu gen thế hệ BC1F1

Bước sàng lọc gen đích với tổng số 497 cây BC1F1 được đánh giá trên hai chỉ thị liên kết chặt với QTL Sub1 là chỉ thị ART5 (6,3 Mb) và SC3 (6,6 Mb). Đã tìm được 165 cây BC1F1 mang đồng thời cả hai băng đối với hai chỉ thị trên. Bước sàng lọc cá thể tái tổ hợp được tiến hành đối với các chỉ thị nằm cùng trên nhiễm sắc thể mang gen kháng và về hai phía của gen kháng. Sau bước sàng lọc thứ hai này, mười bốn cá thể có tái tổ hợp tại vị trí gen kháng đã được chọn lựa. Trong số các cá thể này, có 5 cá thể mang

vị trí tái tổ hợp hai lần, trong khi 9 cá thể còn lại chỉ tái tổ hợp một lần. Cả 14 cá thể này được sàng lọc nền gen với 26 chỉ thị trên các nhiễm sắc thể còn lại. Kết quả là nền gen của giống nhận gen thu được từ 62,5% đến 87,5%. Các cá thể BC1F1 mang hai băng dị hợp tử của cả bố mẹ sẽ được chọn lựa như trong hình 2. Cuối cùng, cây tốt nhất (cá thể mang 87,5% nền gen của giống nhận gen và có chứa QTL Sub1) được chọn ra trong thế hệ BC1F1 được dùng để tiếp tục lai tạo phát triển quần thể BC2F1.

Hình 1. Các chỉ thị phân tử đã sử dụng trong sàng lọc đa hình các giống bố mẹ

Hình 2. Sàng lọc các các thể thế hệ BC1F1 (tổ hợp AS996/IR64 SUB1) sử dụng chỉ thị SC3. Giếng 1: thang chuẩn 25bp, giếng 2 - 25 và 27 - 48: các cá thể BC1F1, giếng 49: AS996, giếng 50: IR64 Sub1.

5



Tổng 445 cây của thế hệ BC3F1 được sàng lọc QTL Sub1 sử dụng chỉ thị ART5 và SC3. Từ đó, lựa chọn được 124 cây dị hợp tử tại vùng gen kháng. Bước sàng lọc nền di truyền sử dụng 52 chỉ thị đã chọn ra 22 cây có nền di truyền cao, trong đó có một cây (cây P422) có mang gen kháng và có nền di truyền của giống nhận gen tới 100% đối với các chỉ thị đã sử dụng.

Các cây BC3F1 này đã được gieo trồng để thu hạt BC3F2 nhằm sàng lọc khả năng chịu ngập cũng như đánh giá các đặc tính nông sinh học tốt cho mục tiêu chọn giống.

3.5. Kết quả thanh lọc ngậpTiến hành thanh lọc ngập cho 22 dòng BC3F2

thu được và hai giống bố mẹ AS996 và IR64Sub1. Sau 10 ngày làm ngập hoàn toàn ở độ sâu mực nước 1,2 mét kết quả đạt được như sau: Tỷ lệ sống của giống mẫn cảm ngập biến động từ 0 đến 20%, trong khi đó giống chuẩn chịu ngập IR64Sub1 có tỷ lệ sống biến động từ 53% đến 67%. Tỷ lệ sống của các dòng thí nghiệm biến động từ 0% đến 97%. Để đánh giá khả năng chịu ngập úng của các dòng thí nghiệm, đã tiến hành so sánh tỷ lệ sống của chúng so với giống đối chứng chịu ngập úng (IR64Sub1) ở cùng khối.

Kết quả ghi nhận được: + Ở khối thứ nhất có 04 dòng có tỷ lệ sống bằng

hoặc cao hơn so với giống chuẩn chống chịu ngập là C1, C8, C2, và C13 với tỷ lệ sống khi so với giống

chuẩn chống chịu theo thứ tự là 100%, 113%, 156% và 163%.

Bảng 1. Tỷ lệ nền di truyền giống nhận gen AS996 qua các thế hệ


Trong số 506 cá thể của thế hệ BC2F1, có 245 cây chứa QTL Sub1 khi sàng lọc với chỉ thị ART5 và SC3 trong vùng gen đích Sub1. Các cá thể này được chọn ra để sàng lọc nền gen của giống nhận gen với các chỉ thị nằm về hai phía của gen kháng trên nhiễm sắc thể số số 9.

Sau bước sàng lọc đó, tổng cộng đã chọn ra được 17 cây tái tổ hợp. Tiến hành sàng lọc nền di truyền trên các nhiễm sắc thể còn lại với các chỉ thị đã cho đa hình. Kết quả đánh giá được phân tích trên Excel cho thấy, tỷ lệ tối đa của các alen giống nhận gen là 94,7 %; tối thiểu là 89,7%. Các cây có alen giống nhận gen từ 94,7% đến 90,6% đã được sử dụng để lai tạo phát triển thế hệ BC3F1.

Hình 3. Sàng lọc các cá thể BC2F1 của tổ hợp AS996/IR64Sub1 sử dụng chỉ thị SC3. Giếng 1: AS996, giếng 2: IR64Sub1, C67-C215: các cá thể BC2F1

STT Dòng BC1F1 BC2F1 BC3F1

1 C1 87,5 94,7 98,72 C2 (P422) 87,5 94,7 100,03 C3 87,5 94,7 98,74 C4 87,5 94,7 96,15 C5 87,5 94,7 98,76 C6 87,5 94,7 98,77 C7 87,5 94,7 98,78 C8 87,5 94,7 98,79 C9 87,5 94,7 98,7

10 C10 81,2 90,6 94,711 C11 81,2 90,6 94,712 C12 81,2 90,6 94,713 C13 87,5 90,6 94,714 C14 87,5 90,6 94,715 C15 87,5 90,6 92,116 C16 87,5 90,6 94,717 C17 87,5 94,7 98,718 C18 87,5 90,6 92,119 C19 87,5 90,6 98,720 C20 87,5 90,6 94,721 C21 81,2 90,6 94,722 C22 81,2 90,6 94,7

6


+ Ở khối thứ hai có 06 dòng có tỷ lệ sống bằng hoặc cao hơn so với giống chuẩn chống chịu IR64-Sub1 là C11, C6, C12, C22, C15 và C10 với tỷ lệ sống so với giống đối chứng chịu ngập theo thứ tự là 100%, 105%, 110%, 110%, 125% và 145%.

Như vậy, từ kết quả thanh lọc trên chọn được 10 dòng (C1, C8, C2, C13, C11, C6, C12, C22, C15, C10) có khả năng chịu ngập tương đương với giống đối chứng chịu ngập IR64Sub1 để làm các dòng chọn giống trong các thí nghiệm tiếp theo.

Bảng 2. Kết quả thanh lọc ngập các dòng BC3F2

STT Tên giống

Xử ly ở 21 ngày tuổi + 10 ngày làm ngập hoàn toàn

Số cây sống Tỷ lệ sốngĐánh giá

% so với IR64Sub1 >=100% <100%

Khối 11 IR64Sub1(CK) 36 53 100 Chịu ngập2 C1 30 37 100 Chịu ngập3 C6 16 20 38 Mẫn cảm4 C2 35 83 156 Chịu ngập5 C19 25 50 75 Mẫn cảm6 C8 28 60 113 Chịu ngập Mẫn cảm7 C4 19 30 56 Mẫn cảm8 C7 19 30 56 Mẫn cảm9 C17 37 57 85 Mẫn cảm

10 C21 19 30 56 Mẫn cảm11 IR42 (CN) 5 10 19 Mẫn cảm12 C13 30 67 163 Chịu ngập Mẫn cảm13 C18 35 50 75 Mẫn cảm

Khối 214 IR64Sub1(CK) 30 67 100 Chịu ngập15 C5 16 22 39 Mẫn cảm16 C20 32 73 110 Mẫn cảm17 C15 35 83 125 Chịu ngập18 C3 20 33 63 Mẫn cảm19 C9 18 27 50 Mẫn cảm20 C11 39 67 100 Chịu ngập21 C12 32 40 110 Chịu ngập22 C10 32 73 145 Chịu ngập23 C6 31 70 105 Chịu ngập24 C16 24 47 70 Mẫn cảm25 C22 31 70 110 Chịu ngập26 IR42 (CN) 5 10 15 Mẫn cảm

3.6. Đánh giá đặc tính nông sinh học của các dòng BC3F2 AS996 - Sub1

10 dòng có khả năng chịu ngập ở thí nghiệm trên được gieo trồng để đánh giá các đặc tính nông sinh học và các yếu tố cấu thành năng suất để chọn ra các dòng triển vọng. Kết quả đánh giá cho thấy, các dòng có năng suất dao động từ 43,2 - 59,6 tạ/ha.

Dòng có năng suất cao nhất là dòng C13 (59,6 tạ/ha); có 3 dòng C2, C8 và C13 có năng suất cao hơn giống đối chứng bố mẹ từ 11,2% đến 11, 6%. Các dòng này được lựa chọn để phát triển quần thể ở thế hệ tiếp theo.

Như vậy, vụ Thu Đông đã đánh giá 10 dòng có khả năng chịu ngập được phát triển từ các dòng đã

7


chọn qua thanh lọc ngập và chọn dòng ở vụ trước. Kết quả đã chọn được 3 dòng triển vọng phát triển tốt trên vùng nhiễm ngập của tỉnh Bạc Liêu. Đó là

dòng C2, C8 và C13 có độ thuần tương đối tốt, năng suất cao, dạng hình đẹp, kháng sâu bệnh khá.

Bảng 3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cúa các dòng AS996-Sub1

TT Tên dòng Số bông/khóm Số hat/bông Tỉ lệ lép

(%)P1000 hat

(g)NSLTta/ha

NSTT(ta/ha)

1 C1 4,6±0,7 126,3±25,9 6,1 26,3 64,5 48,22 C2 5,2±0,6 153±56,6 12,7 28,6 89,3 57,43 C6 4,9±0,8 134,7±30,2 8,9 25,9 62,5 46,34 C8 5,0±0,6 154,2±23,1 8,4 27,9 88,5 58,25 C10 4,6±0,9 134,2±26,5 9,3 26,5 66,8 48,86 C11 5,0±0,6 130,6±30,4 4,5 27,7 69,2 51,27 C12 4,8±1,1 137,7±34,9 6,5 28,1 78,2 52,38 C13 5,9±0,7 146,5±19,2 9,4 26,5 93,5 59,69 C15 4,4±0,5 167,1±31,8 8,4 25,8 78,1 52,1

10 C22 4,3±0,6 134±40,9 8,2 26,5 63,1 47,211 AS996 4,7±0,6 145,2±21,9 23,6 26,6 62,3 51,312 IR64Sub1 5,3±1,2 85,4±19,8 10,0 25,3 55,6 43,2

CV 8,98LSD.05 0,73

IV. KẾT LUẬN - Đã sử dụng 53 đa hình chỉ thị để sàng lọc các

thế hệ quần thể hồi giao BC1F1 đến BC3F1 nhằm chọn được các cá thể mang gen kháng và có tối đa nền di truyền của giống nhận gen.

- Đã thu được các cá thể BC3F1 có gen chịu ngập Sub1 và mang tới 94,7 - 100% nền gen của AS996 đối với 53 chỉ thị được sử dụng.

- Nghiên cứu đánh giá tính chịu ngập kết hợp với khả năng sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các dòng chịu ngập AS996-Sub1 đã chọn được 3 dòng C2, C8, C13 có độ thuần tương đối tốt, năng suất cao, dạng hình đẹp để phát triển quần thể ở thế hệ sau.

TÀI LIỆU THAM KHẢOPham Khôi Nguyên, 2009. Diễn đàn “Quan điểm toàn

cầu về rừng và biến đổi khí hậu”. Copenhagen, Đan Mạch tháng 12 năm 2009.

IRRI, 2014. Hệ thống đánh giá tiêu chuẩn chịu ngập của cây lúa IRRI.

Septiningsih EM., Pamplona AM., Sanchez DL., Maghirang-Rodriguez R, Neeraja CN, Vergara GV, Heuer S, Ismail AM, Mackill DJ, 2009. Development of submergence-tolerant rice cultivars: The Sub1 gene and beyond, Ann. Bot. 103:151-160.

Singh S, Mackill DJ, Ismail AM, 2009. Responses of SUB1 rice introgression lines to submergence in the field: Yield and grain quality. Field Crops Res. 113: 12-23.

Thomson M.J., Ismail A.M., McCouch S.R., Mackill D.J., 2009. “Abiotic Stress Adaptation in Plants: Physiological, Molecular and Genomic Foundation”, Marker Assisted Breeding. Chapter 20. Springer Science & Business Media: 451-469.

Van Berloo R., 2008. GGT 2.0: versatile software for visualization and analysis of genetic data. J. Hered 99:232-236.

Application of MABC method in breeding of submergence-tolerant rice variety AS996

Doan Thi Huong Giang, Luu Minh Cuc, Le Huy HamAbstractMarker-assisted backcrossing (MABC) was used to improve popular rice variety AS996 into the one can tolerate submergence while maintaining its original characteristics preferred by farmers and consumers. The submergence tolerance QTL Sub1 counts for up to 70% of the submergence. This gene was introgressed into AS996 by using

8


I. ĐẶT VẤN ĐỀCây lúa (Oryza sativa), không giống như một số

loài ngũ cốc khác, là cây trồng có khả năng thích ứng và sinh trưởng được trong điều kiện ngập nước. Để đáp ứng với điều kiện ngập, cây lúa mọc vươn dài ra để thoát khỏi tình trạng ngập, hoặc là không vươn dài để bảo tồn nguồn năng lượng. Đặc tính chịu ngập của cây lúa ở giai đoạn nảy mầm thể hiện bằng cơ chế sức sống của cây con nảy mầm nhanh và sinh trưởng sớm để cây lúa vươn lên khỏi mặt nước tiếp cận với oxi (Huang et al., 2003). Khi thiếu oxi, nồng độ Ca2+ trong tế bào chất của lúa tăng nhanh (Yemelyanove et al., 2011). Vì vậy, Ca2+ được coi là tín hiệu quan trọng thứ 2 của tình trạng thiếu oxi ở thực vật. Những nghiên cứu gần đây cho thấy, nhóm gen EF-hand (Oshref) mã hóa các protein HREFs đóng vai trò cảm nhận trực tiếp sự thay đổi nồng độ Ca2+ trong tế bào dưới tác động của các kích thích khác nhau (Otsuka et al., 2010). Một gen khác mã hóa cho protein nằm trên ty thể được phát hiện có liên quan đến khả năng chịu ngập của cây lúa là OsB12D1. Kết quả phân tích RT-PCR cho thấy mức độ biểu hiện của gen

OsB12D1 rất thấp ở 24 h đầu tiên của lũ lụt, nhưng lại tăng đáng kể nếu như tình trạng ngập lụt kéo dài. Điều này chứng tỏ gen OsB12D1 có liên quan với tình trạng thiếu oxi ở giai đoạn đầu của sự nảy mầm, và có thể tăng cường khả năng chịu úng của cây lúa ở giai đoạn mạ (He et al., 2014). Mặt khác, Ethylene kích thích sự dãn dài lóng thân và thành lập mô dẫn khí ở rễ lúa. Khi thiếu oxi, ethylene được sản sinh ra rất nhiều và tác động tới gen SUB1A ức chế ngược trở lại quá trình sản sinh ra ethylene nhờ đó ngăn cản sự vươn dài của lóng thân, tích lũy năng lượng chờ khi nước rút để mọc ra các lá mới. Ethylene tác động đến gen SUB1A ức chế quá trình sản sinh ra ethylene và tác động đến gen SRLR1 làm mất chức năng của GA ở các mô bị ngập trong nước (Bailey-Serres et al., 2008). Chịu ngập ở giai đoạn nảy mầm là một trong những đặc tính nông học rất quan trọng, bởi vì đây là thời kỳ cơ bản quyết định đến mật độ và thời vụ gieo trồng, đặc biệt trong hệ thống canh tác lúa gieo sạ thẳng ở những vùng bị lũ lụt trong mô hình canh tác cánh đồng mẫu lớn. Vì vậy, việc nghiên cứu khảo sát đa dạng kiểu hình và biểu hiện của các gen liên

marker-assisted backcrossing. Parental diversity was analyzed by 460 markers. Of which, 53 polymorphic markers were used for assessment on BC1F1, BC2F1 and BC3F1 generations. After three generations of backcrossing, the best BC3F1 individuals with 100% of recipient alleles were selected by application of MABC and the introgression size of Sub1 was 0.3 Mb between the two markers ART5 and SC3. Phenotyping was carried out on BC3F2 of the selected lines. The survival ratio of these selected lines and IR64Sub1 were almost the same. The promising breeding lines BC3F3 were selected for the development of new submergence tolerant rice variety ASS996-Sub1 adapting to climate change. Key words: Breeding, MABC, rice, submergence tolerance, QTL Sub1

Ngày nhận bài: 16/3/2017 Người phản biện: TS. Trần Danh Sửu

Ngày phản biện: 19/3/2017 Ngày duyệt đăng: 24/3/2017


NGHIÊN CỨU TÍNH TRẠNG SỨC SỐNG CÂY CON VÀ BIỂU HIỆN GEN LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU NGẬP CỦA CÂY LÚA Ở GIAI ĐOẠN NẢY MẦM

Chu Đức Hà1, Võ Thị Minh Tuyển1, Vũ Thị Thu Hiền1

TÓM TẮTTính trạng chịu ngập ở giai đoạn nảy mầm là một trong những đặc tính nông học quan trọng của hệ thống canh

tác lúa gieo sạ thẳng. Trong nghiên cứu này, để xác định sự hoạt động của 4 gen OsHREF1, OsB12D1, SRLR1 và SUB1A có liên quan đến khả năng chịu ngập của lúa ở giai nảy mầm hay không, sàng lọc kiểu hình chịu ngập của 48 giống lúa địa phương vùng trũng của Việt Nam được tiến hành. Tiếp theo, 4 giống đại diện chịu ngập tốt và 4 giống mẫn cảm ngập được chọn ra để sử dụng phân tích sự biểu hiện gen thông qua phản ứng RT-PCR. Kết quả thí nghiệm cho thấy, 3 gen OsB12D1, OsHREF1 và SRLR1 biểu hiện rất mạnh ở tất cả các giống đã xử lý ngập so với đối chứng; trong khi đó, gen SUB1A không biểu hiện trong điều kiện ngập. Điều này chứng tỏ hoạt động của các gen OsHREF1, OsB12D1 và SRLR1 có liên quan đến khả năng chịu ngập của cây lúa ở giai đoạn nảy mầm. Kết quả của nghiên cứu hy vọng sẽ cung cấp thông tin hữu ích cho việc nghiên cứu di truyền, để cải thiện sức sống cây con trong điều kiện ngập nhằm hỗ trợ cho hệ thống gieo lúa sạ thẳng ở Việt Nam.

Từ khóa: Giai đoạn nảy mầm, sức sống cây con, chịu ngập, lúa, biểu hiện gen, RT-PCR (semiquantitative PCR)

9


quan đến tính chịu ngập ở giai đoạn nảy mầm của các giống lúa bản địa Việt Nam là rất cần thiết.


2.1. Vật liệu nghiên cứuTập đoàn 48 giống lúa địa phương được thu thập

ở nhiều nơi thuộc các tỉnh đồng bằng châu thổ Việt

Nam và lưu giữ tại Trung tâm Tài nguyên thực vật (Bảng 1).

Các hóa chất phân sinh học phân tử chuyên dụng của các hãng Invitrogen: dNTPs, Taq Polymeraza, Agarose, RTAse, Trizol RNAI… Trình tự các mồi dùng cho phản ứng RT-PCR trong nghiên cứu biểu hiện gen được liệt kê ở bảng 2.

Bảng 1. Tập đoàn 48 giống lúa địa phương Việt Nam dùng cho nghiên cứu

Bảng 2. Trình tự các mồi dùng cho phản ứng RT-PCR

TT Ky hiệu Tên giống TT Ky hiệu Tên giống1 H1 Dự thơm Hải Dương 26 H26 Cút hương2 H2 Nếp vải Hải Dương 27 H27 Hom Nam Định3 H3 Tám đen Hải Phòng 28 H28 Hom Nam Hà4 H4 Tám son Nam Định 29 H29 Ré nước Thanh Hoá5 H5 Tám thơm Thái Bình 30 H30 Ré quảng Hà Tĩnh6 H6 Tám thơm Hải Dương 31 H31 Sài Nam Định7 H7 Tám xoan Thái Bình 32 H32 ven lụa nghệ an8 H8 Nếp thơm Thái Bình 33 H33 Bầu Hải Dương9 H9 Nếp hoa vàng Bắc Ninh 34 H34 Nàng thơm chợ đào

10 H10 Nếp thơm Nghệ An 35 H35 Nông nghiệp 111 H11 Dự Ninh Bình 36 H36 Bầu Thái Bình12 H12 Ré thơm Thanh Hoá 37 H37 Bầu Thanh Hoá13 H13 Dự thơm Thái Bình 38 H38 Ba tháng nước Nghệ An14 H14 Dự sớm Nam Định 39 H39 Tép Hải Phòng15 H15 Dự trắng Nam Định 40 H40 Lúa hẻo (Quảng Nam)16 H16 Tẻ trắng Nam Định 41 H41 Chành trụi17 H17 Lúa ngoi Hà Đông 42 H42 Lúa chăm18 H18 Lúa di Hải Phòng 43 H43 Cườm dạng 119 H19 Hom râu Hải Dương 44 H44 Nếp nõn tre20 H20 Tẻ lốc Hoà Bình 45 H45 Lúa chăm biển21 H21 Hom râu Nam Định 46 H46 Chiêm đỏ dạng 222 H22 Tám xoan hải hậu 47 H47 Tép hành23 H23 Ba lá Nghệ An 48 H48 Hương thơm số 124 H24 Canh nông Bắc Ninh 49 H49 Kasalath (đ/c mẫn cảm)25 H25 Canh nông Nghệ An 50 H50 Nipponbare (đ/c chịu ngập)

TT Tên gen Trình tự mồi (5’-3’) Kích cỡ mồi Chiều của mồi

1 Ubiquitin (đ/c)

AAG AAG CTG AAG CAT CCA GC235 bp

XuôiCCA GGA CAA GAT GAT CTG CC Ngược

2 OsHREF1ACACGGCAGAAACCAGGAG

110 bpXuôi

ATTCCGCACAACATTTCCAT Ngược

3 OsB12D1GTGGGAGGGATGTGCGTGTT

143 bpXuôi

TCGGAAGGCGTGGTGGTGAT Ngược

4 SLRL1GGCGGCGACAATAACAACAACAGT

125 bpXuôi

TACAAACACACGCTGCTACCATCC Ngược

5 SUB1AAGG TGA AAA TGA TGC AGG

614 bpXuôi

CTT CCC CTG CAT ATG ATA TG Ngược

10


2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Đánh giá biến dị tự nhiên về tính trạng kiểu hình sức sống cây con ngập úng trong quần thể lúa

Được thực hiện theo phương pháp ống nghiệm (test tube) của Manangkil et al. (2008). Hạt lúa được khử trùng bề mặt bằng dung dịch NaClO 0,5% trong 30 phút. Rửa sạch 3 lần bằng nước cất và ngâm ủ đến khi hạt nảy mầm. Tiếp theo, mỗi giống lấy 10 hạt cho vào ống nghiệm, đổ ngập nước cất đến 20 cm. Sau đó đặt trong tủ ôn ở điều kiện tối với nhiệt độ 28oC (hàng ngày không thay nước). Sau 5 ngày tiến hành đo chiều dài lá (từ chỗ mọc mầm đến đầu lá). Thí nghiệm được thiết kế theo khối ngẫu nhiên với ba lần lặp lại. Sự sai khác giữa các lần lặp cho mỗi giống thí nghiệm được so sánh bằng phân tích phương sai (ANOVA). Sự sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (LSD) (P<0,05) sẽ được tính khi so sánh với chiều dài thân lá trung bình của giống đối chứng Nipponbare. Giá trị F tính được sử dụng để kiểm tra độ tin cậy của thí nghiệm.

2.2.2. Nghiên cứu sự biểu hiện gen liên quan đến tính trạng sức sống cây con trong điều kiện ngập

ARN tổng số được tách chiết và tinh sạch trong đệm chiết Trizol reagent (Invitrogen, California, USA). Sau đó, ARN tổng số được dùng làm khuôn cùng với mồi oligo-dT và enzyme sao chép ngược RTase để tổng hợp sợi cADN. Chu trình nhiệt của

phản ứng PCR được thực hiện như sau: Biến tính ở 940C trong 5 phút, sau đó nhân ADN với 30 chu kỳ, gồm: 940C trong 1 phút, 550C trong 1 phút và 720C trong 2 phút. Kéo dài thêm 2 phút ở 720C để phản ứng kết thúc hoàn toàn. Phân tích sản phẩm PCR trên gel agarose 0,9% để đánh giá mức độ biểu hiện (TOYOBO, Osaka, Nhật Bản).


3.1. Sự biến dị kiểu hình tính trang sức sống cây con trong điều kiện ngập của quần thể giống lúa bản địa Việt Nam

Thí nghiệm dựa theo phương pháp ống nghiệm của Manangkil et al. (2008) đã đánh giá khả năng vươn dài lá lúa trong điều kiện ngập nước. Các giống nếu chịu ngập ở giai đoạn này thường thể hiện sức sống cây con khi nảy mầm tốt. Kết quả cho thấy hầu hết các giống đều thể hiện kiểu hình với khả năng chịu ngập thấp hơn so với giống đối chứng chịu ngập Nipponbare ở mức ý nghĩa (P<0,05); trong đó có một giống (số 39) thể hiện khả năng chịu ngập cao hơn so với giống đối chứng Nipponbare (4,13 ± 0,08 cm). Có 20 giống thể hiện kiểu hình mẫn cảm chịu ngập so với giống đối chứng Kasalath (2,35 ± 0,08 cm) ở mức ý nghĩa 1% (Hình 1). Từ kết quả này, chọn ra 8 giống đại diện khả năng chịu ngập và mẫn cảm ngập để sử dụng cho nghiên cứu biểu hiện gen.

Hình 1. Biểu đồ chiều dài lá lúa của 48 giống lúa địa phương Việt Nam trong điều kiện ngập ở giai đoạn nảy mầm

Ghi chú: NB: Nipponbare (đ/c chịu ngập); KSL: Kasalath (đ/c mẫn cảm ngập); các cột màu trắng thể hiện sự vươn dài lá của các giống cao hơn giống KSL; các cột màu đen thể hiện sự vươn dài lá của các giống thấp hơn giống KSL; Trung bình sai số chuẩn (SE) của 3 lần lặp được thể hiện ở từng cột trên biểu đồ; Sai khác thấp (**/*) hoặc cao ( ##/#) hơn giống đối chứng Nipponbare ở mức ý nghĩa 1% và 5%; ns - Sai khác không ý nghĩa so với giống đối chứng Nipponbare.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

Chi

ều d

ài lá

lúa

(cm

)

Tập đoàn 48 giống lúa địa phương Việt Nam

KSL

NB

1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

ns ns nsns ns

**

****

****

**

** **

**

**

**

****

**

** **

** **

**

**

**

** **

****

****

**

****

**

**

**

****

**

**

##

****

**

**

**

11


3.2. Kết quả nghiên cứu biểu hiện gen liên quan đến tính trang sức sống cây con chịu ngập

Tám giống lúa đại diện đã được chọn cho thấy nồng độ ARN tổng số sau khi pha loãng (chuẩn về nồng độ là 500 nanomol/µL bằng máy Nanodrop 2000) là tương đối bằng nhau (Bảng 3). Điều này

chứng tỏ chất lượng và độ đồng đều ARN của các mẫu thí nghiệm là khá ổn định để có thể tiến hành tổng hợp cADN cho nghiên cứu biểu hiện gen. Bảo quản lạnh các mẫu này ở -20°C để làm các thí nghiệm tiếp theo.

Bảng 3. Nồng độ ARN tổng số sau khi pha loãng (chuẩn về nồng độ là 500 nanomol/µL)

Hình 2. Ảnh điện di về sự biểu hiện của các gen liên quan đến sức sống cây con khi ngập úng; T: xử lý ngập, N: không xử lý ngập; M: 100bp DNA ladder (100 - 1500bp)

Kí hiệu Tên giống Chiều dài lá (cm) Đặc tính

Nồng độ ARN (nanomol/µL)

Mẫu xử ly ngập

Mẫu không xử ly ngập

H50 Nipponbare 4,13 Chịu ngập 497,8 512,4H38 Ba tháng nước Nghệ An 3,59 Chịu ngập 509,8 519,3H39 Tép Hải Phòng 4,47 Chịu ngập 498,2 517,9H40 Lúa hẻo Quảng Nam 3,18 Chịu ngập 505,0 557,5H41 Chành trụi 3,57 Chịu ngập 509,2 543,5H49 Kasalath 2,35 Mẫn cảm 501,0 481,3H26 Cút hương 2,01 Mẫn cảm 486,3 540,3H29 Ré nước Thanh Hoá 1,80 Mẫn cảm 488,5 513,4H30 Ré quảng Hà Tĩnh 2,04 Mẫn cảm 491,3 498,2H31 Sài Nam Định 1,63 Mẫn cảm 484,4 499,4

T N T N T N T N T N M T N T N T N T N T N

NB H38 H39 H40 H41 H29H26KSL H30 H31

Các giống lúa chịu ngập Các giống lúa mẫn cảm ngập

SLRL1 29

OsB12D1 25

25Ubiquitin

30SUB1A

OsHREF1 25

Tùy vào từng giai đoạn sinh trưởng phát triển khi bị ngập úng mà cây lúa có cơ chế đáp ứng ngập khác nhau. Ở giai đoạn mạ, cây lúa phải huy động rất nhiều năng lượng từ quá trình hô hấp yếm khí để kéo dài lóng. Theo Bailey-Serres và cs. (2008), để thoát khỏi tình trạng ngập, các cơ quan của cây lúa tăng cường sản sinh ethylene, làm giảm đối kháng với abscisic acid, gia tăng phản ứng với gibberillin

(GA), cho phép vươn dài lóng thân. Ngược lại, ở giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng cây lúa ngập hoàn toàn trong nước nhờ cơ chế ngừng hoạt động để bảo toàn nguồn năng lượng chờ đến khi nước rút (Fukao et al., 2008).

Phân tích phản ứng RT-PCR phản ánh sự biểu hiện của các gen nghiên cứu khi cây con bị ngập úng (Hình 2). Kết quả điện di sản phẩm của gen

12


Ubiquitin cho thấy các băng thu được đều như nhau, chứng tỏ nồng độ ARN là khá bằng nhau ở các mẫu giống và chất lượng cADN tốt, đủ tiêu chuẩn để thực hiện nghiên cứu so sánh sự biểu hiện gen trong tất cả các mẫu thí nghiệm. Sản phẩm điện di ADN của các gen OsB12D1, OsHREF1, SRLR1 trên băng các mẫu giống đã qua xử lý ngập úng đậm hơn so với đối chứng không chịu ngập còn gen SUB1A ở tất cả các giống đều không biểu hiện (Hình 2). Sức sống cây con là một tính trạng khá phức tạp do sự ảnh hưởng của nhiều gen và các yếu tố môi trường. Mặc dù chưa xác định được các gen này là gen chính quy định sự khác nhau về kiểu hình giữa hai nhóm giống chống chịu và mẫn cảm. Nhưng qua nghiên cứu này bước đầu có thể đánh giá biểu hiện của 3 gen OsB12D1, OsHREF1 và SRLR1 có liên quan đến việc hỗ trợ cây lúa chống chịu ngập ở giai đoạn nảy mầm.

IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

4.1. Kết luận- Phương pháp phân tích RT-PCR đã xác định

được các gen OsHREF1, OsB12D1, SLRL1 đều biểu hiện trong điều kiện ngập ở tất cả các giống nghiên cứu, trong khi đó gen SUB1A không biểu hiện.

- Biểu hiện của các gen OsHREF1, OsB12D1, SLRL1 có liên quan tới khả năng chịu ngập của các giống lúa ở Việt Nam ở giai đoạn nảy mầm.

4.2. Đề nghị- Tiếp tục nghiên cứu sự biểu hiện của các gen

khác liên quan đến tính chịu ngập ở giai đoạn nảy mầm của các giống lúa địa phương Việt Nam.

TÀI LIỆU THAM KHẢOFukao, T., Baley-Serres, J., 2008. Submergence

tolerance conferred by Sub1A is mediated by SLR1 and SLRL1 restriction of gibberellin responses in rice. Proc Natl Acad Sci USA, 105(43):16814-16819.

He, D., Zhang, H., Yang, P., 2014. The mitochondrion-located protein OsB12D1 enhances flooding tolerance during seed germination and early seedling growth in rice. Int J Mo Sci, 15(8): 13461-13481.

Huang, S.B., Greenway, H., Colmer, T.D., 2003. Anoxia tolerance in rice seedlings: exogenous glucose improves growth of an anoxia-’intolerant’, but not of a ‘tolerant’ genotype. J ExpBot, 54(391): 2363-2373.

Manangkil, O.E., Vu, H.T.T., Yoshida, S., Mori, N., Nakamura, C., 2008. A simple, rapid and reliable bioassay for evaluating seedling vigour under submergence in indica and japonica rice (Oryza sativa L.). Euphytica, 163(2): 267-274.

Otsuka, C., Minami, I., Oda, K., 2010. Hypoxia-inducible genes encoding small EF-hand proteins in rice and tomato. Biosci Biotechnol Biochem, 74(12): 2463-2469.

Yemelyanov, V.V., Shishova, M.S., Chirkova, T.V., Lindberg, S.M., 2011. Anoxia-induced elevation of cytosolic Ca2+ concentration depends of different Ca2+ sources in rice and wheat protoplast. Planta, 234(2): 271-280.

Study on seedling vigour and gene expression associated with submergence tolerance of rice (Oryza sativa L.) at germination stage

Chu Duc Ha, Vo Thi Minh Tuyen, Vu Thi Thu HienAbstractSubmergence tolerance at germination stage is one of the major agronomic traits required for direct seeding in rice cultivation. In this study, the 48 rice accessions were collected from different lowland areas of Vietnam, which then were screened the seedling vigour under submergence. Eight representative cultivars in both vigorous and non-vig-orous seedlings were evaluated on expression of four genes OsHREF1, OsB12D1, SLRL1 and SUB1A. The result showed that expression level of OsHREF1, OsB12D1, and SLRL1 genes induced highly under submergence by RT-PCR analysis. Whereas, the SUB1A mRNA levels rapidly were decreased. This trait is considered to be controlled by polygenic systems. Our results provide useful information for future breeding and genetic study to improve seedling vigour under submergence that supports for direct-seeded rice ecosystem in Vietnam.Key words: Germination stage, seedling vigour, submergence tolerance, rice (Oryza sativa L.), gene expression, RT-PCR (semiquantitive PCR)

Ngày nhận bài: 14/3/2017Người phản biện: TS. Phạm Xuân Hội

Ngày phản biện: 18/3/2017Ngày duyệt đăng: 24/3/2017

13


I. ĐẶT VẤN ĐỀĐậu tương (Glycine max (L.) Merr) là cây trồng

lấy hạt và là cây cho dầu quan trọng bậc nhất trên thế giới, được trồng khắp các châu lục nhưng tập trung nhiều nhất ở Châu Mỹ với sản lượng thu được chiếm 84,9% tổng sản lượng đậu tương trên toàn thế giới, tiếp đến là Châu Á - 12,8% (FAOSTAT, 2014).

Hiện nay, thế giới đang phải đối mặt với hiện tượng ấm lên của khí hậu toàn cầu, tần suất và sự ảnh hưởng của hạn hán càng trở nên rõ rệt hơn. Ở Việt Nam, diện tích gieo trồng đậu tương liên tục suy giảm, từ gần 200 nghìn ha năm 2010 đến năm 2015 chỉ còn 100,8 nghìn ha với sản lượng đạt 146,4 nghìn tấn (Tổng cục Thống kê, 2015). Mỗi năm Việt Nam nhập khẩu 2,5 triệu tấn đậu tương, trong khi sản lượng đậu tương hàng năm thu được chỉ đáp ứng 18% nhu cầu trong nước. Sản lượng đậu tương trong nước thấp do diện tích sản xuất rất hạn chế kèm theo năng suất thấp, chủ yếu do hạn hán. Trước thực trạng đó, việc nghiên cứu phát triển những giống cây trồng mới có khả năng thích ứng, chống chịu tốt trong điều kiện hạn hán đang là một trong những mục tiêu hàng đầu của các nhà khoa học trên thế giới cũng như các nhà khoa học Việt Nam.

Các nhân tố phiên mã NAC là một trong nhóm lớn nhất của các chất điều hòa phiên mã trong thực vật, các thành viên của nhóm gen NAC đóng vai trò quan trọng điều khiển quá trình phiên mã kết hợp với phản ứng stress của thực vật. Công trình nghiên cứu của Lam Son Phan Tran và ctv. (2009) đã chỉ ra rằng ở đậu tương trong số 31 gen GmNAC thuộc nhóm gen điều khiển NAC được kiểm tra, có 9 gen liên quan đến khả năng chịu hạn, mặn và lạnh. Trong số các gen GmNAC này thì các gen ở NST số 1 (GmNAC002, GmNAC003, GmNAC004) có khả năng biểu hiện mạnh hơn cả. Năm 2014,

Henry T. Nguyen và ctv. đã nghiên cứu chuyển gen GmNAC003 và GmNAC004 sử dụng promoter 35S vào cây Arabidopsis, kết quả cho thấy cây chuyển gen GmNAC004 so với cây đối chứng có sự gia tăng số lượng và chiều dài rễ trong điều kiện thường và tăng cao trong điều kiện hạn. Theo nghiên cứu mới nhất của Reem M. Hussain và ctv. (2017), đã xác định được 139 gen GmNAC, nghiên cứu cụ thể 28 gen GmNAC chọn lọc kết quả cho thấy biểu hiện gen GmNAC phụ thuộc vào kiểu gen; 8 trong số 28 gen chọn lọc (GmNAC004, GmNAC021, GmNAC065, GmNAC066, GmNAC073, GmNAC082, GmNAC083 và GmNAC087) đã được phát hiện có mức độ biểu hiện cao ở các giống đậu tương chịu hạn. Nghiên cứu này xác định gen GmNAC có thể được xem là trọng tâm trong các nghiên cứu phát triển đậu tương chịu hạn cao trong tương lai.

Xuất phát từ những thực tế trên, nghiên cứu chuyển gen GmNAC004 vào giống đậu tương ĐT22 thông qua vi khuẩn Agrobacterium để nâng cao khả năng chịu hạn được tiến hành.


2.1. Vật liệu nghiên cứu- Vật liệu thực vật: Giống đậu tương ĐT22

(Nguồn: Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Đậu đỗ, Viện Cây lương thực và cây thực phẩm).

- Vật liệu di truyền: Chủng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens

EHA101 mang vector pZY101::RD29A::GmNAC004 chứa gen chịu hạn GmNAC004 và gen chỉ thị chọn lọc thực vật bar - kháng glufosinate (Hình 1), hiện đang được lưu giữ tại Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Tế bào Thực vật (Nguyễn Văn Đồng và ctv., 2012).

1 Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Tế bào thực vật, Viện Di truyền Nông nghiệp

NGHIÊN CỨU CHUYỂN GEN GmNAC004 VÀO GIỐNG ĐẬU TƯƠNG ĐT22 THÔNG QUA VI KHUẨN Agrobacterium

Nguyễn Văn Đồng1, Nguyễn Anh Vũ1, Lê Thị Mai Hương1, Nguyễn Trung Anh1

TÓM TẮTCác nghiên cứu gần đây đã xác định gen GmNAC004 là một trong những gen thuộc nhóm gen NAC có liên

quan chặt chẽ đến khả năng chịu hạn ở đậu tương. Trong nghiên cứu này, gen GmNAC004 được sử dụng để biến nạp vào 2870 nốt lá mầm của giống đậu tương ĐT22 thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens mang vector pZY101::RD29A::GmNAC004. Phân tích cây đậu tương tái sinh sau quá trình chuyển gen đã thu được 8 dòng, vừa kháng thuốc trừ cỏ đồng thời cũng dương tính với phân tích PCR. Kết quả này cho thấy, gen GmNAC004 đã được chuyển thành công vào giống đậu tương chọn lọc của Việt Nam với hiệu suất chuyển gen 0,28%.

Từ khóa: Agrobacterium tumefaciens, cây đậu tương (Glycine max (L.) Merr), chuyển gen, GmNAC004

14


Hình 1. Sơ đồ vector pZY101::RD29A:: GmNAC004


2.2.1. Phương pháp biến nạpPhương pháp tạo vật liệu vô trùng và phương

pháp chuyển gen vào cây đậu tương được tiến hành theo quy trình của Zhang (2004) có cải tiến để phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm (Nguyễn Văn Đồng và ctv., 2012).

2.2.2. Phân tích cây chuyển gen- Sàng lọc cây chuyển gen T0 và T1 thông qua xử

lý với thuốc trừ cỏ bastaCây con T0 và 30 - 35 cây T1 của mỗi một dòng

T0 tương ứng của chúng được sử dụng trong thí nghiệm phun basta là những cây phát sinh khoảng 3 - 5 lá thật. Nồng độ basta sử dụng trong thí nghiệm chọn lọc là 100 mg/l. Thí nghiệm phun basta được

tiến hành lặp lại 3 lần, mỗi lần cách nhau 3 ngày. Những cây con sống sót sau 3 lần phun basta được tiếp tục chăm sóc làm vật liệu cho những phân tích đánh giá tiếp theo.

- Phân tích PCRQuy trình tách chiết ADN được tiến hành theo

quy trình tách chiết ADN của Doyle và CS (1987) được cải tiến cho phù hợp với điều kiện và hóa chất của phòng thí nghiệm. Tiến hành phân tích PCR với cặp mồi RD29A-F/ RD29A-R đặc hiệu cho promoter RD29A, cặp mồi BAR-F/ BAR-R đặc hiệu cho gen bar và cặp mồi cdsNAC04-F/ RB-R đặc hiệu cho gen GmNAC004 (Bảng 1). Chương trình phản ứng chung của 3 cặp mồi là 950C/ 5phút, 950C/ 30 giây, 570C/ 30giây, 720C/ 90 giây, lặp lại trong 35 chu kỳ, 720C/ 10 phút, kết thúc 40C; Sản phẩm PCR được kiểm tra bằng điện di trên gel agarose 1%.

- Các chỉ tiêu theo dõi và đánh giáCác thông số sau được quan tâm để đánh giá hiệu

quả chuyển gen:+ Tỷ lệ mẫu phát sinh đa chồi (%) = Số mẫu phát

sinh đa chồi ˟ 100/ Tổng số mẫu lây nhiễm+ Tỷ lệ mẫu sống sót sau chọn lọc (%) = Số mẫu

kéo dài chồi ˟ 100/ Tổng số mẫu đa chồiHiệu suất chuyển gen (%) = Số cây T0 có kết quả

PCR dương tính ˟ 100/ Tổng số mẫu ban đầu.


3.1. Chuyển gen chịu han GmNAC004 vào giống đậu tương ĐT22

Quá trình biến nạp với 2870 mẫu nửa lá mầm trong tổng số 10 thí nghiệm đã thu được 63 cây chuyển gen thế hệ T0 sống sót khi đưa ra môi trường tự nhiên, tỉ lệ mẫu biến nạp tạo đa chồi đạt 64% và tỉ lệ mẫu sống sót sau giai đoạn chọn lọc đạt 4,68%. Theo nghiên cứu của Paz và ctv. (2006), 4 giống đậu tương Thorne, Williams, Williams79 và Williams82

được sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình biến nạp gen GUS thông qua vi khuẩn A. tumefaciens chủng EHA101. Kết quả nghiên cứu thu được tỷ lệ tái sinh chồi của giống Thorne đạt 60%, Williams đạt 46%, Williams79 đạt 37% và Williams82 đạt 56%. So sánh với kết quả biến nạp gen GmNAC004 vào giống đậu tương ĐT22 đã thực hiện thì tỷ lệ mẫu phát sinh đa chồi đạt 64% mà nhóm nghiên cứu thu được khá khả quan. Kết quả biến nạp được thống kê chi tiết và đánh giá thông qua các thông số quan tâm được trình bày tại bảng 2, hình 2.

Bảng 1. Trình tự các đoạn mồi sử dụng trong nghiên cứuTT Tên mồi Trình tự mồi 1 RD29A-F 5’-ATGGGCCAATAGACATGGAC-3’2 RD29A-R 5’-GGGACACGTATGAAGCGTCT-3’3 BAR-F 5’-CTGAAGTCCAGCTGCCAGA-3’4 BAR-R 5’-CCACTACATCGAGACCAGCA-3’5 cdsNAC04-F 5’-CAAACTCAATTGGGAAAGAGGGT-3’6 RB-R 5’-CTTTTCTCTTAGGTTTACCCGCCA-3’

15


Bảng 2. Kết quả biến nạp gen chịu hạn GmNAC004 vào giống đậu tương ĐT22

Hình 2. Quá trình chuyển gen GmNAC004 vào giống đậu tương ĐT22 sử dụng vi khuẩn A. tumefaciens mang vector pZY101:: RD29A::GmNAC004.

Nảy mầm hạt (A); Đồng nuôi cấy (B); Nhân chồi (C, D); Kéo dài chồi (E, F); Tạo rễ (G, H); Cây con ra đất (I).

Ghi chú: CCM: Môi trường đồng nuôi cấy; SIM: Môi trường tạo đa chồi; SEM: Môi trường kéo dài chồi; RM: Môi trường ra rễ.

Để giảm nhẹ những phần việc phân tích cây sau chuyển gen bằng kỹ thuật sinh học phân tử đồng thời loại bỏ được khả năng cây mang gen ở thể khảm, toàn bộ 63 cây chuyển gen T0 được nhóm nghiên cứu chọn lọc tiếp với thuốc diệt cỏ basta nồng độ 100 mg/l. Tiến hành phun kiểm tra cây con sau khi trồng trong bầu 2 tuần tuổi và được theo dõi 6 ngày sau khi phun basta 2 lần. Kết quả phun basta đã thu được 44 cây sống sót (Hình 3). Những cây sống sót sau chọn lọc với basta được tiếp tục dùng làm vật liệu cho thí nghiệm phân tích, đánh giá sự có mặt của gen chuyển bằng phương pháp phân tích sinh học phân tử.

Hình 3. Kết quả chọn lọc bằng basta sau 6 ngày của các cây đậu tương chuyển gen GmNAC004

thế hệ T0 sử dụng vi khuẩn A. tumefaciens mang vector pZY101::RD29A::GmNAC004.

(A): Cây đậu tương ĐT22 không chuyển gen; (B): Cây chuyển gen T0.

Thí nghiệm

Số lượng mẫu Tỉ lệ mẫu đa chồi

(%)

Tỉ lệ mẫu sống sót sau

chọn lọc (%)

Số cây ra đất

sống sót

Số cây sống sót sau khi phun bastaCCM SIM SEM RM

1 320 130 115 18 40,63 13,85 17 152 230 163 148 19 70,87 11,66 15 113 300 247 151 9 82,33 3,64 8 34 430 286 155 7 66,51 2,45 0 05 240 180 143 9 75 5 6 36 300 290 145 13 96,67 4,48 10 87 300 100 83 2 33,33 2 1 08 170 150 122 1 88,24 0,67 0 09 280 142 119 2 50,71 1,41 0 0

10 300 150 72 6 50 4 6 4Tổng số 2870 1838 1253 86 64,04 4,68 63 44

A

E F G H I

B C D

A B

16


3.2. Phân tích sự có mặt của gen chịu han GmNAC004 trong genome của các dòng đậu tương chuyển gen

Tiến hành thu mẫu lá của 44 cây con chuyển gen

T0 sống sót sau khi phun basta để tách chiết ADN tổng số phục vụ cho các thí nghiệm phân tích PCR và Southern blot. Kết quả phân tích được trình bày trong bảng 3.

Phân tích PCR sự có mặt gen bar bằng cặp mồi BAR-F/ BAR-R, kết quả cho thấy: Đối chứng âm không cho băng, đối chứng dương cho băng nét và rõ ràng, cây không chuyển gen ĐT22 không cho băng, các cây chuyển gen cho băng có kích thước bằng với kích thước plasmid (428 bp). Toàn bộ 44 cây chuyển gen T0 đều dương tính với gen bar (Hình 4). Đồng thời, nhóm nghiên cứu cũng phân tích kiểm tra sự có mặt của promoter RD29A trong các cây chuyển gen T0 có kết quả PCR dương tính gen bar với cặp mồi RD29A-F/ RD29A-R, kết quả cho thấy, các cây chuyển gen cho kích thước đoạn gen kiểm tra bằng với kích thước đoạn gen đối chứng dương và bằng với kích thước đoạn gen mong muốn (286 bp) (Hình 5).

Hình 4. Kết quả điện di sản phẩm PCR sử dụng cặp mồi BAR-F/BAR- R.

(M): Marker 1kb plus genruler; (-): H2O; (+): Plasmid RD29A-P/ GmNAC004; (ĐT22): Cây không chuyển

gen; (1-10): Cây chuyển gen T0.

Hình 5. Kết quả điện di sản phẩm PCR sử dụng cặp mồi RD29A-F/RD29A-R.

(M): Marker 1kb plus genruler; (ĐT22): Cây không chuyển gen; (1-10): Cây chuyển gen T0; (-): H2O; (+):

Plasmid RD29A-P/GmNAC004.

Tiếp tục phân tích PCR sự có mặt của gen GmNAC004 bằng cặp mồi CdsNAC04-F/ RB-R trong các cây chuyển gen T0 có kết quả PCR gen bar và promoter RD29A dương tính, kết quả thu được 8 cây dương tính với gen quan tâm đạt hiệu suất chuyển gen 0,28%. Các băng thu nhận được có kích thước bằng với kích thước đối chứng dương plasmid pRD29A::GmNACs (1500 bp). Đối chứng âm nước và ĐT22 không xuất hiện băng chứng tỏ phản ứng không bị nhiễm và cặp mồi sử dụng đặc hiệu không xuất hiện băng nội sinh (Hình 6).

Hình 6. Kết quả điện di sản phẩm PCR sử dụng cặp mồi CdsNAC04-F/RB-R.

(M): Marker 1kb plus genruler; (+): Plasmid pRD29A:: GmNACs; (-): H2O; (1-8): Cây chuyển gen

GmNAC004; (ĐT22): Cây không chuyển gen.

Với kết quả này, đã tiến hành gieo trồng hạt T1 của 8 dòng T0 dương tính PCR để sàng lọc bằng phương pháp phun thuốc diệt cỏ basta nhằm lựa chọn những dòng đậu tương đồng hợp tử cho các thí nghiệm đánh giá tiếp theo ngoài đồng ruộng. Kết quả ban đầu cho thấy cả 8 dòng đều có sự phân ly về kiểu gen. Thí nghiệm phân tích đánh giá sự có mặt của gen chuyển cũng như sàng lọc để tìm ra dòng chuyển gen đồng hợp tử vẫn đang được nhóm nghiên cứu tiến hành trong các thế hệ kế tiếp.


4.1. Kết luậnKết quả nghiên cứu biến nạp gen GmNAC004

vào giống đậu tương ĐT22 thông qua chủng

Bảng 3. Kết quả phân tích PCR các cây đậu tương chuyển gen GmNAC004 thế hệ T0

Số lượng mẫu biến

nap

Cây đậu tương chuyển gen T0 sống sót

sau phun basta

Kết quả phân tích PCR dương tính Hiệu suất chuyển gen

(%)Gen bar Promoter RD29A

Gen GmNAC004

2870 44 44 44 8 0,28

17


khuẩn A. tumefaciens EHA101 mang vector pZY101::RD29A::GmNAC004 đã thu được 63 cây đậu tương chuyển gen thế hệ T0 sống sót sau quá trình chọn lọc và ra đất. Sau khi sàng lọc bằng phun basta, thu được 44 cây sống sót với phun basta. Kết quả phân tích sinh học phân tử đã xác định được 8 dòng có kết quả PCR dương tính với gen đích ở thế hệ T0 với hiệu suất chuyển gen đạt 0,28%.

4.2. Đề nghịTiếp tục thực hiện các thí nghiệm phân tích sinh

học phân tử, chọn lọc dòng chuyển gen đồng hợp để tiến tới đánh giá khả năng chịu hạn ở các thế hệ tiếp theo của 8 dòng chuyển gen thu được.

LỜI CẢM ƠNNghiên cứu này được hỗ trợ kinh phí từ Chương

trình Khoa học và Công nghệ Độc lập cấp Nhà nước của Bộ Khoa học và Công nghệ theo Hợp đồng số 03/2012/HĐ-ĐTĐL.

TÀI LIỆU THAM KHẢONguyễn Văn Đồng, Nguyễn Mai Hương và Nguyễn

Hữu Kiên, 2012. Nghiên cứu quy trình biến nạp gen vào giống đậu tương ĐT22 thông qua Agrobacterium tumefaciens. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 9 (39), tr. 119 - 124

Tổng cục Thống kê, 2015. Niên giám thống kê 2015, NXB Thống kê, Hà Nội.

FAOSTAT, 2014 (http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC/visualize).

Hussain RM, Ali M, Feng X, Li X, 2017. The essence of NAC gene family to the cultivation of drought-resistant soybean (Glycine max L. Merr.) cultivars, BMC Plant Biology.

Tran L. S., T. N. Quach, S. K. Guttikonda, D. L. Aldrich, R. Kumar, A. Neelakandan, B. Valliyodan and H. T Nguyen, 2009. Molecular characterization of stress-inducible GmNAC genes in soybean, Division of Plant Sciences, Mol Genet Genomics, 281(6): 647-664.

Research of GMNAC004 gene transfer into DT22 soybean lines using AgrobacteriumNguyen Van Dong, Nguyen Anh Vu,

Le Thi Mai Huong, Nguyen Trung AnhAbstractRecent studies have confirmed that GmNAC004 is one of the genes in the NAC gene family that involves in drought tolerance in soybean. In this study, the GmNAC004 gene was used to transform 2870 half-seed explants of the DT22 soybean cultivar through Agrobacterium tumefaciens vector bearing pZY101::RD29A::GmNAC004. Molecular analysis showed that eight herbicide tolerant lines were also positive for PCR analysis. The results also confirmed that GmNAC004 gene was successfully transformed into Vietnamese soybean variety with a rate of 0.28%.Key words: Agrobacterium tumefaciens, soybean (Glycine max (L.) Merr), transformation, GmNAC004

Ngày nhận bài: 14/3/2017Người phản biện: TS. Phạm Thị Lý Thu


1 Viện Di truyền Nông nghiệp, Phạm Văn Đồng, Bắc Từ Liêm, Hà Nội, Việt Nam2 Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Wakasa-wan, Fukui, Nhật Bản

PHÁT HIỆN MỘT SỐ ĐỘT BIẾN ĐIỂM TRÊN VÙNG MÃ HÓA CỦA GEN BGIOSGA024502 (Ghd7) Ở DÒNG LÚA ĐỘT BIẾN BẰNG CHÙM ION

Nguyễn Thị Hồng1, Võ Thị Minh Tuyển1, Yoshikazu Tanaka2, Lê Huy Hàm1

TÓM TẮTNhiều công bố chỉ ra rằng chùm ion (ion beam) là tác nhân tạo ra nhiều đột biến điểm có ý nghĩa trong chọn

giống cây trồng. Thông qua BLAST cơ sở dữ liệu của gen BGIOSGA024502 (Ghd7) đã được khai thác với trình tự đã được giải mã hoàn chỉnh. Dựa trên dữ liệu thu được, bốn mồi được thiết kế nhằm khuếch đại gen BGIOSGA024502 và giải trình tự vùng mã hóa của dòng đột biến. Tổng số 1548 trình tự mã hóa cho gen BGIOSGA024502 (Ghd7) (774 trình tự của dòng đột biến và 774 trình tự của dòng gốc) đã được đọc trình tự theo phương pháp Sanger. Bốn đột biến điểm được xác định bao gồm, hai trình tự tại vị trí 332 và 336 trên vùng mã hóa 1 (exon1) và hai trình tự tại vị trí 72 và 253 trên vùng mã hóa 2 (exon2). Dựa trên các đột biến này, hai chỉ thị phân tử mới đã được phát triển nhằm nâng cao hiệu quả của chọn giống lúa đột biến.

Từ khóa: BGIOSGA024502, Ghd7, bức xạ ion, đột biến điểm, giải trình tự, chọn giống đột biến

18


I. ĐẶT VẤN ĐỀBức xạ ion được đánh giá là dạng bức xạ có hệ

số truyền năng lượng cao, có khả năng tạo ra nhiều sự xáo trộn trong hệ gen (Yamaguchi H. et al., 2009; Ishikawa S. et al., 2012); gây ra nhiều đột biến trên cấu trúc ADN bao gồm cả đột biến lớn và đột biến điểm (Tanaka A. et al., 2010); có tiềm năng trong việc tạo ra nhiều sự tái tổ hợp khác nhau, là cơ sở để tạo nên một giống cây trồng mới (Hirano T. et al., 2015).

Gen BGIOSGA024502 (Ghd7) quy định các tính trạng quan trọng trên lúa như: số gié/bông, số hạt trên bông, kích thước bông, kích thước hạt, chiều cao cây, ngày trỗ bông, phản ứng với môi trường (Xue, 2008; Zhang, 2015; Nemoto, 2016). Một số nghiên cứu chỉ ra rằng, Ghd7 có năm trạng thái alen (Xue et al., 2008) và rất nhiều đột biến SNP (Lu et al., 2012) quy định nên các kiểu hình khác nhau. Trên cơ sở dữ liệu (www.grammene.org), gen BGIOSGA024502 (Ghd7) được định vị trên nhiễm sắc thể số 7 (vị trí 9.172.628 đến 9.175.046), với tổng chiều dài 2418 bp, gồm 2 vùng mã hóa (exon1 - 444 bp; exon2 - 330 bp) và 1 vùng không mã hóa (intron - 1644 bp).

Dòng đột biến triển vọng mang một số đặc điểm khác biệt nổi bật so với dòng gốc như: kích thước hạt lớn hơn, hạt sáng màu, số hạt/bông nhiều hơn, cao cây hơn và dài ngày hơn... Vì vậy trong nghiên cứu này, thông qua phương pháp BLAST và giải trình tự tập trung tìm hiểu có xảy ra đột biến hay không trên gen BGIOSGA024502 (Ghd7), gen quy định các tính trạng đặc trưng như đã nêu ở trên.


2.1. Vật liệu nghiên cứuMẫu ADN: 2 mẫu ADN tổng số của dòng lúa đột

biến triển vọng và giống gốc, được tách chiết theo phương pháp DNeasy Plant Mini Kit (QIAGEN).

Các hóa chất thí nghiệm.


2.2.1. Phương pháp PCR- Gen quan tâm được khuếch đại theo thành

phần và chu trình như sau:+ Tổng thể tích phản ứng 20 µl bao gồm: 1 µl ADN

tổng số (1ng/µl); 10 µl 2X Prime STAR MAX; 0,5 µl Mồi xuôi (20pmol/µl); 0,5 µl Mồi ngược (20pmol/µl); 8 µl H2O.

+ Chu trình phản ứng PCR: 980C - 2 phút; 30 chu kỳ của: 980C - 5 giây, 600C - 5 giây, 720C - 30 giây;

720C - 5 phút; giữ mẫu ở 40C.- Sản phẩm PCR được kiểm tra trên gel agarose

1,5% đệm TAE 1X. - Tinh sạch sản phẩm PCR: sử dụng PCR product

purification Kit- QIAGEN.

2.2.2. Phương pháp giải trình tựGiải trình tự theo phương pháp Sanger gồm các

bước: - Phản ứng PCR: Tổng thể tích phản ứng 20 µl bao

gồm: 1 µl ADN gen mục tiêu (1ng/µl); 4 µl SeqSaver Sequencing Pre-mix (Sigma); 4 µl Mồi (20pmol/µl); 11 µl H2O. Chu trình phản ứng PCR: 940C - 2 phút; 30 chu kỳ của: 980C - 5 giây, 550C - 5 giây, 720C – 15 giây; 720C - 7 phút; giữ mẫu ở 40C.

- Tinh sạch phản ứng: Theo quy trình DyeEx 2.0 Spin Kit (QIAGEN).

- Đọc trình tự: Sử dụng BigDye Terminator Sequencing Standard Kit (Thermofisher) và đọc kết quả bằng máy ABI PRISM 3100 Genetic Analyzer.

2.2.3. Phương pháp BLAST (Basic Local Alignment Search Tool)

Ứng dụng để tìm kiếm, khai thác dữ liệu; so sánh, phát hiện sự sai khác giữa trình tự của dòng đột biến và dòng gốc.


3.1. BLAST, thiết kế mồi và khuếch đai gen BGIOSGA024502 (Ghd7)

Sử dụng công cụ BLAST để khai thác cơ sở dữ liệu, đã tìm thấy các thông tin liên quan đến gen BGIOSGA024502 (Ghd7), với trình tự đã được giải mã hoàn chỉnh. Dữ liệu về trình tự gen BGIOSGA024502 (Ghd7) cũng như vị trí chọn để thiết kế mồi nhằm khuếch đại và giải trình tự vùng gen quan tâm được thể hiện tại hình 1.

Bốn vị trí thiết kế mồi (hai mồi xuôi, hai mồi ngược) được chọn như trong hình 1 nhằm đảm bảo hài hòa và tối ưu các yêu cầu về thiết kế mồi. Thông tin chi tiết của bốn mồi mới được thiết kế thể hiện tại bảng 1.

Các mồi được thiết kế với chiều dài 25 nucleotit, tỷ lệ GC dao động từ 32 - 53%, nhiệt độ gắn mồi từ 51,6 - 65,4oC. Mồi Ghd7-2R có tỷ lệ GC thấp nhất (32%) kéo theo nhiệt độ gắn mồi cũng thấp nhất do phải tránh vùng lặp (AT)23 và không quá xa vùng mã hóa. Các mồi còn lại đều đảm bảo các yêu cầu quan trọng được tối ưu hóa như tỷ lệ GC từ 40 - 60%; nhiệt độ gắn mồi từ 55 - 65oC; chiều dài 18 - 30 nucleotit...

19


Toàn bộ chiều dài gen BGIOSGA024502 (Ghd7) được khuếch đại bằng cặp mồi Ghd7-1F và Ghd7-2R, với chiều dài đoạn khuếch đại khoảng 2,5kb (Hình 2).

Hình 2. Sản phẩm khuếch đại gen BGIOSGA024502 (Ghd7) trên gel agarose 1,5%

Ghi chú: Làn 1 - 1kb; làn 2 và 3 - sản phẩm PCR)

Từ hình 2 ta có thể thấy cặp mồi Ghd7-1F và Ghd7-2R chưa thực sự đặc hiệu vì còn xuất hiện

một số băng không mong muốn. Tuy nhiên, các sản phẩm không mong muốn xuất hiện không đáng kể (băng rất mờ), trong khi đó sản phẩm chính (gen mục tiêu) thì xuất hiện rất rõ với vạch băng dầy trên gel agarose ở chiều dài khoảng 2,5 kb. Điều đó cho thấy sản phẩm PCR đủ chất lượng và số lượng để giải trình tự.

3.2. Giải trình tự vùng mã hóa của gen BGIOSGA024502 (Ghd7), BLAST và phát hiện đột biến

Sản phẩm PCR khuếch đại gen Ghd7 của dòng gốc và dòng đối chứng được tinh sạch bằng DyeEx 2.0 Spin Kit của QIAGEN. Gen Ghd7 sau khi được tinh sạch sẽ được sử dụng làm “template” trong phản ứng “sequence PCR”. BigDye Terminator Sequencing Standard Kit của Thermofisher được sử dụng để giải trình tự. Sản phẩm được chạy và đọc bằng máy ABI PRISM 3100 Genetic Analyzer. Kết quả đọc trình tự được thể hiện trong hình 3.

TT Tên mồi Trình tự (5’-3’) Chiều dài (nu)

GC (%)

Tm (oC)

1 Ghd7-1F AGCTCAAGTGACCTCACCTGCTATA 25 48 60,72 Ghd7-1R GATCATGCCGGCCGGATCAGGATTA 25 53 65,43 Ghd7-2F AGGGAGGTTACAACTAACTGCATTT 25 40 57,24 Ghd7-2R AGTGGTATATACGCACTGTAATTAT 25 32 51,6

Hình 1. Khai thác trình tự gen BGIOSGA024502 (Ghd7) trên cơ sở dữ liệuChú thích: Vùng bôi vàng - vùng mã hóa; ký tự màu đỏ - điểm thiết kế mồi (http://plants.ensembl.org/Oryza_indica/

Transcript/Summary?db=core;g=BGIOSGA024502;r=7:9172628-9175046;t=BGIOSGA024502-TA)

Bảng 1. Thông tin mồi mới thiết kế cho nghiên cứu gen BGIOSGA024502 (Ghd7)

Ghd7-1R

Ghd7-2F

Ghd7-2R

Ghd7-1F

2,5kbSản phẩm PCR

20


Kết quả đọc trình tự vùng mã hóa 1 bằng mồi Ghd7-1F và vùng mã hóa 2 bằng mồi Ghd7-2F (hình 3) cho thấy: Các trình tự được đọc rất rõ ràng, không có trình tự nào bị lỗi đọc (N); các đỉnh (peak) cao, gọn; đường nhiễu (baseline-noise) rất nhỏ, gần như bằng không. Toàn bộ hai vùng mã hóa đã được đọc hoàn chỉnh nhờ hai mồi Ghd7-1F và Ghd7-2F nên không cần thiết đọc trình tự bằng hai mồi ngược Ghd7-1R và Ghd7-2R.

3.3. Phát hiện đột biến nhờ công cụ BLAST và phát triển chỉ thị ADN dựa trên đột biến thu được

Trình tự hai vùng mã hóa của gen Ghd7 giữa dòng gốc và dòng đột biến được so sánh để phát hiện các đột biến thông qua công cụ BLAST. Kết quả được thể hiện trong bảng 2.

Số liệu trong bảng 2 cho thấy, trong tổng số 774 trình tự mã hóa của gen Ghd7 thì có 4 trình tự khác nhau giữa dòng gốc và dòng đột biến (chiếm tỷ lệ 0,51%) đã được phát hiện nhờ công cụ BLAST, bao gồm 2 sai khác ở vùng mã hóa 1 và hai sai khác ở vùng mã hóa 2. Các đột biến được thể hiện chi tiết trong hình 4, 5 và 6.

Bảng 2. Phân tích đột biến trên vùng mã hóa của gen BGIOSGA024502 (Ghd7)

Hình 4 cho thấy kết quả BLAST phát hiện đột biến trên vùng mã hóa 1. Ở vị trí 362 có sự thay thế G thành C; và ở vị trí 366 có sự thay thế A thành C.

Hình 5 thể hiện kết quả BLAST phát hiện đột biến điểm xảy ra tại vị trí 73 trên vùng mã hóa 2 với sự thay thế nucleotit A thành G.

Hình 6 thể hiện kết quả BLAST phát hiện đột biến điểm xảy ra tại vị trí 253 trên vùng mã hóa 2 với sự thay thế nucleotit C thành G.

a. trình tự vùng mã hóa 1 của dòng đột biến (mồi Ghd7-1F)

b. trình tự vùng mã hóa 2 của dòng đột biến (mồi Ghd7-2F)Hình 3. Biểu đồ thể hiện kết quả giải trình tự vùng mã hóa của gen

BGIOSGA024502 (Ghd7) trên dòng đột biến

Vùng mã hóa

Số trình

tự đọc

Số trình tự sai khác

Tỷ lệ sai

khác (%)

Vị trí sai khác

Vùng mã hóa 1 444 2 0,45 362: G -> C

366: A -> CVùng mã

hóa 2 330 2 0,61 73: A -> G253: C -> G

Tổng 774 4 0,51

Hình 4. BLAST so sánh trình tự, phát hiện đột biến trên vùng mã hóa 1 của gen BGIOSGA024502 (Ghd7)

Ghi chú: Hình 4, 5, 6: Query - trình tự dòng đột biến; Subject = trình tự của dòng gốc


21


Các thay đổi được phát hiện trên dòng đột biến so với dòng gốc đều là đột biến điểm, phù hợp với các công bố về đặc tính của các đột biến được tạo ra bằng bức xạ ion. Dựa trên các đột biến điểm này, hai chỉ thị ADN mới đã được phát triển nhằm chọn

lọc các đột biến tương tự, góp phần nâng cao hiệu quả của chọn giống đột biến đối liên quan đến gen Ghd7. Thông tin về hai chỉ thị ADN này được thể hiện trong bảng 3.

Bảng 3. Phát triển chỉ thị ADN mới dựa trên đột biến thu nhận được

Ghi chú: ký tự đậm, gạch chân - điểm đột biến

Hai chỉ thị (mồi) mới có chiều dài 18 - 20 nucleotit; nhiệt độ gắn mồi trong khoảng 63 - 71oC; thành phần GC từ 59,1 - 77,8% và sản phẩm khuếch đại mong muốn là 202 bp và 223 bp. Các đột biến được xác định tại những vị trí cố định, vì vậy việc thiết kế chỉ thị dựa trên chúng sẽ khó có thể đảm bảo tối ưu tất cả các yêu cầu đặt ra. Nhiệt độ gắn mồi không tối ưu có thể được khắc phục bằng cách điều chỉnh chu trình PCR, hoặc giảm bớt chiều dài mồi, tuy nhiên không nên ngắn hơn 18 nucleotit để đảm bảo tính đặc hiệu. Một điều kiện quan trọng khác là các trình tự nhận biết đột biến nên được đặt ở đầu 3’giúp tăng tính chính xác trong quá trình tìm và bắt cặp của mồi.


4.1. Kết luậnNhờ công cụ BLAST, đã tìm được cơ sở dữ liệu

của gen BGIOSGA024502 (Ghd7), với trình tự được giải mã hoàn chỉnh; từ đó thiết kế được bốn mồi Ghd7-1F, Ghd7-1R Ghd7-2F, Ghd7-2R phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo.

Đã khuếch đại thành công gen BGIOSGA024502 (Ghd7) của dòng đột biến và giống gốc nhờ cặp mồi Ghd7-1F và Ghd7-2R; sản phẩm khuếch đại đảm bảo chất lượng và số lượng cho giải trình tự.

Đã giải trình tự hoàn chỉnh hai vùng mã hóa trên gen BGIOSGA024502 (Ghd7) của dòng đột biến và giống gốc bằng mồi Ghd7-1F và Ghd7-2F.

BLAST và phát hiện bốn đột biến điểm trên vùng mã hóa của gen BGIOSGA024502 (Ghd7) bao gồm: đột biến thay thế G thành C tại vị trí 362 và đột biến thay thế A thành C tại vị trí 366 trên vùng mã hóa 1; đột biến thay thế A thành G tại vị trí 73 và đột biến thay thế C thành G tại vị trí 253 trên vùng mã hóa 2.

Dựa trên bốn đột biến điểm được phát hiện ở trên, hai chỉ thị ADN mới đã được phát triển nhằm nâng cao hiệu quả của chọn giống đột biến đối với gen BGIOSGA024502 (Ghd7).

4.2. Đề nghịTiếp tục đánh giá, phát triển dòng đột biến triển

vọng thu nhận được.Ứng dụng chỉ thị mới phát triển nhằm nâng cao

hiệu quả của chọn giống đột biến liên quan đến gen BGIOSGA024502 (Ghd7).

LỜI CẢM ƠNNghiên cứu này được thực hiện tại Trung

tâm nghiên cứu Năng lượng Wakasa-wan, Fukui, Nhật Bản với sự tài trợ của Chương trình “Fukui International Human Resourses Development Center For Atomic Energy (FIHRDC)/The Wakasa Wan Energy Research Center (WERC) FY 2016”.

TTĐặc điểm mồi Chiều

dài sản phẩm

Mục tiêu nhận biếtTrình tự (5’- 3’) Chiều

dàiTm (oC)

GC (%)

1 F: CCGGTGCACGAGTTCCAGTTCTR: CGAACGTGAGCCCGCCGG

22 nu18 nu

63,867,7

59,177,8 202bp

Trình tự C ở vị trí 362 và trình tự C

ở vị trí 366

2 F: GAGATGGTGGCCGCCATGGCCGR: GTGCGACAGCTTCCTGATCAGC

22 nu22 nu

71,163,0

72,759,1 223bp

Trình tự G ở vị trí 73 và trình tự G

ở vị trí 253


22


TÀI LIỆU THAM KHẢOHirano T., Kazama Y., Ishii K., Ohbu S., Shirakawa

Y., Abe T., 2015. Comprehensive identification of mutations induced by heavy-ion beam irradiation in Arabidopsis thaliana. Plant J., 82(1): 93-104.

Ishikawa S., Ishimaru Y., Igura M., Kuramata M., Abe T., Senoura T.,Hase Y., Arao T., Nishizawa N. K., Nakanishi H., 2012. Ion-beam irradiation, gene identification, and marker-assisted breeding in the development of low-cadmium rice. PNAS Early Edition, (www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1211132109).

Nemoto Y, Nonoue Y, Yano M, Izawa T., 2016. Hd1,a CONSTANS ortholog in rice, functions as an Ehd1 repressor through interaction with monocot-specific CCT-domain protein Ghd7. The plant Journal, 86(3): 221-33.

Tanaka A., Shikazono N. and Hase Y., 2010. Studies on Biological Effects of Ion Beams on Lethality, Molecular

Nature of Mutation, Mutation Rate, and Spectrum of Mutation Phenotype for Mutation Breeding in Higher Plants. J. Radiat. Res., 51: 223-233.

Xue W., Xing Y., Weng X., Zhao Y, Tang W., Wang L., Zhou H., Yu S., Xu C., Li X. and Zhang Q., 2008. Natural variation in Ghd7 is an important regulator of heading date and yield potential in rice. Nature Genetics, 40: 761 – 767.

Yamaguchi H., Hase Y., Tanaka A., Shikazono N., Degi K., Shimizu A., Morishita T., 2009. Mutagenic effects of ion beam irradiation on rice. Breeding Science, 59(2): 169-177.

Zhang J., Zhou X., Yan W., Zhang Z., Lu L., Han Z., Zhao H., Liu H., Song P., Hu Y., Shen G., He Q., Guo S., Gao G., Wang G., Xing Y., 2015. Combinations of the Ghd7, Ghd8 and Hd1 genes largely define the ecogeographical adaptation and yield potential of cultivated rice. New Phytologist, 4:1056-66.

Identification of point mutations in coding region of gene BGIOSGA024502 (Ghd7) in mutant rice line by ion beam

Nguyen Thi Hong1, Vo Thi Minh Tuyen1, Yoshikazu Tanaka2, Le Huy Ham1

AbstractIt was reported that ion beams are considered effective for the induction of point mutation valuable for breeding. The database of gene BGIOSGA024502 (Ghd7) was mined through BLAST and based on that four primers were designed to amplify and sequence the target region on gene BGIOSGA024502 of the materials. A total of 1548 coding nucleotides (774 nucleotides of original type and 774 nucleotides of mutant type) was sequenced by Sanger method. Four point mutations were identified including two nucleotides at points 332 and 336 in exon 1 and two nucleotides at points 72 and 253 in exon 2. Based on these mutations, two new DNA markers were developed for improving efficiency of rice mutation breeding.Key words: BGIOSGA024502, Ghd7, ion beam, point mutation, sequencing, mutation breeding



1 Viện Di truyền Nông nghiệp; 2 Khoa Công nghệ Sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam3 Công ty DEKALB Việt Nam

PHÂN TÍCH IN SILICO HỌ GEN MÃ HÓA YẾU TỐ PHIÊN MÃ NUCLEAR FACTOR - YB TRÊN CAM NGỌT (Citrus sinensis)

Chu Đức Hà1, Nguyễn Thu Trang2, Đoàn Thị Hải Dương1, Vũ Thị Thu Hiền1,

Nguyễn Văn Giang2, Phạm Thị Lý Thu1, Lê Tiến Dũng3

TÓM TẮTTrong nghiên cứu này, họ gen mã hóa tiểu phần NF-YB (Nuclear factor-YB) đã được phân tích trên hệ gen cây

cam ngọt (Citrus sinensis) bằng phương pháp tin sinh học. Kết quả đã xác định được 19 gen mã hóa cho họ NF-YB, CsNF-YB, trên hệ gen cam ngọt. Phân tích cấu trúc gen cho thấy họ CsNF-YB khác nhau về kích thước và số lượng exon/intron. Kích thước và trọng lượng của các phân tử CsNF-YB khá đa dạng. CsNF-YB4, -YB9, -YB10, -YB11, -YB12, -YB13, -YB15 và -YB19 có kích thước và trọng lượng ở mức trung bình nên chúng có thể dễ dàng xuyên qua

23


màng. Giá trị pI và công cụ TargetP cho thấy họ NF-YB có thể cư trú ở nhiều vị trí để thực hiện chức năng trong tế bào. Cuối cùng, dựa vào dữ liệu RNA-Seq, hầu hết các gen CsNF-YB đều được tăng cường phiên mã tại ít nhất 1 mô hoặc cơ quan chính. Gen CsNF-YB6 được tăng cường phiên mã ở lá, trong khi CsNF-YB3 và CsNF-YB7 có thể được tích lũy nhiều ở callus. Một số gen, như CsNF-YB13, -YB19 và -YB5 có mức độ biểu hiện rất mạnh ở cả 4 mô, cơ quan chính trên cây cam ngọt.

Từ khóa: Cam ngọt, in silico, Nuclear factor-YB, tin sinh học

I. ĐẶT VẤN ĐỀQuá trình sinh trưởng của thực vật chịu ảnh

hưởng rất nhiều từ điều kiện ngoại cảnh bất lợi. Trải qua quá trình tiến hóa, thực vật đã phát triển một loạt cơ chế phức tạp nhằm điều hòa và đáp ứng với tác nhân môi trường. Về bản chất, các quá trình này dựa trên sự tham gia của hai nhóm protein chính, gọi là protein chức năng và protein điều hòa. Trong số đó, yếu tố phiên mã là một trong những nhóm protein điều hòa được quan tâm và nghiên cứu nhiều nhất trên các đối tượng cây trồng.

Nuclear factor Y (NF-Y), gồm NF-YA, NF-YB và NF-YC, là một trong những nhóm yếu tố phiên mã quan trọng và có mặt ở tất cả các loài thực vật. Một số nghiên cứu đã ghi nhận vai trò của NF-Y trong điều hòa các quá trình phát triển và đáp ứng với yếu tố bất lợi ở thực vật (Mu et al., 2013). Gần đây, sự ứng dụng rộng rãi của tin sinh học đã cho phép nghiên cứu một cách đầy đủ về họ NF-Y ở một số cây trồng quan trọng như lúa (Oryza sativa) (Miyoshi et al., 2003), đậu tương (Glycine max) (Quach et al., 2015), cà chua (Solanum lycopersicum) (Li et al., 2016) và nhiều loài thực vật khác. Tuy nhiên, chưa có công trình nào nghiên cứu về họ gen mã hóa NF-Y trên cây cam ngọt (Citrus sinensis), một loài cây ăn quả quan trọng hàng đầu, đã được giải mã trong thời gian gần đây (Xu et al., 2013).

Trong nghiên cứu này, các gen mã hóa NF-YB đã được xác định trên hệ gen cam ngọt. Đặc điểm cấu trúc gen, đặc tính protein cũng được phân tích. Cuối cùng, mức độ biểu hiện của các gen mã hóa NF-YB được khai thác để đánh giá sự tích lũy của NF-YB ở một số mô và cơ quan chính trên cây cam ngọt. Kết quả của nghiên cứu này sẽ cung cấp những dẫn liệu quan trọng về đặc tính và vai trò của NF-YB ở cây cam ngọt.

II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1. Vật liệu nghiên cứu Hệ gen của cam ngọt (Xu et al., 2013) trên cơ sở

dữ liệu Phytozome v11.0.

2.2. Phương pháp nghiên cứu- Phương pháp xác định gen mã hóa NF-YB trên

hệ gen cam ngọt: Các thành viên của họ NF-YB được xác định bằng cách sử dụng thuật toán BlastP một trình tự protein đã biết có vùng bảo thủ CBFD_NFYB_HMF (Pfam, PF00808) vào hệ gen của cam ngọt (Xu et al., 2013). Danh pháp và các thông tin về chú giải gen của họ NF-YB được thu thập thông qua cơ sở dữ liệu NCBI (Bioproject: PRJNA86123) (Xu et al., 2013).

- Phương pháp phân tích cấu trúc gen: Kích thước của từng gen thành viên của họ NF-YB được xác định bằng phần mềm Blast2GO. Cấu trúc exon/intron được khai thác bằng công cụ GSDS 2.0 (Gene Structure Display Server) (Hu et al., 2015).

- Phương pháp xác định đặc tính protein: Kích thước phân tử protein NF-YB ở cam ngọt được tính toán bằng phần mềm Blast2GO (Conesa et al., 2005). Đặc tính cơ bản của protein, bao gồm trọng lượng phân tử (mW, molecular weight) và điểm đẳng điện (pI, isoelectric point) được xác định bằng công cụ Expasy (Gasteiger et al., 2003). Định khu của dưới tế bào được dự đoán bằng TargetP v1.1 (Emanuelsson et al., 2007).

- Phương pháp đánh giá mức độ biểu hiện của gen mã hóa NF-YB: Các gen mã hóa NF-YB được Blast vào cơ sở dữ liệu của cam ngọt CAP 2.1 (Citrus sinensis Annotation Project) (Wang et al., 2014) để tìm kiếm mức độ biểu hiện ở các mô/cơ quan thông qua dữ liệu RNA-Seq.


3.1. Kết quả xác định và chú giải họ gen mã hóa tiểu phần NF-YB ở hệ gen cam ngọt

Sử dụng công cụ BlastP, tổng số 19 gen mã hóa các protein có vùng bảo thủ PF00808 - đặc trưng cho NF-YB đã được xác định trên hệ gen cam ngọt (Xu et al., 2013). Sau đó, thông tin về chú giải của từng gen lần lượt được tìm kiếm trên ngân hàng NCBI chứa dữ liệu về giải mã cây cam ngọt (Bioproject: PRJNA86123) (Xu et al., 2013). Kết quả cho thấy, tất cả các gen NF-YB đều có chú giải đầy đủ về mã định danh gen, mã định gen protein, mã locus và ký hiệu gen trên hệ thống hệ gen cam ngọt (Bảng 1).

24


Tiếp theo, vị trí của 19 gen NF-YB ở cam ngọt khai thác trên NCBI được biểu thị ở hình 1 và bảng 2. Dựa trên thứ tự của các gen này, tên gen mã hóa tiểu phần NF-YB ở cam ngọt được đặt tên lần lượt từ CsNF-YB1 đến CsNF-YB19 tương ứng với 19 thành viên. Có thể thấy rằng, các gen được phân bố trên 9 nhiễm sắc thể với những tỉ lệ khác nhau. Trong đó, 2 gen CsNF-YB18 và -YB19 nằm trên các đoạn scaffold chưa được giải mã vào hệ gen của cam ngọt; vì vậy, hai gen naỳ hy vọng có thể được chú giải trong bản nâng cấp tiếp theo của hệ gen cam ngọt.

Gần đây, các gen mã hóa tiểu phần NF-YB cũng đã được giải mã trên một số cây trồng quan trọng. Trong số đó, 32 gen mã hóa NF-YB, GmNF-YB, đã được xác định trên bộ nhiễm sắc thể của đậu tương (Quach et al., 2015). Nghiên cứu trên cây kê cũng đã tìm ra được 15 gen NF-YB, được đặt tên là SiNF-YB, trên hệ gen (Feng et al., 2015). Có thể thấy rằng, các gen mã hóa NF-YB ở thực vật nói chung là 1 họ đa gen, số lượng gen thành viên rất đa dạng giữa loài này với loài khác. Sự khác nhau này, có lẽ được giải thích do sự sai khác về số lượng nhiễm sắc thể của mỗi loài và liên quan đến chức năng của NF-YB trong tế bào thực vật.

Hình 1. Sự phân bố của họ gen mã hóa tiểu phần NF-YB ở hệ gen cam ngọt. Chr - Nhiễm sắc thể, Mb -

Megabase, US - Chưa được chú giải trên nhiễm sắc thể

3.2. Kết quả phân tích cấu trúc gen mã hóa và đặc tính protein của họ NF-YB ở cam ngọt

Cấu trúc của từng gen thành viên trong họ CsNF-YB được khai thác trên cơ sở GSDS (Hu et al., 2015) bằng cách sử dụng chuỗi CDS làm trình tự truy vấn. Nhìn chung, cấu trúc gen của họ CsNF-YB ở cam ngọt rất đa dạng về kích thước và số lượng exon/intron. Điều này cho thấy họ gen mã hóa NF-YB khá biến động, dễ dàng bị biến đổi trong quá trình tiến hóa, có lẽ để thực hiện nhiều vai trò trong tế bào (Hình 2).

Bảng 1. Thông tin về chú giải của họ gen mã hóa tiểu phần NF-YB ở cam ngọt

STT Tên gen Mã định danh gen Mã định danh protein Mã locus Ky hiệu gen

1 CsNF-YB1 XM_006465864 XP_006465927 orange1.1g007852 LOC1026283672 CsNF-YB2 XM_006465020 XP_006465083 orange1.1g047516 LOC1026116083 CsNF-YB3 XM_015526636 XP_015382122 orange1.1g026469 LOC1026104384 CsNF-YB4 XM_006472057 XP_006472120 orange1.1g045194 LOC1026218485 CsNF-YB5 XM_015528554 XP_015384040 orange1.1g019814 LOC1026093726 CsNF-YB6 XM_006474832 XP_006474895 orange1.1g036580 LOC1026090977 CsNF-YB7 XM_006475051 XP_006475114 orange1.1g038325 LOC1026196948 CsNF-YB8 XM_006493694 XP_006493757 orange1.1g024265 LOC1026281219 CsNF-YB9 XM_006480045 XP_006480108 orange1.1g038014 LOC102623450

10 CsNF-YB10 XM_006477455 XP_006477518 orange1.1g047870 LOC10262156711 CsNF-YB11 XM_006480533 XP_006480596 orange1.1g030647 LOC10262432212 CsNF-YB12 XM_006484029 XP_006484092 orange1.1g038850 LOC10263046413 CsNF-YB13 XM_006485877 XP_006485940 orange1.1g030547 LOC10262564714 CsNF-YB14 XM_006493145 XP_006493208 orange1.1g026901 LOC10261705515 CsNF-YB15 XM_006487827 XP_006487890 orange1.1g032293 LOC10261894816 CsNF-YB16 XM_006488058 XP_006488121 orange1.1g028727 LOC10260942817 CsNF-YB17 XM_006489046 XP_006489109 orange1.1g044287 LOC10262472718 CsNF-YB18 XM_006493787 XP_006493850 orange1.1g027605 LOC10260771119 CsNF-YB19 XM_006494197 XP_006494260 orange1.1g031594 LOC102621947

25


Hình 2. Cấu trúc gen mã hóa và dữ liệu biểu hiện của họ NF-YB ở cam ngọt

Đặc tính của phân tử NF-YB, bao gồm kích thước phân tử (amino acid), trọng lượng phân tử (kDa), điểm đẳng điện và vị trí cư trú trong tế bào được xác định thông qua công cụ Expasy (Gasteiger et al., 2003) và TargetP (Emanuelsson et al., 2007). Kích thước và trọng lượng của các phân tử CsNF-YB khá đa dạng (Bảng 2). Protein CsNF-YB12, mã hóa bởi gen XM_006484029 có kích thước nhỏ nhất, 78 amino acid với trọng lượng tương đối đạt 8,92 kDa, trong khi CsNF-YB1, định danh là XP_006465927 là phân tử lớn nhất, tương ứng với 587 amino acid, trọng lượng đạt 64,19 kDa. Mặt khác, CsNF-YB4, -YB9, -YB10, -YB11, -YB12, -YB13, -YB15 và -YB19 có kích thước và trọng lượng ở mức trung bình; vậy nên chúng có thể dễ dàng xuất/nhập qua các màng sinh học để được thực hiện chức năng trong tế bào.

Giá trị điểm đẳng điện của protein có liên quan đến vị trí của protein trong tế bào. Protein có tính acid thường được phân bố ở tế bào chất, trong khi ty thể và một số bào quan có màng thường chứa protein có tính base. Ở đây, một số protein NF-YB, đáng chú ý như CsNF-YB9, -YB11, -YB13, -YB15, -YB19 có tính acid, gợi ý rằng chúng được vận chuyển ra tế bào chất sau khi được tổng hợp trong nhân, trong khi CsNF-YB4, -YB10, -YB12 có pI khoảng base cho thấy rằng 3 phân tử này có thể được bám trên ty thể hoặc các hệ thống có màng. Để tăng cường độ tin cậy của phép dự đoán, định khu dưới tế bào của họ NF-YB được phân tích bằng công cụ TargetP (Emanuelsson et al., 2007). Một số protein đã khai thác được vị trí, đáng chú ý như CsNF-YB1, -YB2, -YB7, -YB16 được dự đoán phân bố ở lục lạp; trong khi ty thể có thể chứa CsNF-YB3 và CsNF-YB10. Kết quả này được xem là dẫn liệu quan trọng trong những nghiên cứu chức năng gen tiếp theo.

Bảng 2. Đặc tính của protein NF-YB ở cam ngọt

Ghi chú: L: Kích thước (amino acid), mW: Trọng lượng phân tư (kDa), pI: Điểm đăng điện, C: Luc lạp, M: Ty thể, *: Độ tin cậy cao

3.3. Kết quả khai thác mức độ biểu hiện của các gen mã hóa NF-YB trong điều kiện thường

Mức độ biểu hiện của các gen CsNF-YB ở 4 mô, cơ quan chính được khai thác trên cơ sở dữ liệu RNA-Seq (tính bằng đơn vị RPKM - Reads per Kilobase per Million-mapped Reads) đã công bố gần đây (Wang et al., 2014). Kết quả phân tích sau đó được thể hiện ở hình 2.

STT Tên protein L (aa)

mW (kDa) pI TargetP

1 CsNF-YB1 587 64,19 9,7 C*

2 CsNF-YB2 214 24,09 5,8 C3 CsNF-YB3 238 26,47 6,7 M*

4 CsNF-YB4 157 17,66 8,4 -5 CsNF-YB5 335 37,27 9,2 -6 CsNF-YB6 186 20,24 6,5 -7 CsNF-YB7 231 25,36 6,1 C8 CsNF-YB8 270 30,25 5,8 -9 CsNF-YB9 140 15,64 5,6 -

10 CsNF-YB10 102 11,26 9,6 M*

11 CsNF-YB11 174 18,99 5,7 -12 CsNF-YB12 78 8,92 8,0 -13 CsNF-YB13 175 18,87 5,8 -14 CsNF-YB14 231 24,97 5,1 -15 CsNF-YB15 143 16,24 6,4 -16 CsNF-YB16 205 22,93 8,8 C17 CsNF-YB17 188 20,91 5,4 -18 CsNF-YB18 221 24,10 6,3 -19 CsNF-YB19 157 17,36 4,7 -

26


Thông qua giá trị RPKM đạt được, hầu hết các gen CsNF-YB đều được tăng cường phiên mã tại ít nhất 1 mô hoặc cơ quan chính. Ví dụ như gen CsNF-YB6 được tăng cường phiên mã ở lá, trong khi CsNF-YB3 và CsNF-YB7 có thể được tích lũy nhiều ở callus. Đặc biệt, một số gen như CsNF-YB13, CsNF-YB19 và CsNF-YB5 có mức độ biểu hiện rất mạnh ở cả 4 mô, cơ quan chính trên cây cam ngọt, chứng tỏ rằng các gen này có thể tham gia vào nhiều quá trình trong tế bào, có lẽ cũng liên quan đến cơ chế đáp ứng điều kiện ngoại cảnh bất lợi ở cam ngọt.

IV. KẾT LUẬN Đã xác định được 19 gen mã hóa cho tiểu phần

NF-YB ở hệ gen cam ngọt. Hầu hết các gen này phân bố rải rác trên bộ nhiễm sắc thể của cam ngọt, ngoại trừ 2 gen CsNF-YB18 và CsNF-YB19 chưa được chú giải đầy đủ trên hệ tham chiếu hiện tại.

Cấu trúc gen của họ CsNF-YB rất đa dạng về chiều dài và sự sắp xếp exon/intron, trong khi kích thước và trọng lượng của CsNF-YB cũng biến thiên. Trong số đó, CsNF-YB4, -YB9, -YB10, -YB11, -YB12, -YB13, -YB15 và -YB19 có kích thước và trọng lượng ở mức trung bình nên chúng có thể dễ dàng xuất/nhập qua màng sinh học để được thực hiện chức năng trong tế bào. Giá trị pI và dự đoán TargetP cho thấy họ NF-YB có thể cư trú ở rất nhiều vị trí để thực hiện chức năng điều hòa trong tế bào.

Hầu hết các gen CsNF-YB đều được tăng cường phiên mã tại ít nhất 1 mô hoặc cơ quan chính. Gen CsNF-YB6 được tăng cường phiên mã ở lá, trong khi CsNF-YB3 và CsNF-YB7 có thể được tích lũy nhiều ở callus. Một số gen như CsNF-YB13, CsNF-YB19 và CsNF-YB5 có mức độ biểu hiện rất mạnh ở cả 4 mô, cơ quan chính trên cây cam ngọt, chứng tỏ rằng các gen này có thể tham gia vào nhiều quá trình trong tế bào, có lẽ cũng liên quan đến cơ chế đáp ứng điều kiện ngoại cảnh bất lợi ở cây cam ngọt.

TÀI LIỆU THAM KHẢOEmanuelsson, O., Brunak, S., von Heijne, G., Nielsen,

H., 2007. Locating proteins in the cell using TargetP, SignalP and related tools. Nat Protocols, 2(4): 953-971.

Gasteiger, E., Gattiker, A., Hoogland, C., Ivanyi, I., Appel, R.D., Bairoch, A., 2003. ExPASy: The proteomics server for in-depth protein knowledge and analysis. Nucleic Acids Res, 31(13): 3784-3788.

Hu, B., Jin, J., Guo, A.Y., Zhang, H., Luo, J., Gao, G., 2015. GSDS 2.0: an upgraded gene feature visualization server. Bioinformatics, 31(8): 1296-1297.

Li, S., Li, K., Ju, Z., Cao, D., Fu, D., Zhu, H., Zhu, B., Luo, Y., 2016. Genome-wide analysis of tomato NF-Y factors and their role in fruit ripening. BMC Genomics, 17:36.

Miyoshi, K., Ito, Y., Serizawa, A., Kurata, N., 2003. OsHAP3 genes regulate chloroplast biogenesis in rice. Plant J, 36(4): 532-540.

Mu, J., Tan, H., Hong, S., Liang, Y., Zuo, J., 2013. Arabidopsis transcription factor genes NF-YA1, 5, 6, and 9 play redundant roles in male gametogenesis, embryogenesis, and seed development. Mol Plant, 6(1): 188-201.

Quach, T.N., Valliyodan, B., Joshi, T., Xu, D., Nguyen, H.T., 2015. Genome-wide expression analysis of soybean NF-Y genes reveals potential function in development and drought response. Mol Genet Genomics, 290(3): 1095-1115.

Wang, J., Chen, D., Lei, Y., Chang, J.W., Hao, B.H., Xing, F., Li, S., Xu, Q., Deng, X.X., Chen, L.L., 2014. Citrus sinensis annotation project (CAP): a comprehensive database for sweet orange genome. PloS one, 9: e87723.

Xu, Q., Chen, L.L., Ruan, X., Chen, D., Zhu, A., Chen, C., Bertrand, D., Jiao, W.B., Lei., Y., Hu, Q., Miao, Y., Wang, L., Xu, J., Liu, J.H., Guo, W.W., Zhang, H.Y., Nagarajan, N., Deng, X.X., Ruan, Y., 2013. The draft genome of sweet orange (Citrus sinensis). Nat Genet, 45(1): 59-66.

In silico analysis of the genes encoding transcription factor Nuclear factor -YB in the sweet orange (Citrus sinensis)

Chu Duc Ha, Nguyen Thu Trang, Doan Thi Hai Duong,Vu Thi Thu Hien,

Nguyen Van Giang, Pham Thi Ly Thu, Le Tien DungAbstractIn this study, gene family encoding NF-YB (Nuclear factor-YB) was identified in the sweet orange genome (Citrus sinensis) by using various bioinformatics approaches. As a result, 19 genes, named CsNF-YB, were annotated in the sweet orange genome. Our structural analyses showed a range of differences of the length and exon/intron organization betweens CsNF-YB genes. Next, the features of CsNF-YB subunits were investigated to be variable.

27


Among them, CsNF-YB4, -YB9, -YB10, -YB11, -YB12, -YB13, -YB15 and -YB19 had average sizes and molecular weights, suggesting that they could be easily passed through the membranes. The analysis of pI values and the TargetP prediction of NF-YB family suggested that these subunits might be distributed in many organelles to play their important roles in the cell. Finally, based on the available RNA-Seq data, most of CsNF-YB genes were strongly expressed in at least 1 major tissue/organ. CsNF-YB6 were up-regulated in leaf, while CsNF-YB3 and CsNF-YB7 were highly expressed in callus. Interestingly, some genes, including CsNF-YB13, -YB18 and -YB5 were specifically expressed in whole 4 major tissues/organs in sweet orange plant. Key words: Sweet orange, in silico, Nuclear factor-YB, bioinformatics




KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN BỘ GIỐNG LÚA JAPONICA CHỊU LẠNH TẠI HUYỆN QUẾ PHONG, NGHỆ AN

Phạm Thị Hằng1, Trịnh Thị Mỹ Hạnh1, Phạm Văn Tuân1, Đặng Trọng Lương1

TÓM TẮTNghiên cứu tuyển chọn bộ giống lúa chịu lạnh (Japonica) phù hợp điều kiện khí hậu huyện Quế Phong, Nghệ An

được thực hiện tại xã Mường Nọc vào vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016. Kết quả nghiên cứu sinh trưởng và phát triển của 6 giống ở các thời vụ cho thấy: Hai giống J02 và QJ4 có triển vọng nhất, phù hợp với điều kiện ở địa phương. Cả 2 giống đều có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, năng suất thực tế và năng suất lý thuyết cao hơn các giống còn lại ở mức ý nghĩa α = 0,05. Giống J02 đạt năng suất 80,32 tạ/ha ở vụ Mùa và 87,65 tạ/ha vụ Xuân, còn giống QJ4 đạt năng suất là 79,84 tạ/ha và 87,96 tạ/ha ở hai mùa vụ tương ứng. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu chất lượng gạo cũng cho thấy hai giống này cũng cao hơn các giống khác về hàm lượng protein, độ ngon, độ dẻo, hàm lượng amylose 10,87% đến 11,62%, tỷ lệ gạo nguyên cao.

Từ khóa: Lúa Japonica, giống lúa J02, QJ4, năng suất, chất lượng, huyện Quế Phong, Nghệ An

I. ĐẶT VẤN ĐỀViệt Nam là một nước nông nghiệp với cây lương

thực chủ yếu là lúa nước. Lịch sử phát triển của Việt Nam gắn liền với nền văn minh lúa nước. 100% dân số Việt Nam sử dụng lúa gạo là nguồn lương thực chính. Chính vì vậy, trong tái cơ cấu sản xuất ngành nông nghiệp thì tái cơ cấu sản xuất lúa gạo được đặt lên hàng đầu trong đó đặc biệt quan tâm đến những giống có chất lượng cao.

Trong những năm gần đây, bằng các nguồn nhập nội và lai tạo của nhiều tác giả trong nước đã chọn tạo được một số giống lúa thuộc loài phụ Japonica có khả năng chịu lạnh tốt, có tiềm năng, năng suất và chất lượng cao. Các giống lúa thuộc loài phụ Japonica thích hợp với vùng khí hậu ôn đới, cận nhiệt đới và có thể trồng ở những nơi có độ cao trên 1000m so với mực nước biển (Nguyễn Tuấn Phong, 2014). Việc phát triển lúa Japonica trở thành hàng hóa là một hướng mới trong định hướng phát triển nông nghiệp của một số địa phương trong đó có Nghệ An.

Quế Phong là một huyện miền núi của Nghệ An, nằm trong vùng kinh tế Tây Nghệ An. Nhiệt độ trung bình hàng năm ở đây thường thấp, dao động từ 22-240C, đặc biệt mùa đông nhiệt độ xuống thấp đến 2 - 30C (Cổng thông tin điện tử huyện Quế Phong, Nghệ An, 2011). Điều này ảnh hưởng lớn đến sản xuất nông nghiệp do mạ vụ xuân gặp rét, bị chết hoặc sinh trưởng phát triển kém làm năng suất giảm nghiêm trọng. Tại đây, lúa Japonica đã được trồng thử nghiệm từ năm 2011 và được đánh giá là giống có khả năng chịu lạnh khá, năng suất, chất lượng tốt, vượt trội so với những giống đang trồng ở địa phương.

Xuất phát từ những lý do trên, nghiên cứu đánh giá bộ giống lúa chịu lạnh (Japonica) được tiến hành nhằm tuyển chọn được giống lúa cho năng suất cao, chất lượng tốt phù hợp với điều kiện khí hậu của huyện Quế Phong - Nghệ An, từ đó xây dựng quy trình kỹ thuật canh tác cho địa phương.

28



2.1. Vật liệu nghiên cứuGồm 6 giống lúa Japonica do Viện Di truyền

Nông nghiệp nhập nội và chọn tạo. Cụ thể: J01, J02, TBJ1, TBJ2, QJ4 và ĐS1; trong đó giống ĐS1 và J02 đã được công nhận là giống quốc gia lần lượt vào năm 2010 và năm 2013, các giống còn lại vẫn đang trong thời gian khảo nghiệm.

2.2. Phương pháp nghiên cứu - Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo

phương pháp khảo sát tập đoàn, tuần tự, không nhắc lại. Để đánh giá, so sánh các chỉ tiêu năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất giữa các giống theo phầm mềm IRRISTAT thì tại mỗi ô thí nghiệm, lấy mẫu ở 3 điểm theo đường chéo góc và coi đây là một lần lặp lại.

- Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 500m2. Mật độ cấy 45 khóm/m2; cấy 2 dảnh/khóm.

- Phân bón: Theo quy trình hướng dẫn của tác giả giống J01 và J02.

- Các chỉ tiêu theo dõi: Theo hệ thống tiêu chuẩn đánh giá cây lúa của IRRI (1996) và Quy chuẩn Quốc gia QCVN 01-55-2011 khảo nghiệm giống lúa 2011.

- Xử lý số liệu: Số liệu được thu thập và xử lý theo chương trình Excel 2007 và IRRISTAT 4.0.

- Địa điểm và thời gian nghiên cứu: Thí nghiệm được tiến hành ở vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016 tại xã Mường Nọc, huyện Quế Phong, tỉnh Nghệ An.


3.1. Đặc điểm hình thái, sinh trưởng phát triển - Chiều cao cây: Là một chỉ tiêu hình thái có liên

quan đến một số chỉ tiêu khác, đặc biệt là khả năng chống đổ ở cây lúa. Ngày nay, các nhà chọn giống có xu hướng chọn những giống lúa thấp cây, chịu thâm canh và chất lượng cao. Kết quả ở bảng 1 cho thấy: Các giống lúa tham gia thí nghiệm đều là những giống có chiều cao trung bình từ 90 - 125 cm theo phân loại của Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế IRRI, 1996; trong đó, ở vụ Mùa 2015 các giống J01, TBJ1, TBJ2, ĐS1 và QJ4 có chiều cao tương đương nhau dao động từ 101,65 ± 3,12 cm đến 103,20 ± 4,3 cm. Vụ Xuân 2016 dao động từ: 103,40 ± 2,83 cm đến 105,00 ± 2,8 cm. Riêng giống J02 có chiều cao thấp nhất, dao động chỉ từ 91,33 ± 1,95cm đến 100,90 ± 3,58cm.

- Chiều dài, rộng và góc lá đòng: Giống tốt thường có lá đòng đứng, có chiều dài và rộng lá đòng trung bình, lá dày có màu xanh đậm và tuổi thọ lá dài. Các giống lúa thí nghiệm đều có chiều dài và rộng lá đòng ở mức độ trung bình, góc lá đứng. Trong đó, giống TBJ2 có chiều dài và rộng lá đòng lớn nhất, chiều dài lá từ 29,39 ± 1,63 đến 35,95 ± 2,31cm và chiều rộng tương ứng từ 1,47 ± 0,07cm đến 1,62 ± 0,08cm. Giống J02 và TBJ1 có chiều dài và rộng lá đòng thấp nhất.

- Khả năng đẻ nhánh: Số liệu ở bảng 1 cho thấy: Các giống đẻ nhánh khá đồng đều và vừa phải. Sự chênh lệch về số nhánh/khóm giữa các dòng, giống lúa không nhiều. Trong đó, giống J02 có tỷ lệ nhánh hữu hiệu đạt cao nhất 83,39% ở vụ Mùa 2015 và số nhánh hữu hiệu đạt 8,11±1,05 nhánh.

Bảng 1. Một số chỉ tiêu về thân, lá, khả năng đẻ nhánh của các giống lúa Japonica thí nghiệm vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016 tại huyện Quế Phong, Nghệ An

Tên giống

Chiều cao cây TB (cm) (±∆)

Chiều dài lá đòng (cm)

(±∆)

Chiều rộng lá đòng (cm)

(±∆)

Góc lá đòng

Số nhánh tối đa

(nhánh)

Số nhánh hữu hiệu

(±∆)

Tỷ lệ nhánh hữu hiệu

(%)Vu Mùa 2015

J01 101,65±3,12 29,17±1,42 1,39±0,08 Đứng 9,00 7,22±1,20 80,22J02 97,05±2,00 27,18±1,04 1,42±0,06 Đứng 9,33 7,78±1,0 83,39

TBJ1 102,90±2,3 27,45±1,32 1,37±0,04 Đứng 8,89 7,22±1,14 81,21TBJ2 103,20±4,3 29,39±1,63 1,47±0,07 Đứng 9,44 7,22±1,2 76,48ĐS1 102,71±1,87 29,10±1,32 1,41±0,05 Đứng 9,80 7,70±0,83 78,57QJ4 101,75±2,68 29,22±2,50 1,44±0,07 Đứng 8,67 7,00±0,54 80,74

Vu Xuân 2016J01 103,40±2,83 34,00±3,54 1,47±0,08 Đứng 9,78 7,78±1,32 79,55J02 100,90±3,58 32,10±2,22 1,50±0,06 Đứng 9,89 8,11±1,05 82,00

TBJ1 104,80±3,52 33,25±3,06 1,47±0,06 Đứng 9,22 7,33±1,84 79,50TBJ2 105,00±2,80 35,95±2,31 1,62±0,08 Đứng 9,67 7,33±1,15 75,80ĐS1 104,40±3,76 35,45±3,52 1,54±0,06 Đứng 10,11 8,11±1,46 80,22QJ4 104,10±2,38 34,60±2,03 1,49±0,07 Đứng 9,89 8,00±1,15 80,89

29


Bảng 2. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống lúa tham gia thí nghiệm vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016 tại huyện Quế Phong, Nghệ An

3.2. Thời gian sinh trưởng, năng suất và yếu tố cấu thành năng suất

- Thời gian sinh trưởng (TGST): TGST được tính từ khi gieo đến khi có 85% số hạt chín. Nghiên cứu ở vụ Mùa 2015 cho thấy TGST của các giống dao động từ 108 ngày đến 120 ngày, còn ở vụ Xuân 2016, TGST này dài hơn, dao động từ 133 đến 144 ngày. Trong đó giống J02 là giống có TGST dài nhất và giống TBJ1 có TGST ngắn nhất.

- Năng suất: Là chỉ tiêu sau cùng và cũng là chỉ tiêu quan trọng nhất. Năng suất cao, ổn định là mục tiêu hàng đầu của công tác chọn tạo giống. Năng suất là tổng hợp của các yếu tố cấu thành năng suất như số bông/khóm, số hạt chắc/bông, khối lượng 1000 hạt.

- Số bông/khóm: Kết quả nghiên cứu cho thấy: Vụ Mùa 2015 số bông/khóm dao động từ 6,2 đến 7,0 bông/khóm, còn ở vụ Xuân 2016 số bông/khóm dao động từ 6,4 đến 7,4 bông/khóm.

- Số hạt/bông: Phụ thuộc vào các yếu tố như thời

gian kết thúc đẻ nhánh, khả năng điều tiết nước và các yếu tố sâu bệnh, thời tiết khí hậu. Kết quả cho thấy giống QJ4 có số hạt/bông cao nhất ở cả 2 vụ, dao động từ 137,66 đến 138,55 hạt/bông.

- Tỷ lệ hạt chắc (%): Đánh giá ở cả 2 vụ cho thấy giống J02 có tỷ lệ hạt chắc cao nhất đạt 85,71%, các giống khác có tỷ lệ xấp xỉ nhau từ 78,05% đến 82,35%.

- Khối lượng 1000 hạt: Ở các giống không có sự chênh lệch nhiều, thí nghiệm ở vụ Mùa 2015 và vụ Xuân 2016 cho khối lượng nghìn hạt dao động từ 24,3 g đến 27,1 g.

- Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu: Từ các kết quả phân tích ở trên cho ta thấy năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của giống J02 và QJ4 cao hơn các giống khác ở mức ý nghĩa α = 0,05, các giống còn lại không có sự sai khác. Giống J02 đạt cao nhất 80,32 tạ/ha vào vụ Mùa và 87,65 tạ/ha vào vụ Xuân, tiếp theo là giống QJ4 đạt 79,84 tạ/ha và 87,96 tạ/ha. Tương ứng năng suất thực thu của giống J02 và QJ4 đạt cao nhất là 65,33 tạ/ha và 64,67 tạ/ha.

3.3. Khả năng chống chịu sâu bệnh haiSâu bệnh hại là yếu tố ảnh hưởng rất lớn tới năng

suất và chất lượng của các giống lúa. Đặc biệt đối với

các giống lúa mới việc đánh giá khả năng chống chịu đối với sâu bệnh hại ở một vùng sinh thái mới là đặc biệt quan trọng. Kết quả nghiên cứu ở bảng 3 cho

Giống TGST(ngày)

Số bông/khóm

(bông)

Số hat/bông

(hat)

Tỷ lệ hat chắc

(%)

Khối lượng 1000 hat (g)

NS ly thuyết (ta/ha)

NS thực thu (ta/ha)

Vu Mùa 2015J01 115 6,20 127,11 79,30 25,5 71,65 50,67J02 119 6,80 115,63 85,71 26,5 80,32 58,00

TBJ1 108 6,33 114,60 81,33 27,1 72,54 50,53TBJ2 113 6,67 117,19 78,58 26,1 72,01 52,00ĐS1 120 7,00 115,53 78,27 25,8 73,44 51,33QJ4 115 6,80 137,66 78,05 24,3 79,84 57,33

LSD.05 0,43 9,75 6,52 5,07 5,08CV% 3,6 4,5 6,6 6,8 5,4

Vu Xuân 2016J01 137 6,4 128,08 80,00 25,8 76,12 56,67J02 144 7,4 115,20 85,54 26,7 87,65 65,33

TBJ1 133 6,6 116,25 82,35 27,1 77,35 58,00TBJ2 135 6,6 123,43 80,25 26,2 77,47 58,67ĐS1 144 7,2 117,96 80,20 26,0 79,71 60,00QJ4 135 7,2 138,55 79,62 24,5 87,96 64,67

LSD.05 0,50 13,44 7,82 7,42 4,44CV% 6,1 6,1 5,4 5,1 4,1

30


thấy: Ở vụ Mùa điều kiện thời tiết thuận lợi cho sâu bệnh hại phát triển nên mức độ nhiễm nặng hơn so với vụ Xuân. Hầu hết các giống chỉ nhiễm nhẹ rầy nâu và sâu đục thân ở giai đoạn làm đòng đến vào chắc (mức độ nhiễm từ điểm 0 đến 1). Trên các giống đều xuất hiện sâu cuốn lá nhỏ và bị nặng nhất vào giai đoạn làm đòng (mức độ nhiễm từ điểm 1 đến 5).

Các giống chủ yếu bị nhiễm khô vằn, nhiễm nặng ở giai đoạn vào chắc (mức độ nhiễm từ điểm

3 đến 5), riêng giống J02 khả năng chống chịu tốt hơn nên chỉ bị nhiễm nhẹ (điểm 1). Các giống bị nhiễm đạo ôn và đốm nâu nhưng chỉ ở mức độ nhẹ (điểm 0 đến 1). Giống TBJ2 ở giai đoạn vào chắc bị nhiễm bệnh bạc lá nặng (điểm 3), các giống khác chỉ nhiễm nhẹ (điểm 0 đến 1). Kết quả nghiên cứu cho thấy ở vụ Xuân các giống lúa có hiện tượng đen lép hạt ở giai đoạn vào chắc đến chín, bị nặng nhất là giống J01 và TBJ2 (mức độ nhiễm ở điểm 3).

3.4. Đánh giá một số chỉ tiêu về chất lượng gao của các giống lúa Japonica

Bên cạnh năng suất thì chất lượng gạo cũng rất quan trọng. Chất lượng gạo được đánh giá thông qua nhiều chỉ tiêu khác nhau: Kích thước hạt, hình dạng hạt, tỷ lệ gạo lật, tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo nguyên, tỷ lệ trắng trong, độ bạc bụng, hàm lượng amylose,

nhiệt độ hóa hồ, hàm lượng protein, độ ngon… Phân tích một số chỉ tiêu chất lượng gạo của các giống thí nghiệm, thu được số liệu trình bày ở bảng 5.

- Tỷ lệ gạo lật: Tỷ lệ này cao hay thấp phụ thuộc chính vào đặc tính di truyền của giống. Những giống có vỏ trấu dày, trọng lượng trấu nặng thì tỷ lệ gạo lật thấp và ngược lại những giống có vỏ trấu càng

Bảng 3. Mức độ chống chịu sâu hại của của các giống lúa Japonica tại Quế Phong, Nghệ AnĐơn vị tính: Điểm

Bảng 4. Mức độ chống chịu bệnh hại của của các giống lúa Japonica tại Quế Phong, Nghệ AnĐơn vị tính: Điểm

Ghi chú: Mức độ nhiễm sâu bệnh hại được đánh giá theo quy chuẩn Quốc gia QCVN 01-55-2011 về khảo nghiệm giống lúa 2011.

Giống

Vụ Mùa 2015 Vụ Xuân 2016Sâu cuốn lá nhỏ Sâu đục thân Rầy nâu Rầy nâu

Đẻ nhánh

Làm đòng

Vào chắc

Đẻ nhánh

Làm đòng

Vào chắc

Đẻ nhánh

Làm đòng

Vào chắc

Đẻ nhánh

Làm đòng

Vào chắc

J01 3 5 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0J02 1 3 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0

TBJ1 1 3 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0TBJ2 1 3 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0ĐS1 3 3 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0QJ4 1 3 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0

Giống

Vụ Mùa 2015 Vụ Xuân 2016

Đao ôn Khô vằn Đốm nâu Bac lá Đao ôn Khô vằn Đốm nâu Đen lép hat

Đẻ nhánh

Vào chắc

Chín sữa

Vào chắc

Làm đòng

Vào chắc

Làm đòng

Vào chắc

Đẻ nhánh

Vào chắc

Chín sữa

Vào chắc

Làm đòng

Vào chắc

Vào chắc - chín

J01 0 1 1 3 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 3

J02 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0

TBJ1 0 1 1 3 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1

TBJ2 0 1 1 3 0 1 1 3 1 0 1 3 0 1 3

ĐS1 0 1 3 5 0 1 0 1 1 0 1 3 0 1 0

QJ4 0 1 1 3 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1

31


mỏng, càng nhẹ thì tỷ lệ gạo lật càng cao. Ngoài ra tỷ lệ gạo lật còn phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh, quá trình tích luỹ, vận chuyển các sản phẩm quang hợp vào hạt. Số liệu bảng 5 cho ta thấy, các giống thí nghiệm có tỷ lệ gạo lật tương đối cao và dao động không nhiều từ 78,16% đến 80,95% trong đó cao nhất là giống TBJ1 và thấp nhất là giống TBJ2.

- Tỷ lệ gạo xát: Các giống lúa phân tích có tỷ lệ gạo xát khá cao. Giống TBJ1 có tỷ lệ gạo xát cao nhất là 74,78%, sau đó đến giống QJ4 là 74,15% và J02 là 72,04%. Ba giống ĐS1, TBJ2 và J01 tỷ lệ gạo xát thấp hơn từ 70,94% đến 71,59%.

- Tỷ lệ gạo nguyên: Tỷ lệ này phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như bản chất giống, nhiệt độ, độ ẩm khi lúa chín, điều kiện bảo quản, phơi sấy sau thu hoạch... Các giống phân tích đều có tỷ lệ gạo nguyên cao và chênh nhau không nhiều, dao động từ 94,01% đến 96,38%.

- Tỷ lệ trắng trong: Kết quả phân tích cho thấy, các giống J01, QJ4 và J02 có tỷ lệ trắng trong cao đạt từ 91,96% đến 94,06%. Các giống còn lại tỷ lệ này dao động từ 76,4% đến 90,54%.

- Độ bạc bụng: Là một tiêu chí để đánh giá chất lượng gạo của một giống, nó ảnh hưởng lớn đến thị hiếu của người tiêu dùng. Trong các giống phân tích, chỉ có giống TBJ2 có độ bạc bụng cao hơn là 1,06 điểm. Các giống còn lại đều có độ bạc bụng thấp, chỉ từ 0,26 đến 0,62 điểm nên rất thích hợp với thị trường tiêu dùng và đạt yêu cầu của gạo xuất khẩu.

- Chiều dài hạt và tỷ lệ dài/rộng: Qua bảng 5 cho

thấy, các giống Japonica đều có chiều dài hạt xếp ở nhóm hạt ngắn (chiều dài nhỏ hơn 5,5 mm). Tỷ lệ dài/rộng từ 1,66 đến 1,8; các giống này đều được xếp ở dạng hạt bầu (khoảng từ 1,1 đến 2,0).

- Hàm lượng amylose: Theo Nguyễn Văn Hiển (2000), hàm lượng này cao hay thấp có ảnh hưởng rõ rệt đến đặc tính của cơm. Thông thường, nhóm nếp có hàm lượng amylose từ 1-2%, nhóm gạo tẻ có hàm lượng amylose thấp là từ 8-20%, nhóm trung bình 20-25% và nhóm cao > 25%. Qua bảng 5, các giống lúa thí nghiệm đều có hàm lượng amylose xếp vào loại thấp (chỉ từ 10,87% đến 15,12%); trong đó giống QJ4 có hàm lượng amylose thấp nhất là 10,87% và sau đó đến giống J02 là 11,62%.

- Nhiệt độ hóa hồ: Biểu thị nhiệt độ cần thiết để gạo thành cơm và không hoàn nguyên. Giống TBJ1 có nhiệt độ hóa hồ trung bình, từ 72-740C; các giống còn lại đều có nhiệt độ hóa hồ cao (>740C), nấu cơm lâu hơn các loại gạo khác.

- Hàm lượng protein: Hàm lượng protein là một thông số quan trọng đánh giá giá trị dinh dưỡng của hạt gạo. Hàm lượng protein của các giống khi phân tích đạt ở mức trung bình, và không chênh nhau nhiều giữa các giống. Giống có hàm lượng protein cao nhất là QJ4 ở mức 6,47%, giống TBJ1 có hàm lượng thấp nhất là 5,98%.

- Độ ngon: Được đánh giá theo phương pháp cho điểm. Kết quả cho ta thấy, giống J02 được đánh giá là ngon nhất (6,82 điểm), sau đó là hai giống QJ4 và J01. Các giống khác dao động từ 6,17 đến 6,43 điểm.

IV. LẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

4.1. Kết luận Giống QJ4 và J02 là hai giống có triển vọng, phù

hợp với điều kiện thời tiết ở huyện Quế Phong, tỉnh Nghệ An. Hai giống này sinh trưởng, phát triển tốt, nhiễm nhẹ sâu bệnh hại, năng suất và chất lượng

gạo cao hơn các giống còn lại. Năng suất thực thu vụ Mùa 2015 giống QJ4 đạt 57,33 tạ/ha và giống J02 đạt 58 tạ/ha, vụ Xuân 2016 hai giống này thu được năng suất lần lượt là 64,67 tạ/ha và 65,33 tạ/ha. Giống QJ4 và J02 cũng được đánh giá về chất lượng gạo là ngon hơn các giống còn lại, hàm lượng amylose thấp (từ

Bảng 5. Một số chỉ tiêu về chất lượng gạo của các giống lúa (Japonica) vụ Mùa 2015

GiốngTỷ lệ

gao lật (%)

Tỷ lệ gao xát

(%)

Tỷ lệ gao

nguyên (%)

Tỷ lệ trắng trong (%)

Độ bac bụng

(điểm)

Chiều dài hat (mm)

Chiều rộng hat

(mm)

Tỷ lệ dài/rộng

Hàm lượng

amylose (%)

Nhiệt độ hóa

hồ (0C)

Hàm lượng

protein (%)

Độ ngon

(điểm)

ĐS1 78,52 71,59 94,52 86,48 0,62 4,83 2,81 1,72 15,12 >740C 6,31 6,32J02 78,50 72,04 94,01 91,96 0,36 5,07 2,82 1,80 11,62 >740C 6,32 6,82

TBJ2 78,16 70,94 94,28 76,40 1,06 4,95 2,98 1,66 13,57 >740C 6,36 6,17QJ4 78,63 74,15 96,38 94,00 0,27 4,79 2,75 1,74 10,87 >740C 6,47 6,55

TBJ1 80,95 74,78 94,30 90,54 0,39 4,79 2,79 1,72 12,38 72-740C 5,98 6,43J01 79,12 71,43 95,72 94,06 0,26 4,96 2,83 1,75 12,71 >740C 6,14 6,60

32


10,87 đến 11,62%), độ bạc bụng thấp (chỉ từ 0,27 đến 0,36 điểm) và hàm lượng protein đạt từ 6,32% đến 6,47%.

4.2. Đề nghịCần tiếp tục nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật

(như thời vụ, mật độ, phân bón..) cho hai giống lúa J02 và QJ4 làm cơ sở để đưa các giống này vào sản xuất đại trà tại huyện Quế Phong tỉnh Nghệ An.

TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2011. Quy chuẩn kỹ thuật

quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sư dung giống lúa. NXB Nông nghiệp, Hà Nội.

Cổn thông tin điện tử huyện Quế Phong, Nghệ An, 2011. Vị trí, điều kiện tự nhiên huyện Quế Phong,

truy cập ngày 15/10/2015. Địa chỉ: http://quephong.nghean.gov.vn/wps/portal/huyenquephong/!ut/p/c 4 / 0 4 _ SB 8 K 8 x L L M 9 M S S z P y 8 x B z 9 C P 0 o s -3 j 3 E D 8 X X 8 t g Y x N z z 1 B z A 0 e z o G B D y y A-jM1cXY_2CbEdFAOo0ZZU!/?WCM_GLOB-A L _ C O N T E X T = / w p s / w c m / c o n n e c t /Web+content+Huyen+Que+Phong/hqp/gtc/vtdktn/

Nguyễn Văn Hiển, 2000. Giáo trình chọn giống cây trồng. NXB giáo dục Hà Nội.

Nguyễn Tuấn Phong, 2014. Nghiên cứu xác định giống và phát triển lúa Japonica ở miền Bắc Việt Nam. Luận án tiến sĩ Nông nghiệp, Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam.

Viện Nghiên cứu lúa IRRI, 1996. Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen cây lúa. P.O.Box 933.1099 Manila, Philippines.

Evaluation and selection of cold tolerant Japonica rice varieties in Que Phong district, Nghe An province

Pham Thi Hang, Trinh Thi My Hanh Pham Van Tuan, Dang Trong Luong

AbstractEvaluation and selection of cold tolerant Japonica rice varieties suitable for climatic conditions in Que Phong district, Nghe An province were carried out in Muong Noc commune in the Autumn of 2015 and in the Spring of 2016. Research results of growth and development of six varieties showed that: Two varieties J02 and QJ4 were the most promising and suitable for local conditions. Both varieties had good resistance to pests and diseases; real yields and theoretical yields were higher than those of other varieties at significance level α = 0.05. The J02 variety yielded 80.32 quintals/ha in the Autumn season and 87.65 quintals/ha in the Spring while the QJ4 was 79.84 quintals/ha and 87.96 quintals/ha, respectively. Results of analysis of grain quality also showed that the two varieties had good characteristics such as high protein content, good taste, softness, amylose content 10.87% to 11.62% and high milling degree.Key words: Japonica rice, J02, QJ4 varieties, yield, quality, Que Phong district, Nghe An

Ngày nhận bài: 11/3/2017Người phản biện: PGS. TS. Nguyễn Thị Kim Lý


1 Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Cây có củ, Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm 2 Viện Sinh học Nông nghiệp, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH VIRUS VÀ MỐC SƯƠNG CỦA CÁC DÒNG/GIỐNG KHOAI TÂY BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÂY NHIỄM NHÂN TẠO

Nguyễn Thị Nhung1, Hoàng Thị Giang2, Nguyễn Quang Thạch2, Trịnh Văn Mỵ1, Ngô Thị Huệ1,

Nguyễn Mạnh Quy1, Nguyễn Thị Thu Hương1, Vũ Thị Hằng2, Đỗ Thị Thu Hà2, Nguyễn Đức Mạnh2

TÓM TẮTĐánh giá khả năng kháng bệnh mốc sương và virus của các dòng/giống khoai tây đã được chọn tạo bằng phương

pháp lây nhiễm nhân tạo từ 35 dòng/giống khoai tây triển vọng. Kết quả đã phân lập và chọn lọc được 12 dòng/giống khoai tây KT1; 6-77; KT4, 466-22; 12KT3-1; 2-12; 10-79; số 5; số 70; KT9; TK.1 và 10-167 có khả năng kháng bệnh mốc sương và virus tốt hơn. Những dòng/giống khoai tây triển vọng này sẽ được chọn làm vật liệu lai tạo, đáp ứng cho quá trình chọn tạo khoai tây năng suất cao, chất lượng tốt, phù hợp ăn tươi và chế biến đồng thời có khả năng kháng bệnh virus và bệnh mốc sương cao.

Từ khóa: Giống khoai tây, đánh giá, khả năng kháng, bệnh mốc sương và virus

33


I. ĐẶT VẤN ĐỀ Khoai tây là một trong những nguồn thực

phẩm thiết yếu cho con người. Không chỉ dùng làm nguyên liệu để chế biến các món ăn mà khoai tây còn được dùng làm dược phẩm. Khoai tây có nguồn gốc từ Nam Mỹ, sau đó được mở rộng sang các nước phát triển. Các chuyên gia nhận định rằng: Khoai tây chính là cây lương thực của tương lai dành cho những nước nghèo và nước đang phát triển bởi “Khi lúa gạo và lúa mỳ tăng lên, khoai tây trở thành lương thực giàu dinh dưỡng cho những nước đó với giá rất rẻ” (FAO, 2006). Do vậy, khoai tây chính là cây trồng giàu tiềm năng phát triển trong tương lai. Đến năm 2015, với tổng diện tích đạt 22,46 triệu ha, tổng sản lượng 368,096 triệu tấn, năng suất 18,91 tấn và mức tăng trưởng trung bình 2,02% mỗi năm (FAO, 2015), trong đó sản lượng khoai tây của Trung Quốc và Ấn Độ chiếm một phần ba tổng sản lượng khoai tây toàn thế giới. Tuy nhiên cho đến nay, nhiều loại bệnh đã xuất hiện, gây thiệt hại lớn đến chất lượng và năng suất cây khoai tây, trong đó, bệnh virus PVY và bệnh mốc sương được coi là hai loại bệnh nguy hiểm nhất.

Bệnh mốc sương do nấm Phytophthora infestans gây nên. Đây là loại bệnh hại phổ biến, gây thiệt hại lớn nhất tại các vùng trồng khoai tây với triệu chứng như các vết nâu đen, lớp nấm trắng trên thân và lá, những đám mô héo, thối... Bệnh làm giảm từ 40 - 70% năng suất, nếu nặng có thể làm mất năng suất hoàn toàn. Bệnh virus PVY được coi là loại bệnh nghiêm trọng nhất về virus đối với cây trồng. Virus lây truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác qua củ (Vũ Triệu Mân, 1986). Chiến lược phòng trừ bệnh mốc sương và bệnh virus PVY bằng phương pháp hóa học được đề xuất. Tuy nhiên, việc sử dụng các chất hóa học này rất tốn kém, đặc biệt chúng gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Chi phí cho việc dùng thuốc hóa học để diệt nấm tại Đức lên tới 470 EURO/ha (Darsow et al., 2008). Chiến lược chọn tạo giống kháng bệnh virus và bệnh mốc sương được thực hiện, mang lại nhiều kết quả tích cực. Trên thế giới, đã có rất nhiều công trình công bố về việc chuyển nguồn gen khoai tây dại vào khoai tây trồng bằng dung hợp tế bào trần và lai hữu tính. Ở Việt Nam, Nguyễn Thị Phương Thảo và cs. (2009) đã dung hợp thành công các dòng nhị bội để tạo ra các con lai soma tứ bội có khả năng kháng bệnh virus PVY và bệnh mốc sương. Vì mục tiêu đó, “Đánh giá khả năng kháng bệnh virus và

mốc sương của các dòng/giống khoai tây bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo” được tiến hành thực hiện.


2.1. Vật liệu và địa điểm nghiên cứu- Vật liệu nghiên cứu bao gồm 35 dòng/giống

khoai tây triển vọng: KT1, 1-187, 6-77, 138, 505-42, 466-22, 508-15, 135, 460-18, 460-1, 4-170, KT4, 77, 10-167, 505-27, 466-9, 12KT3-1, 1-128, 2-12, 4-66, 8-33, 10-79, số 5, 501-3, 506-25, Atlantic, sô 70, KT9, 4-35, TK.1, VC.1, VC.2, VC3, VC.5, VC.6.

- Địa điểm thực hiện: Viện Sinh học Nông nghiệp, Học viện Nông nghiệp Việt Nam - Gia Lâm, Hà Nội.

2.2. Phương pháp nghiên cứu- Phương pháp lây nhiễm virus được thực hiện

theo mô tả phương thức của Hill (1984) và Kado (1972).

- Phương pháp DAS-ELISA. - Phương pháp phân lập nấm Phytophthora

infestans và chuẩn bị dịch lây nhiễm (theo Darsow, 2004; Hammann, 2009).

- Phương pháp lây nhiễm nhân tạo nấm mốc sương trên lá đơn tách rời và phương pháp cho điểm vết hoại tử trên lá áp dụng theo (Detached Leaflet Assay) (Darsow et al., 2008; Hammann et al., 2009).


3.1. Kiểm tra độ sach virus PVY của một số dòng khoai tây mới chọn tao trước lây nhiễm nhân tao và phân lập nguồn virus PVY từ các vùng trồng khoai tây

Trước khi đánh giá khả năng kháng bệnh virus PVY của các dòng/giống khoai tây mới chọn tạo, cần tiến hành kiểm tra độ sạch bệnh của từng dòng/giống bằng test-ELISA. Qua đó, loại bỏ những dòng/giống nhiễm bệnh virus PVY khi chưa lây nhiễm. Đồng thời kiểm tra nguồn virus PVY thu thập từ Bắc Ninh. Kết quả tính toán giá trị s/n (ODĐC(-)/OD ĐC(+)): trong đó s là giá trị đo mật độ quang mẫu đối chứng âm (hay s = ODs: giá trị OD của mẫu đối chứng âm), còn n là là giá trị đo mật độ quang mẫu đối chứng dương hay (n = ODn: giá trị OD của mẫu đối chứng dương). Kết quả đánh giá n/s<2 là mẫu dòng/giống sạch virus và tỷ lệ n/s>2 là mẫu dòng/giống nhiễm virus từ kết quả tỷ lệ đo như vậy để kết luận sự nhiễm hay sạch virus PVY của từng mẫu dòng/giống thử và kết quả được thể hiện ở bảng sau:

34


Kết quả tính toán cho thấy, đối với 9 mẫu thu được từ địa phương, có 7 mẫu được xác định là nhiễm virus PVY (2 mẫu sạch virus Đp4 và Đp8). Đối với nguồn vật liệu thí nghiệm, chỉ có duy nhất dòng 138 là nhiễm virus PVY (s/n > 2); các dòng/giống vật liệu còn lại và giống đối chứng đều sạch virus (s/n < 2).

Như vậy, các nguồn mẫu nhiễm virus PVY từ địa phương và các dòng/giống vật liệu sạch được sử dụng cho thí nghiệm sau. Đồng thời loại bỏ dòng 138 khỏi khu vực thí nghiệm để tránh sự lây lan.

3.2. Đánh giá khả năng kháng virus PVY sau lây nhiễm của một số dòng/giống khoai tây mới chọn tao

Virus gây thiệt hại lớn tới năng suất và chất lượng cây trồng. Đánh giá khả năng kháng virus PVY của các dòng/giống vật liệu giúp chọn lọc ra những dòng/giống có sức đề kháng tốt, giúp nâng cao năng suất khoai tây.

Sau khi lây nhiễm 15 ngày, tiến hành thu mẫu lá của 34 dòng/giống vật liệu và lấy giống đối chứng Atlantic để kiểm tra. Kết quả test ELISA đánh giá sức kháng bệnh virus PVY được thể hiện ở hình 1 và hình 2.

Hình 1. Kết quả test - ELISA trước lây nhiễm

Kết quả ở bảng 2 cho thấy được rất nhiều cá thể các dòng/giống vật liệu cho kết quả dương tính với virus PVY. Kết quả tính toán tỷ lệ nhiễm virus của mỗi dòng/giống được thể hiện qua bảng sau.

Bảng 1. Kết quả tính toán và đánh giá độ sạch của nguồn vật liệu mới chọn tạo và nguồn mẫu từ địa phươngDòng/giống Tỷ lệ s/n Đánh giá Dòng/giống Tỷ lệ s/n Đánh giá

KT1 <2 Sạch virus 506-25 <2 Sạch virus1-187 <2 Sạch virus Atlantic <2 Sạch virus6-77 <2 Sạch virus Số 70 <2 Sạch virus138 >2 Nhiễm KT9 <2 Sạch virus

505-42 <2 Sạch virus 4-35 <2 Sạch virus466-22 <2 Sạch virus 460-1 <2 Sạch virus508-15 <2 Sạch virus TK.1 <2 Sạch virus

135 <2 Sạch virus VC.1 <2 Sạch virus460-18 <2 Sạch virus VC.2 <2 Sạch virus4-170 <2 Sạch virus VC.3 <2 Sạch virusKT4 <2 Sạch virus VC.5 <2 Sạch virus77 <2 Sạch virus VC.6 <2 Sạch virus

10-167 <2 Sạch virus Đc(+) >2 Out505-27 <2 Sạch virus Đc(-) <2 Sạch virus466-9 <2 Sạch virus Đp1 >2 Nhiễm

12KT3-1 <2 Sạch virus Đp2 >2 Nhiễm1-128 <2 Sạch virus Đp3 >2 Nhiễm2-12 <2 Sạch virus Đp4 <2 Sạch virus4-66 <2 Sạch virus Đp5 >2 Nhiễm8-33 <2 Sạch virus Đp6 >2 Nhiễm

10-79 <2 Sạch virus Đp7 >2 NhiễmSố 5 <2 Sạch virus Đp8 <2 Sạch virus

501-3 <2 Sạch virus Đp9 >2 Nhiễm

35


Hình 2. Lây nhiễm nhân tạo nguồn virus PVY trên lá và kết quả test ELISA

Kết quả đánh giá cho thấy, sau khi lây nhiễm nhân tạo, hầu hết các dòng/giống vật liệu đều có tỷ

lệ nhiễm cao, cao nhất là dòng 4-170 (83,3%). Các dòng 508-15; 505-42; 135; 4-66; 501-3; 506-25; 466-9; 460-1; VC.1; VC.2; VC.3; VC.5; VC.6 và giống Atlantic nhiễm mức trung bình (66,7%). Dòng/giống 1-187; 460-18; 1-128; 8-33; số 77; 505-27 và 4-35 nhiễm mức trung bình (50,0%). Còn lại các dòng/giống KT1; 6-77; 12KT3-1, 466-22; 2-12; 10-79; số 5; số 70; KT4; 10-16 7; KT9 và TK.1 cho tỷ lệ kháng bệnh virus tốt, nhiễm nhẹ mức (33,3%), thấp hơn giống đối chứng Atlantic (66,7%).

Như vậy, trong số các dòng/giống khoai tây mới chọn tạo, đã chọn được 12 dòng/giống có khả năng kháng tốt với virus PVY. Đó chính là: KT1; 6-77, KT4, 466-22; 12KT3-1; 2-12; 10-79; số 5; số 70; KT9; TK.1 và 10-167.

Dòng/giống Tỷ lệ nhiễm (%) Sức kháng Dòng/giống Tỷ lệ nhiễm (%) Sức khángKT1 33,3 Tốt KT4 33,3 Tốt

1-187 50,0 Trung bình 501-3 66,7 Trung bình6-77 33,3 Tốt 506-25 66,7 Trung bình

505-42 66,7 Trung bình 77 50,0 Trung bình466-22 33,3 Tốt 10-167 33,3 Tốt508-15 67,7 Trung bình 505-27 50,0 Trung bình

135 67,7 Trung bình Atlantic 66,7 Trung bình460-18 50,0 Trung bình 466-9 66,7 Trung bình

12KT3-1 33,3 Tốt 460-1 66,7 Trung bình1-128 50,0 Trung bình KT9 33,3 Tốt2-12 33,3 Tốt 4-35 50,0 Trung bình4-66 66,7 Trung bình TK.1 33,3 Tốt8-33 50,0 Trung bình VC.1 66,7 Trung bình

10-79 33,3 Tốt VC.2 66,7 Trung bìnhSố 5 33,3 Tốt VC.3 66,7 Trung bình

Số 70 33,3 Tốt VC.5 66,7 Trung bình4-170 83,3 Kém VC.6 66,7 Trung bình

Bảng 2. Kết quả đánh giá khả năng kháng bệnh virus PVY của một số dòng/giống khoai tây mới chọn tạo sau lây nhiễm nhân tạo

3.3. Phân lập, đánh giá tính độc của các nguồn nấm mốc sương ở các vùng trồng khoai tây phục vụ thí nghiệm lây nhiễm nhân tao

Mẫu nấm mốc sương được phân lập từ mẫu lá bệnh thu thập ở 2 vùng sinh thái: Hà Nội và Bắc Ninh. Sau khi nuôi trên lát cắt củ 6 - 7 ngày, quan sát thấy trên bề mặt lát cắt củ xuất hiện vết chết hoại, chuyển màu nâu xám, hình thành một lớp nấm trắng mịn ăn lan khắp lát cắt củ. Đây là những triệu chứng đặc trưng của bệnh mốc sương trên củ khoai tây do nấm Phytophthora infestans gây ra.

Quan sát nguồn nấm trên kính hiển vi cho thấy sợi nấm có cấu tạo đơn bào, không màu; cành bọc bào tử động không màu phân nhiều nhánh cấp so le với nhau. Bọc bào tử quan sát được có dạng hình quả chanh yên hoặc hình trứng, có núm nhỏ ở đỉnh. Bọc bào tử động hình thành ở đỉnh nhánh theo kiểu vô hạn khiến cho nhánh có các chỗ phình ra, hóp vào. Đây là đặc điểm riêng biệt của cành bọc động bào tử nấm P. infestans so với các loài Phytophthora khác.

36


Qua quan sát các triệu chứng bệnh và đặc điểm hình thái của hệ sợi nấm và bọc bào tử của nguồn nấm phân lập dưới kính hiển vi, có thể khẳng định nguồn nấm phân lập mang các đặc điểm đặc trưng về hình thái của nấm mốc sương Phytophthora infestans.

Nguồn nấm phân lập được từ 2 địa phương đều

thể hiện tính độc trên các dòng/giống khoai tây trồng và thể hiện mức độ gây bệnh khá cao trên các đối tượng khảo sát. Tuy nhiên, không có sự sai khác về tính độc giữa 2 nguồn nấm được phân lập, do vậy hoàn toàn có thể sử dụng được cho thí nghiệm lây nhiễm nhân tạo tiếp theo.

Hình 3. Nguồn nấm và bào tử nấm mốc sương

Bảng 3. Đặc điểm hình thái của nấm P. infestans trong quá trình nuôi cấy

Hình 4. Sự biểu hiện vết bệnh ở mặt trước của lá sau 6 ngày lây nhiễmGhi chú: A- Dòng 460-1; B- Dòng 508-15; C- Dòng 466-9; D- Dòng 501-3

Chỉ tiêu theo dõi Đặc điểmDạng tán nấm Xốp, đâm tia nhanh, phát triển mạnh trên bề mặt lát cắt củMàu sắc tản nấm Hình thành lớp nấm xốp, trắng mịnMàu sắc bề mặt lát cắt củ Trên bề mặt lát cắt củ xuất hiện các vết chết hoại, chuyển màu nâu xám, bề mặt khôSợi nấm Sợi nấm đa bào, không màu, phân nhánh nhiều

Bào tử nấm Bọc bào tử động có dạng quả chanh yên, bầu dục, có núm nhỏ ở đầu; hình thành ở đỉnh cành bào tử

3.4. Đánh giá tính kháng bệnh mốc sương của một số dòng/giống khoai tây mới chọn tao bằng phương pháp lây nhiễm nhân tao trên lá tách rời

Thí nghiệm lây nhiễm nhân tạo được thực hiện trên mẫu lá của các vật liệu nghiên cứu theo phương

pháp lây nhiễm nhân tạo trên lá tách rời - “detached leaflet assay” của Darsow và cs. (2004), Hammann và cs. (2009). Sau lây nhiễm 6-7 ngày, kiểm tra các vết bệnh ở mặt trước của lá. Quan sát kích thước vết hoại tử.

A

C

B

D

37


TT Dòng/giống

Điểm kích thước vết hoai

tử mặt trên của lá (Mean1±SD)

(Điểm)

Sự hình thành bào tử nấm ở mặt sau của lá (Mean2±SD)

(Điểm)1 KT1 2.10±0.01 1.30±0.002 1-187 5.02±0.00 2.00±0.003 6-77 2.80±0.01 1.00±0.004 138 - -5 505-42 3.60±0.12 2.00±0.026 466-22 4.60±0.00 2.00±0.007 508-15 4.60±0.02 2.20±0.028 135 5.20±0.00 2.75±0.039 460-18 2.10±0.06 2.00±0.00

10 4-170 4.20±0.21 2.25±0.0311 460-1 5.20±0.17 3.00±0.0012 KT4 2.00±0.03 1.25±0.0113 77 2.40±0.12 1.00±0.0014 10-167 4.40±0.00 1.75±0.0115 505-27 4.40±0.02 2.25±0.0216 466-9 6.00±0.00 2.05±0.0617 501-3 7.60±0.11 3.00±0.0018 506-25 3.50±0.02 1.25±0.0519 12KT3-1 2.41±0.15 1.20±0.0320 1-128 5.62±0.00 2.00±0.0021 2-12 2.20±0.15 1.05±0.0122 4-66 3.60±0.12 2.00±0.0223 8-33 4.60±0.00 2.00±0.0024 10-79 2.40±0.12 1.30±0.0025 Số 5 2.30±0.15 1.00±0.0326 Số 70 2.50±0.12 1.25±0.0127 KT9 2.35±0.11 1.30±0.0028 4-35 6.00±0.00 2.05±0.0629 TK.1 2.40±0.15 1.50±0.0530 VC.1 6.50±0.00 2.05±0.0631 VC.2 5.60±0.11 2.00±0.0032 VC.3 4.50±0.02 1.30±0.0533 VC.5 5.10±0.00 2.30±0.0634 VC.6 5.60±0.10 3.25±0.0135 Atlantic 5.20±0.02 2.25±0.03

Hình 5. Lây nhiễm nhân tạo trên lá và sự hình thành bào tử nấm ở mặt sau của lá

Ghi chú: A- Dòng KT4 , B- Dòng 135 Tiếp tục quan sát sự hình thành bào tử nấm ở mặt sau của lá đối với từng dòng/giống vật liệu.

Sau khi quan sát, triệu chứng bệnh ở cả 2 mặt lá, tiến hành đánh giá và cho điểm vết bệnh. Kết quả đánh giá được thể hiện ở bảng 4.

Kết quả đánh giá cho thấy: Dòng/giống vật liệu đem đánh giá có khả năng kháng bệnh mốc sương tốt với điểm đánh giá kích thước vết hoại tử mặt trên và sự hình thành bào tử mặt dưới của lá nhỏ. Các dòng/giống có tỷ lệ kháng bệnh mốc sương tốt bao gồm: KT1 (2.10± 0.01; 1.30±0.00), 460-18 (2.10±0.06; 2.00±0.00), 6-77 (2.80±0.01; 1.00±0.00), KT4 (2.00±0.03; 1.25±0.01) số 77 (2.40±0.12; 1.00±0.00), giống 12KT3-1 (2.41±0.15; 1.20±0.03), 2-12 (2.20±0.15; 1.05±0.01), 10-79 (2.40±0.12; 1.30±0.00), số 5 (2.30±0.15; 1.00±0.03), Số 70 (2.50±0.12; 1.25±0.01), KT9 (2.35±0.11; 1.30±0.00) và TK.1 (2.40±0.15; 1.50±0.05 ). Các dòng/giống còn lại có tỷ lệ nhiễm bệnh cao với điểm đánh Mean1 >3.00 và Mean2 >2.00.


4.1. Kết luậnKết quả đánh giá khả năng kháng bệnh mốc

sương/virus của các dòng giống khoai tây đã được chọn tạo bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo cho kết quả chọn được 12 dòng/giống kháng bệnh mốc sương/virus tốt bao gồm các giống sau: KT1; 6-77, KT4, 466-22; 12KT3-1; 2-12; 10-79; số 5; số 70; KT9; TK.1 và 10-167. Đây chính là những giống làm nguồn vật liệu lai tạo tốt, có sức sinh trưởng, phát triển tốt, kháng sâu bệnh và tiềm năng năng suất cao, phẩm chất tốt để đưa vào sản xuất.

4.2. Đề nghịTiếp tục trồng và đánh giá các dòng vật liệu này

qua nhiều thế hệ để có được kết quả tối ưu nhất về các đặc tính nông sinh học cũng như khả năng kháng bệnh mốc sương và virus. Qua đó, chọn lọc và đưa dòng/giống triển vọng vào sản xuất.

Bảng 4. Khả năng kháng bệnh mốc sương của một số dòng/giống khoai tây mới chọn tạo bằng lây nhiễm nhân tạo trên lá đơn tách rời

Ghi chú: Mean1=giá trị trung bình của kích thước vết hoại tư với 5 lần lặp lại; Mean2=giá trị trung bình của sự phát triển bào tư nấm; SD là sự sai khác giữa 5 lần lặp lại; (-) Không đánh giá.

A

B

38


TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thị Phương Thảo, Nguyễn Quang Thach,

Ninh Thị Thảo, Hoàng Thị Giang, Lương Văn Hưng, Nguyễn Xuân Trường, 2009. Đánh giá một số đặc tính nông sinh học và khả năng kháng virus PVX, PVY của tám dòng khoai tây nhị bội. Nông nghiệp và PTNT số 2, trang 8-13.

Vũ Triệu Mân, 1986. Bệnh virus hại khoai tây. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật Hà Nội.

Darrow, L. Colon, B. Nielsen and U. 2004. Eucablight protocol Detached leaflet assay for foliage blight resistance.

Darsow U., 2008: Pre-breeding for Quatitative resistance of potato to late blight. Institue of Agriculture Crop in Gross Luesewitz in the department research in BMELV.

FAO, (Year 2004, Year 2005, Year 2015). FAO statistic database.

Hammann T., Truberg B., Thieme R. 2009. Improving Resistance to Late Blight (Phytophthora infestans [Mont.] de Bary) by using Interspecific Crosses in Potato (Solanum tuberosum ssp.). Proc 3rd Symp on Plant Protection and Plant Health in Euro, Berlin: page 428-436.

Evaluation of resistant ability to virus and mildew of potato lines/varieties by artificial infection

Nguyen Thi Nhung, Hoang Thi Giang, Nguyen Quang Thach, Trinh Van My, Ngo Thi Hue,

Nguyen Manh Quy, Nguyen Thi Thu Huong, Vu Thi Hang, Do Thi Thu Ha, Nguyen Duc Manh

AbstractThirty five promising potato lines/varieties were evaluated on virus and mildew by artificial infection. As the result, 12 potato lines/varieties named as KT1; 6-77, KT4, 466-22; 12KT3-1; 2-12; 10-79; 5; No.70; KT9; TK.1 and 10-167 with good resistance to mildew and virus were selected. These promising potato lines/varieties are useful materials for breeding of high yield, good quality potato varieties and suitable for fresh consumption and food processing needs.Key words: Potato varieties, evaluation, resistant ability, mildew and virus disease

Ngày nhận bài: 10/3/2017Người phản biện: TS. Trương Công Tuyện


I. ĐẶT VẤN ĐỀĐào chín sớm ĐCS1 (Prunus persica) được Bộ

Nông Nghiệp và PTNT công nhận giống tại Quyết định số 2120 QĐ/BNN-KHCN ngày 19 tháng 08

năm 2005, hiện nay đang được trồng và phát triển tại một số tỉnh miền núi phía Bắc như Sơn La, Lai Châu, Lào Cai... Giống đào ĐCS1 có thời gian thu hoạch sớm hơn các giống đào đang trồng tại địa phương

1 Viện Bảo vệ thực vật, 2Học viện Nông nghiệp Việt Nam

THÀNH PHẦN SÂU BỆNH TRÊN ĐÀO CHÍN SỚM (ĐCS1) VÀ KHẢ NĂNG PHÒNG TRỪ SÂU BỆNH HẠI CHÍNH

BẰNG THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT TẠI MỘC CHÂU, SƠN LALê Quang Khải1, Trần Thanh Toàn1, Lê Ngọc Anh2

TÓM TẮTTrên giống đào chín sớm ĐCS1 (Prunus persica) tại Mộc Châu, Sơn La đã thu thập và xác định được 8 loài sâu hại

và 7 loại bệnh hại. Trong đó, nhện đỏ, bệnh gỉ sắt và bệnh thủng lá là những loài gây hại quan trọng. Trong năm, các loài sâu bệnh hại tập trung gây hại từ tháng 4 đến tháng 10, trước khi bước vào giai đoạn rụng lá của cây. Sử dụng thuốc hóa học bảo vệ thực vật Ortus 5EC, Lama 50EC và Comite 73 EC phòng trừ nhện đỏ trên giống đào chín sớm ĐCS1 cho hiệu lực từ 62,74% tới 90,62%. Đối với bệnh gỉ sắt và thủng lá hiệu lực phòng trừ của thuốc Mancozeb 800WG là 67,1% và 56,24% sau 7 ngày xử lý thuốc.

Từ khóa: Đào chín sớm (ĐCS1), sâu bệnh hại, nhện đỏ, bệnh gỉ sắt, bệnh thủng lá

39


(cuối tháng 4, đầu tháng 5 dương lịch), là một trong những loại quả tươi thuộc nhóm cây ăn quả ôn đới sớm nhất trong năm cung cấp cho thị trường ở các tỉnh phía Bắc. Do vậy, đào chín sớm ĐCS1 thường bán được giá cao hơn rất nhiều so với các giống cũ địa phương, góp phần hạn chế sức ép mùa vụ thu hoạch. Trong quá trình phát triển, giống đào chín sớm ĐCS1 bị nhiều loài sâu bệnh hại làm ảnh hưởng đến năng suất và phẩm chất quả trong khi đó, các tài liệu nghiên cứu chuyên sâu về sâu bệnh hại đào ở Việt Nam còn chưa nhiều. Vấn đề trước mắt cần thực hiện là xác định thành phần sâu bệnh hại, xác định các loài chính và thử nghiệm phòng trừ bằng một số loại thuốc thông dụng, hiệu quả, theo hướng bảo đảm an toàn sản phẩm và sức khỏe người dân.


2.1. Vật liệu nghiên cứuGiống đào chín sớm ĐCS1 (Prunus persica). Các loại sâu bệnh hại đào chín sớm ĐCS1: Nhện

đỏ (Tetranychus sp.), bệnh gỉ sắt (Transzchela pruni-spinosa), bệnh thủng lá (Stigmina carpophila).


2.2.1. Phương pháp thu thập thành phần sâu bệnh hại đào chín sớm ĐCS1

Theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về phương pháp điều tra phát hiện dịch hại cây trồng của Bộ Nông nghiệp và PTNT (2010) (QCVN01-38: 2010/BNNPTNT).

- Thu thập ngẫu nhiên với 10 điểm/vườn, mỗi điểm 1 cây. Điểm điều tra cách bờ 1 hàng cây.

- Phương pháp thu thập mẫu: Bắt bằng tay đối với các pha phát dục và mẫu bệnh. Thu thập tất cả mẫu triệu chứng hại của các loài sâu bệnh cho vào túi nylon hoặc hộp đựng mẫu mang về phòng thí nghiệm để tiếp tục nuôi và thu trưởng thành đối với sâu hại, giết trưởng thành bằng lọ độc (dùng Ethyl acetate hoặc Chloroform), làm mẫu, cắm mẫu để phân loại . Đối với bệnh hại: Nuôi cấy trên môi trường thông dụng để phục vụ giám định. Cắm và làm mẫu theo phương pháp của Viện Bảo vệ thực vật, 1997.

2.2.2. Phương pháp điều tra diễn biến phát sinh một số loài sâu bệnh hại chính

Theo Phương pháp nghiên cứu Bảo vệ thực vật (Viện Bảo vệ thực vật, 1997).

Chọn các vườn đào chín sớm ĐCS1 có các điều kiện điển hình về sinh trưởng phát triển, đang bị nhiễm các loại dịch hại chính: Nhện đỏ (Tetranychus

sp.), bệnh gỉ sắt (Transzchela pruni-spinosa), bệnh thủng lá (Stigmina carpophila), mỗi loại dịch hại chọn 03 vườn đại diện, mỗi vườn chọn 10 cây. Mỗi cây điều tra theo 2 tầng, 4 hướng, mỗi hướng 1 cành cấp 2, mỗi cành cấp 2 lấy 10 cành 1 năm tuổi (Cành 1 năm tuổi tương đương với cành cấp 3 - 4 được tính từ khi chồi, lộc non xuất hiện từ mùa xuân năm nay và kéo dài sang năm sau). Điều tra theo phương pháp cố định điểm, định kỳ điều tra 5 - 7 ngày/ lần. Thời gian điều tra từ tháng 01 đến tháng 12 năm 2013.

- Đối với nhện đỏ hại ĐCS1, cấp hại phân theo thang 05 cấp: Cấp 0: Không có nhện; Cấp I: Có lẻ tẻ rải rác, không quá ¼ diện tích lá hoặc chồi; Cấp II: Diện tích có nhện từ 1/4-1/2 diện tích, mật độ nhện chưa dày đặc; Cấp III: Diện tích có nhện từ ½-3/4 diện tích, mật độ dày đặc, lá bị hại nặng; Cấp IV: Diện tích có nhện >3/4 diện tích, mật độ nhện dày đặc, lá bị hại rất nặng.

Từ các cấp hại trên sẽ tính ra chỉ số bị hại trong mỗi lần điều tra, tính theo công thức:

Chỉ số bị hại =(a ˟ 1) + (b ˟ 2) + c ˟ 3) + (d ˟ 4) + (e ˟ 5)

a + b + c + d + e

Trong đó: a, b, c, d; e là số lá, chồi bị hai; 1, 2, 3, 4 là số cấp hại tương ứng.

- Đối với bệnh gỉ sắt (Transzchela pruni-spinosa), bệnh thủng lá (Stigmina carpophila) phân cấp lá bị bệnh theo thang 9 cấp: Cấp 1: < 1 diện tích lá bị bệnh; Cấp 3: từ 1 - 5 diện tích lá bị bệnh; Cấp 5: > 5 - 25 diện tích lá bị bệnh; Cấp 7: > 25 - 50 diện tích lá bị bệnh; Cấp 9: > 50 diện tích lá bị bệnh.

Tỷ lệ bệnh được tính theo công thức:

Tỷ lệ bệnh = ˟ 100Tổng số lá bị bệnhTổng số láđiều tra

Chỉ số bệnh được tính theo công thức:

Chỉ số bệnh (%) = ˟ 100(N1 ˟ 1) + (N3 ˟ 3) + (N5 ˟ 5) + ...(Nn ˟ n)

N ˟ n

Trong đó: N1 là lá bị bệnh ở cấp 1; N3 là lá bị bệnh ở cấp 3; …Nn là lá bị bệnh ở cấp n; N là tổng số lá điều tra; n là cấp bệnh cao nhất (cấp 9).

2.2.3. Thử nghiệm phòng trừ bằng một số loại thuốc bảo vệ thực vật

- Đánh giá hiệu quả phòng trừ nhện đỏ: Thí nghiệm được bố trí diện hẹp theo khối ngẫu nhiên, kích thước ô thí nghiệm 60m2 (5 cây), 3 công thức 3 lần nhắc lại (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2001).

Công thức 1 (CT1): Sử dụng thuốc Ortus 5 EC, liều lượng 1 lít/ha; CT2: Sử dụng thuốc Comite 73 EC, liều lượng 0,75 lít/ha; CT3: Sử dụng thuốc Lama

40


50 EC, liều lượng 0,4 lít/ha’; CT4: Đối chứng phun nước lã.

- Đánh giá hiệu quả phòng trừ bệnh gỉ sắt: Thí nghiệm được bố trí diện hẹp theo khối ngẫu nhiên, kích thước ô thí nghiệm 60m2 (5 cây), 3 công thức 3 lần nhắc lại: CT1: Mancozeb 80WG, liều lượng 3 kg/500 lít/ha; CT2: Zinep 80WP liều lượng 3 kg/500 lít/ha; CT3: Đối chứng phun nước lã.

- Đánh giá hiệu quả phòng trừ bệnh thủng lá đào: Thí nghiệm được bố trí diện hẹp theo khối ngẫu nhiên, kích thước ô thí nghiệm 60 m2 (5 cây), 3 công thức 3 lần nhắc lại: CT1: Mancozeb 80WP liều lượng 3kg/500 lít/ha; CT 2: Ridomil 72WP liều lượng 2kg/400 lít/ha; CT3: Đối chứng phun nước lã.

- Hiệu lực phòng trừ được tính theo công thức Hendeson-Tilton.

2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứuThời gian thu thập mẫu và tiến hành các thí

nghiệm phòng trừ một số loại sâu bệnh chính từ 2012 - 2014. Địa điểm nghiên cứu tại huyện Mộc Châu, tỉnh Sơn La.


3.1. Thành phần sâu bệnh hai đào chín sớm ĐCS1 Kết quả điều tra thành phần sâu bệnh hại trên

đào ĐCS1 đã thu thập được 8 loài sâu, 7 loại bệnh hại. Trong đó nhện đỏ, bệnh gỉ sắt, bệnh thủng lá là những loài có mức độ phổ biến hơn cả (Bảng 1).

Kết quả nghiên cứu trên tương đồng với kết quả nghiên cứu của Lê Đức Khánh và cộng sự (2004); Trần Thanh Toàn và cộng sự (2015).

Bảng 1. Thành phần sâu bệnh, hại đào chín sớm ĐCS1 tại Mộc Châu - Sơn La (năm 2012 - 2013)

Ghi chú: Mức độ phổ biến: +++ : > 50%; ++ : từ 20-50%; + : từ 5 - 20%; - : 5%.

3.2. Diễn biến phát sinh một số loài sâu bệnh hai chính

Xác định diễn biến phát sinh nhện đỏ, bệnh gỉ sắt, thủng lá làm cơ sở để áp dụng biện pháp phòng trừ. Trong năm, các loài sâu bệnh hại chính xuất hiện gây hại chủ yếu từ tháng 4, giai đoạn thu hoạch của cây, đến tháng 9 trước khi vào giai đoạn rụng lá (Hình 1).

Trong năm 2013 nhện đỏ xuất hiện gây hại từ tháng 3 đến tháng 9, tương ứng với thời gian sinh trưởng phát triển cho đến khi rụng lá của cây. Trong năm mật độ nhện đỏ tăng cao từ tháng 5 đến tháng 7, cao nhất vào tháng 6 (90,1con/lá).

Bệnh gỉ sắt trên đào chín sớm ĐCS1 tại Mộc Châu - Sơn La xuất hiện từ cuối tháng 3, đầu tháng 4, tăng lên vào tháng 7 đến tháng 9, cao nhất vào cuối tháng 8 (tỷ lệ bệnh là 60,5%).

STT Tên sâu bệnh hai Tên khoa học Bộ phận hai T/gian gây hai

(tháng)Mức độ

phổ biếnI Sâu hai

1 Ruồi hại quả Bactrocera dorsalis Quả 4 - 5 +

2 Rệp sáp Pseudaulacaspis sp. Thân, cành 3 -12 ++3 Rệp muội Myzus varians Búp, lá 2 - 8 ++4 Rệp gốc Chưa xác định Rễ 3 -12 ++5 Sâu đục ngọn Cydia sp. Chồi 4- 8 ++6 Sâu đục lá Lyonetia sp. Lá 5 -7 +7 Nhện đỏ Tetranychus sp. Lá 5 - 9 +++8 Mối Odontotermes sp. Rễ. 3 - 10 +II Bệnh hai1 Gỉ sắt Transzchela pruni-spinosa Lá,quả 6 -10 +++2 Phấn trắng Sphaerotheca pannosa Lá, quả 1-10 +3 Thủng lá Stigmina carpophila Lá 3 -10 +++4 Đốm đen quả Venturia carpophila Quả 5 -7 +5 Đốm quả Gloeosporium sp. Quả 4 -6 +6 Chảy gôm Cytospora sp. Thân, cành 1-12 +7 Thối quả Penicillium sp. Quả 4-5 +

41


Hình 1. Diễn biến phát sinh một số loài sâu bệnh hại chính tại Sơn La, 2013

Bệnh thủng lá xuất hiện từ tháng 4 đến tháng 9, tỷ lệ bệnh tăng dần cao nhất vào tháng 6 (46,2 %),

sau đó giảm dần đến khi cây rụng hết lá.

100908070605040302010

0

70

60

50

40

30

20

10

0

Mật

độ

(con

/lá)

Ngày điều tra

Nhện đỏGỉ sắtThủng lá

3/1

18/1 2/2

22/2 2/3

17/3

31/3

14/4

28/4

12/5

27/5

10/6

24/6 8/7

23/7

13/8

26/8 9/9

24/9

8/10

22/1

05/

11

Tỷ lệ

bện

h (%

)

3.3. Phòng trừ sâu bệnh hai chính bằng thuốc bảo vệ thực vật

Điều tra mật độ nhện đỏ trước và sau khi phun cho thấy ở các công thức thí nghiệm mật độ nhện đỏ giảm đi sau khi phun, riêng công thức đối chứng mật độ tăng lên (Bảng 2).

Bảng 2. Mật độ nhện đỏ (Tetranychus sp.) ở các công thức thí nghiệm tại Mộc Châu - Sơn La, 2014

Đánh giá hiệu lực phòng trừ nhện đỏ cho thấy ở cả 3 công thức thí nghiệm đều có hiệu lực phòng trừ nhện đỏ ở 3, 7 và 10 ngày sau khi phun (Bảng 3).

Bảng 3. Hiệu lực phòng trừ nhện đỏ (Tetranychus sp.) hại đào chín sớm ĐCS1 tại Mộc Châu - Sơn La, 2014

Ghi chú: Trong cùng một cột, các chữ cái khác nhau chỉ sự sai khác có ý nghĩa với độ tin cậy 95%.

Qua theo dõi kết quả thí nghiệm cho thấy cả 3 loại thuốc thử nghiệm đều cho hiệu quả cao sau 3 ngày phun. Sau 7 ngày phun cả 3 loại thuốc thử nghiệm đều đạt hiệu lực trên 80%, trong đó Comite 73 EC đạt hiệu lực cao nhất 90,62 %, sau đó đến Lama 50EC đạt 85,71%, thấp nhất là Ortus 5EC (80,96%).

Bệnh gỉ sắt là đối tượng gây hại quan trọng đối với đào chín sớm ĐCS1, khi cây bị nhiễm bệnh nặng lá rụng sớm dẫn đến cây ngừng phát triển, thời gian phân hóa mầm hóa sớm, khả năng ra hoa trái vụ cao, gây ảnh hưởng lớn đến năng suất chính vụ. Sau khi xử lý chỉ số bệnh gỉ sắt đều không tăng hoặc giảm đi ở các công thức, riêng công thức đối chứng không xử lý chỉ số bệnh tăng lên (Bảng 4).

Bảng 4. Chỉ số bệnh gỉ sắt (Transzchela pruni-spinosa) hại đào chín sớm ĐCS1 trước và sau phun

(Mộc Châu - Sơn La, tháng 6/2014)

Hiệu lực phòng trừ của thuốc Mancozeb 800 WG cao hơn so với Zinep 80WP ở các lần theo dõi sau khi phun (Bảng 5).

Hiệu quả phòng trừ bệnh gỉ sắt cao nhất là thuốc Mancozeb 800WG với 67,1% ở 21 ngày sau phun, sau đó là Zinep 80WP (63,88%). Hiệu lực tăng dần từ 7 đến 14 ngày sau phun từ 54,16% tới 57,96% (Zinep 80WP) và từ 56,31 tới 64,98% (Mancozeb 800WG).

Tên thuốc

Mật độ TB (con/lá)

Trước phun

3 ngàysau

phun

7 ngàysau

phun

10 ngàysau

phunOrtus 5 EC 41,2 20,8 10,4 14Comite 73 EC 38,6 12,4 4,8 7,2Lama 50 EC 45,4 17,6 8,6 11,6Đối chứng 33,8 45,8 44,8 50,2

CT Tên thuốckhảo nhiệm

Hiệu lực của thuốc (%)3 ngày

sau phun

7 ngàysau

phun

10 ngàysau

phun1 Ortus 5 EC 62,74c 80,96c 77,12c

2 Comite 73 EC 76,29a 90,62a 87,44a

3 Lama 50 EC 71,39b 85,71b 82,79b

LSD.05 7,62 4,06 4,599CV% 10,88 4,74 5,58

Tên thuốc

Chỉ số bệnh (%)

Trước phun

7 ngàysau

phun

14 ngàysau

phun

21 ngàysau

phunZinep 80WP 18,67 17,67 19,33 19,44Mancozeb 80 WP 19,33 17,44 16,67 18,33Đối chứng 10,33 21,33 25,44 29,78

42


Cùng với bệnh gỉ sắt, bệnh thủng lá đào là loại bệnh gây hại quan trọng đối với đào chín sớm ĐCS1, kết quả sử dụng thuốc cho thấy sau khi xử lý chỉ số bệnh thủng lá không tăng ở các công thức thí nghiệm, công thức đối chứng chỉ số bệnh tăng lên (Bảng 6).

Bảng 5. Đánh giá hiệu quả phòng trừ bệnh gỉ sắt (Transzchela pruni-spinosa) hại đào chín sớm ĐCS1


Ghi chú: Bảng 5, 7: Trong cùng một cột, các chữ cái khác nhau chỉ sự sai khác có ý nghĩa với độ tin cậy 95%. HQPT: hiệu quả phòng trừ.

Bảng 6. Chỉ số bệnh thủng lá (Stigmina carpophila) hại đào chín sớm ĐCS1 trước và sau phun


Kết quả đánh giá hiệu lực phòng trừ cho thấy thuốc Mancozeb 800WG có hiệu lực phòng trừ cao hơn so với Ridomil 72WP (Bảng 7).

Bảng 7. Đánh giá hiệu quả phòng trừ bệnh thủng lá (Stigmina carpophila) hại đào chín sớm ĐCS1


Ở thời điểm 21 ngày sau phun, hiệu lực phòng trừ của thuốc Mancozeb 800WG là 56,24%, Ridomil 72WP là 50,57%.

IV. KẾT LUẬNĐã thu thập và xác định được 8 loài sâu, 7 loại

bệnh hại, trong đó nhện đỏ, bệnh gỉ sắt, bệnh thủng lá là những loài có mức độ phổ biến cao nhất.

Trong năm, các loài sâu bệnh hại chính xuất hiện gây hại chủ yếu từ tháng 4, giai đoạn thu hoạch của cây, đến tháng 9 trước khi vào giai đoạn rụng lá.

Sử dụng thuốc Comite 73 EC đạt hiệu lực cao nhất 90,62 % trong phòng trừ nhện đỏ, sau đó đến Lama 50EC đạt 85,71%, thấp nhất là Ortus 5EC (80,96%) sau 7 ngày phun thuốc. Đối với bệnh gỉ sắt, thuốc Mancozeb 800WG có hiệu lực cao hơn Zinep 80WP ở thời điểm 21 ngày sau phun lần lượt là 67,1% và 63,88%. Hiệu lực phòng trừ của Mancozeb 80 WP đối với bệnh thủng lá ở thời điểm 21 ngày sau phun là 56,24%, Ridomil 72WP là 50,57%.

TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2001. Tuyển

tập tiêu chuẩn Nông nghiệp Việt Nam. Tập II, Tiêu chuẩn bảo vệ thực vật, Trung tâm Thông tin Nông nghiệp và Phát triển Nông nghiệp, 318 tr.

Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2010. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phương pháp điều tra phát hiện dịch hại cây trồng. QCVN 01-38: 2010/BNNPTNT, 52 tr.

Lê Đức Khánh, Đào Đăng Tựu, Đặng Đình Thắng, Nguyễn Như Cường, Nguyễn Thị Thanh Hiền và Đàm Hữu Trác, 2004. Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật tổng hợp để phát triển cây ăn quả ôn đới (mận, hồng, đào) chất lượng cao ở các tỉnh miền núi phía Bắc. Mã số: ĐTĐL-2004/09, Báo cáo tổng kết đề tài, 232 tr.

Trần Thanh Toàn, Lê Đức Khánh, Lê Quang Khải, Đặng Đình Thắng, 2015. Sản xuất thư nghiệm giống đào chín sớm ĐCS1 tại Sơn La và Lai Châu. Báo cáo tổng kết Dự án sản xuất thử nghiệm cấp Bộ, 88 tr.

Viện Bảo vệ Thực vật, 1997. Phương pháp nghiên cứu Bảo vệ thực vật. Tập 1, Phương pháp điều tra cơ bản dịch hại nông nghiệp và thiên địch của chúng. NXB Nông nghiệp.

Tên thuốc

Hiệu lực của thuốc (%)7 ngày

sau phun

14 ngày sau

phun

21 ngày sau

phunZinep 80WP 54,16b 57,96b 63,88b

Mancozeb 800 WG 56,31a 64,98a 67,1a

LSD.05 3,43 3,82 4,00CV% 5,11 5,95 6,88

Tên thuốc

Chỉ số bệnh (%)

Trước phun

7 ngàysau

phun

14 ngàysau

phun

21 ngàysau

phunRidomil 72WP 10,33 11,44 12,67 11,67Mancozeb 80 WP 9,67 10,33 9,33 9,67Đối chứng 11,67 17,33 22,44 26,67

Tên thuốcHiệu lực của thuốc (%)

7 ngày sau phun

14 ngày sau phun

21 ngày sau phun

Ridomil 72WP 25,42b 36,21b 50,57b

Mancozeb 80 WP 28,01a 49,82a 56,24a

LSD.05 1,53 2,27 2,23CV% 2,82 3,36 3,89

43


The composition of pests on early grand peach (DCS1) and pest management in Moc Chau, Son La

Le Quang Khai, Tran Thanh Toan, Le Ngoc AnhAbstract Eight insect pests and seven plant diseases were collected and identified on early grand peach (DCS1) (Prunus persica) in Moc Chau, Son La. Red mite, rusts fungi and shot hole disease were main damaging pests. The insect pests and diseases intensively attack plants from April (harvest time) to September (before leaf drop period) of the year. The effectiveness of using pesticides such as Ortus 5EC, Lama 50EC and Comite 73 EC for controlling red mite on early grand peach (DCS1) in Moc Chau, Son La reached 62.74% to 90.62%. The effectiveness of using Mancozeb 800WG for cotrolling rusts fungi and shot hole diseases were 67.1% and 56.24% at 7 days after treatment. Key words: Early grand peach, DCS1, red mite, rusts fungi, shot hole, pests

Ngày nhận bài: 10/3/2017Người phản biện: TS. Nguyễn Văn Vấn


1 Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh

NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG PHÒNG BỆNH CHẾT NHANH DO NẤM Phytophthora capsici GÂY RA TRÊN CÂY TIÊU CỦA CHẾ PHẨM

NANO BẠC CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ Dương Hoa Xô1, Lê Quang Luân1

TÓM TẮTBạc nano đã được chứng minh là có hiệu quả kháng nấm cao đối với nhiều loại nấm gây bệnh trên cây trồng.

Trong nghiên cứu này, dung dịch bạc nano với các kích thước hạt khác nhau 5, 10 và 15 nm được chế tạo bằng phương pháp chiếu xạ γ-Co-60 sử dụng chất ổn định chitosan (1%). Hiệu quả kháng nấm của chế phẩm bạc nano đối với Phytophthora capsici (gây bệnh thối rễ chết nhanh) được đánh giá trong điều kiện in vitro và in vivo. Kết quả thử nghiệm trên môi trường carrot agar (CRA) cho thấy hiệu quả kháng nấm tăng tỉ lệ nghịch với kích thước hạt và hiệu quả kháng nấm đạt từ 62,7 đến 100% với kích thước hạt giảm dần từ 15 đến 5 nm. Ngoài ra khi xử lý chế phẩm trên cây tiêu 6 tháng tuổi cho thấy việc xử lí với bạc nano ở nồng độ từ 1 - 10 ppm đã làm tăng khả năng kháng bệnh cho cây từ 53,3 - 95,0% so với đối chứng không xử lí chế phẩm. Chế phẩm bạc nano được chế tạo bằng phương pháp chiếu xạ sử dụng chất ổn định chitosan có tiềm năng ứng dụng làm chất trừ nấm gây bệnh trên cây tiêu với các ưu điểm vượt trội như công nghệ sản xuất thân thiện với môi trường, sản phẩm có hoạt tính kháng nấm cao và an toàn cho người sử dụng.

Từ khóa: Bạc nano, bệnh thối rễ chết nhanh, cây tiêu, hoạt tính kháng nấm, Phytophthora capsici

I. ĐẶT VẤN ĐỀHồ tiêu được biết đến như là “vua” của các loại

gia vị đồng thời vì đây là loại cây gia vị được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn thế giới. Việt Nam hiện nay đang trở thành một trong những nước xuất khẩu hồ tiêu hàng đầu thế giới cả về khối lượng, chất lượng và tiềm năng phát triển. Tuy nhiên, cây tiêu hiện đã và đang bị tấn công bởi nhiều loại bệnh hại khác nhau do nấm, vi khuẩn, tuyến trùng, v.v. gây ra. Trong các loại bệnh hại nói trên, bệnh thối rễ chết nhanh gây ra bởi nấm Phytophthora là loại bệnh gây hại nghiêm trọng nhất và làm tổn thất lớn cho nông dân trồng tiêu ở nhiều nước khác nhau trong đó có Việt Nam (Nair, 2004). Nhằm giảm thiểu các thiệt hại gây ra

bởi bệnh do nấm P. capsici, nông dân hiện nay đã và đang phải sử dụng nhiều loại thuốc trừ nấm hóa học khác nhau. Tuy nhiên các loại thuốc này đã góp phần làm giảm giá trị và sản lượng hồ tiêu, gây ô nhiễm môi trường và không an toàn cho người sử dụng, v.v. Chính vì vậy, việc nghiên cứu chế tạo chế phẩm có nguồn gốc từ các polymer tự nhiên, an toàn nhưng lại có hiệu quả kháng nấm cao là rất quan trọng hiện nay. Chitosan là loại polysaccharide tự nhiên phổ biến thứ 2 trên trái đất, chỉ sau cellulose. Chitosan đã và đang được sử dụng rất rộng rãi trong nông nghiệp để bảo quản nông sản, hạt giống, làm phân bón tăng trưởng thực vật, v.v. (Vasyokova et al., 2001; Kumar, 2001; Kume et al., 2002). Xu et al. (2006) cung đa

44


công bố kha năng kháng nâm P. capsici và nhiêu loại nâm bệnh khác nhau như Alternaria solani, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum , v.v. trong điêu kiện in vitro của oligochitosan. Ngoài ra, oligochitosan còn có tác dụng kích thích tạo hiệu ứng tạo phytoalexin ở cây trông giúp cây chống lại sự xâm nhiễm các loại nâm bệnh (Albersheim and Darvill, 1985).

Bên cạnh đó, bạc nano hiện nay được biết đến như là một loại chất kháng vi sinh vật thế hệ mới do các tính chất độc đáo và khả năng ứng dụng rộng rãi của chúng (Rai, et al., 2009). Bạc nano đã được chứng minh là có khả năng kháng khuẩn và nấm rất mạnh (Morones et al., 2005). Nhiều nghiên cứu cũng đã cho thấy rằng bạc nano có khả năng kháng khuẩn ở nồng độ rất thấp và không gây độc đối với tế bào người (Shrivastava et al., 2007; Asharani et al., 2009). Trên thực vật, nghiên cứu của Park et al. (2006) cho thấy nano bạc-silica có khả năng kiểm soát nhiều loại bệnh hại ở cây trồng. Các thí nghiệm in vitro của bạc nano đối với nấm bệnh cao su Corticium salmonicolor của Phu et al. (2010) cho thấy bạc nano có hiệu quả kháng nấm rất mạnh. Mặt khác, nghiên cứu của Pokhrel và Dubay (2017) cũng cho thấy độc tính của bạc nano đối với khả năng nảy mầm và phát triển rễ ở bắp là rất thấp so với bạc ion. Các nghiên cứu trên đã cho thấy tiềm năng của một loại thuốc trừ nấm thế hệ mới được chế tạo bằng cách kết hợp chitosan và bạc nano, chế phẩm này hứa hẹn sẽ có hiệu quả cao đối với nhiều loại nấm bệnh. Mục tiêu của nghiên cứu này là chế tạo bạc nano ổn định trong chitosan bằng phương pháp chiếu xạ và đánh giá hiệu ứng kháng nấm P. capsici của chế phẩm trong điều kiện in vitro và in vivo.


2.1. Vật liệu nghiên cứu- Bạc nitrate (AgNO3) tinh khiết, acid lactic,

NaOH và môi trường carrot agar (CRA) do Merck (Đức) cung cấp.

- Chiosan 8B với độ deacetyl hóa khoảng 80% do Funakoshi (Tokyo, Nhật Bản) cung cấp.

- Nguồn xạ γ-Co-60 dùng cho chiếu xạ là BRIT-5000 (Ấn Độ).

- Chủng nấm Phytophthora capsici do Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh cung câp.

2.2. Phương pháp nghiên cứuDung dịch chitosan được chuẩn bị bằng cách hòa

tan 2 g chitosan trong 80 mL dung dịch lactic acid 2% (v/v) ở pH ~ 3 và để qua đêm. Để chế tạo bạc nano ở kích thước hạt 15 nm, dung dịch bạc nitrate được

cho vào chai thủy tinh có chứa dung dịch chitosan ở pH 3, hỗn hợp được bơm N2 trong 15 phút để loại bỏ không khí. Để chế tạo bạc nano ở kích thước hạt 10 và 5 nm, dung dịch chitosan được điều chỉnh về pH ~ 6 sử dụng NaOH 2 M trước khi được bổ sung dung dịch bạc nitrate. Tất cả các mẫu được chiếu xạ ở liều xạ từ 8 - 32 kGy sử dụng nguồn xạ gamma với suất liều 3 kGy/h ở điều kiện nhiệt độ phòng.

Phổ UV-vis của dung dịch bạc nano được đo bằng cách pha loãng dung dịch trong nước cất sao cho nồng độ bạc đạt 0,1 mM, sử dụng máy quang phổ UV-2401PC (Shimadzu, Nhật Bản) với bước sóng từ 200 - 800 nm. Hình ảnh TEM của các hạt bạc nano được chụp sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua (JEM 1010, JEOL, Nhật Bản).

Hoạt tính kháng nâm P. capsici của dung dịch bạc nano trong điêu kiện in vitro được đánh giá băng phương pháp gây đôc môi trương (Stelfox và Herbut, 1979, Cho et al., 2004; Sanpui et al., 2008,). Để xác định anh hưởng của kích thươc hạt bạc nano đến hoạt tính kháng nâm, khoanh nâm P. capsici có đương kính khoang 3 mm được cây lên đĩa pettri có chứa môi trương CRA đa bổ sung bạc nano ở các kích thươc hạt khác nhau 5, 10 và 15 nm vơi nồng đô bạc là 60 ppm. Các đĩa môi trương CRA sau đó được nuôi cây ở nhiệt đô 30ᵒC và tiến hành đo đương kính tan nâm sau 24 - 60 giơ. Hoạt tính kháng nâm được tính theo công thức: Hoạt tính kháng nâm (η), % = 100 – (100 ˟ d/d0); trong đó d0 và d lân lượt là đương kính tan nâm của mâu đối chứng và mâu có bổ sung bạc nano.

Cây tiêu 6 tháng tuổi sạch bệnh được trồng trong chậu trong nhà kính trước khi được thử nghiệm đánh giá hoạt tính kháng nấm in vivo. Cây tiêu sau đó được xử lí với dung dịch nano bạc bằng cách phun trực tiếp lên lá và tưới gốc trước và sau khi cây bị gây nhiểm P. caosici theo phương pháp được miêu tả bởi Drenth và Guest (2004). Trong thí nghiệm phòng bệnh, cây tiêu được xử lí với dung dịch bạc nano 3 lần, mỗi lần cách nhau 7 ngày với nồng độ bạc sử dụng từ 1 - 10 ppm. Huyền phù nuôi cấy P.capsici ở 104 bào tử/mL được gây nhiễm theo cách tương tự sau 3 ngày. Các cây đã gây nhiễm với nấm bệnh được theo dõi 35 ngày sau khi xử lí, các cây nhiễm bệnh được nhận diện theo triệu chứng được miêu tả bởi Nair et al. (2004).

Tất cả thí nghiệm được lặp lại 3 lần. Kết quả được sử lí thống kê bằng ANOVA. Các kết quả trung bình được so sánh dựa vào mức khác biệt tối thiểu có ý nghĩa (LSD) với sai số 5%.

45



3.1. Các đặc trưng của bac nano chế tao bằng phương pháp chiếu xa

Chitosan đã và đang được sử dụng rộng rãi để làm chất khử và chất ổn định trong chế tạo bạc nano. Trong phương pháp khử bằng bức xạ, chitosan sẽ bắt các gốc OH tự do được sinh ra trong quá trình phân giải nước, các phân tử chitosan này sau đó có khả năng khử Ag+ thành Ag0 (Chen et al., 2007). Thêm vào đó, cơ chế ổn định của chitosan trong quá trình chế tạo nano bạc đã được chứng minh là do tương tác giữa các gốc –NH2 với mạch chitosan, các hạt bạc nano bị bao phủ bởi các mạng lưới chitosan này.

Đồng thời, khi tồn tại trong dung dịch, các nhóm –NH2 của chitosan có xu hướng nhận thêm proton để tạo thành NH3

+ và sự kết cụm của các hạt bạc nano bị ngăn cản do lực đẩy tĩnh điện giữa các gốc này (Chen et al., 2007). Vì vậy, trong nghiên cứu này, chitosan được sử dụng làm chất ổn định trong quá trình chế tạo dung dịch keo bạc nano.

Kết quả ở hình 1 cho thấy giá trị OD của dung dịch keo bạc nano đạt 1,057 ở liều xạ 8 kGy với λmax ở 395 nm, kích thước trung bình của hạt bạc nano là 5 nm. Theo Phu et al. (2010), liều xạ 8 kGy là liều bão hòa để chuyển hóa hoàn toàn ion Ag+ thành Ago

.

Hình 1. Phổ UV-vis, hình ảnh TEM và phân bố kích thước hạt của dung dịch bạc nano chế tạo từ dung dịch chitosan 1% trong 1% lactic acid (pH 6) và 1 mM bạc nitrate


2.0

1.0Abs

Bước sóng, nm

Tần

số, %

d, nm

d = 4.9 ± 2.9

0.0200

395 nm

500 800

80

70

60

50

40

30

20

10

04 8 12 16

2.0

1.0Abs

0.0

Bước sóng, nm200 500 800

404 nm

d = 9.4 ± 2.3

Tần

số, %

30

20

10

0

d, nm4 8 12 16 20 24 28 32

Kết quả từ hình 2 cho thấy bạc nano với kích thước trung bình 10 nm được chế tạo từ dung dịch

bạc nitrate 10 mM, chiếu xạ ở liều xạ 28 kGy với giá trị OD đạt 0,847 ở λmax 404 nm.

Kết quả từ hình 3 cho thấy dung dịch bạc nano với kích thước hạt trung bình 15 nm có giá trị OD đạt 0,754 và λmax đạt 412 nm. Nguyên nhân kích thước hạt trong thí nghiệm này lớn hơn so với khi sử dụng dung dịch bạc nitrate 10 mM là do phản ứng khử từ Ag+ trở thành Ag0 không được thuận lợi trong môi trường acid có mật độ H+ cao (Phu et

al., 2010). Hơn thế nữa, nghiên cứu của Sun et al. (2010) cũng cho thấy rằng mạch chitosan dễ bị đứt gãy trong môi trường acid, điều này góp phần làm giảm hiệu quả ổn định bạc nano của chitosan. Các sản phẩm sau khi chế tạo được sử dụng để xác định hoạt tính kháng nấm in vitro và in vivo.

46


3.2. Hoat tính kháng nấm của bac nano ở các kích thước hat khác nhau đối với P. capsici trong điều kiện in vitro

Đã có nhiều nghiên cứu về hiệu quả kháng khuẩn của bạc nano đối với các chủng vi khuẩn khác nhau (Cho et al., 2004), kết quả cho thấy hiệu quả kháng khuẩn phụ thuộc vào kích thước hạt bạc nano. Trong nghiên cứu này, hoạt tính kháng nấm của bạc nano ở các kích thước khác nhau 5, 10 và 15 nm được biễu diễn ở hình 4 và bảng 4. Kết quả cho thấy hoạt tính kháng nấm P. capsici tỉ lệ nghịch với kích thước hạt bạc nano, hoạt tính kháng nấm tăng dần khi kích thước hạt giảm dần từ 15 xuống 5 nm.

Cụ thể hơn, bạc nano có kích thước 5 nm có khả

năng ức chế hoàn toàn sự sinh trưởng của nấm P. capsici ở nồng độ bạc 60 ppm và hoạt tính kháng nấm này giảm dần xuống còn 72,5% ở kích thước hạt 10 nm và 62,7% ở kích thước hạt 15 nm. Mặc dù bạc nano ở kích thước 5 nm cho hiệu quả kháng nấm tối ưu nhất (đạt 100%), dung dịch keo bạc nano kích thước 5 nm có nồng độ tương đối thấp (chỉ 1 mM), điều này sẽ gặp một số hạn chế khi sản xuất và triển khai ứng dụng của chế phẩm ở quy mô lớn. Trong khi đó, bạc nano ở kích thước 10 nm cũng có khả năng kháng nấm lên đến 72,5% và nồng độ bạc trong chế phẩm có thể lên đến 10 mM (gấp 10 lần). Do đó, bạc nano ở kích thước 10 nm được lựa chọn cho các thí nghiệm tiếp theo trong nghiên cứu này.


Hinh 4. Hoat tinh khang nâm cua bac nano ơ cac kich thươc hat khac nhau đôi vơi P. capsici trên môi trương CRA

200 500 800

2.0

1.0Abs

0.0

412 nm

Bước sóng, nm

Tần

số, %

d, nm

d = 15.5 ± 2.330

20

10

08 12 16 20 24 28

3.3. Hoat tính kháng nấm của nano bac đối với P. capsici trong điều kiện in vivo

Đã có nhiều nghiên cứu về hoạt tính kháng vi sinh vật của bạc nano trên nhiều chủng vi khuẩn và nấm khác nhau (Cho et al., 2004; Jo et al., 2009; Phu et al., 2010), tuy nhiên các nghiên cứu trong điều

kiện in vivo vẫn còn nhiều hạn chế. Hơn thế nữa, bệnh chết nhanh do nấm P. capsici gây ra trên cây hồ tiêu hiện nay đang gây ra nhiều thiệt hại nghiêm trọng (Nair, 2004). Chính vì vậy, trong nghiên cứu này, hiệu quả kháng nấm của bạc nano đối với P. capsici được đánh giá trực tiếp trên cây tiêu. Do con

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

ĐC

10 nm 5 nm

15 nm

24 30 36 42 48 54 60

Đư

ờng

kín

h tả

n nằ

m, m

m

Thời gian, h

(b)(a)

47


đường lây nhiễm của bệnh thông qua cả môi trường đất lẫn không khí, cây tiêu giống được xử lí với chế phẩm bạc nano ở nồng độ thấp (1 - 10 ppm) thông qua cách phun trực tiếp lên lá và tưới gốc trước khi được gây nhiễm với chủng nấm bệnh nhằm đánh giá khả năng phòng bệnh của chế phẩm. Sau 35 ngày gây nhiễm với nấm bệnh P. capsici, các cây bị bệnh được xác định dựa trên các triệu chứng được miêu tả bởi Nair (2004): Bệnh lây lan qua đường lá làm xuất hiện nhiều đốm sẫm màu, có viền đặc trưng, sau đó lan nhanh và dẫn đến hiện tượng rụng lá ngay cả khi các tổn thương chưa lan hết phần phiến lá. Ở chồi non, nấm bệnh tích tụ các bào tử tạo thành mảng trắng bao phủ chồi và xuất hiện hiện tượng héo rũ đột ngột trên cả cây khi bệnh lây lan đến cuống lá. Trong trường hợp bệnh lây qua môi trường đất vào rễ, hiện tượng thối rễ dẫn đến hiện tượng vàng, rụng lá và héo rũ trên cả cây. Bệnh lây lan từ rễ đến phần cổ rễ thông qua rễ chính, là một điểm đặc trưng của bệnh thối rễ chết nhanh. Như vậy kết quả từ bảng 6 và hình cho thấy việc xử lí phòng bệnh với bạc nano có nồng độ từ 1 - 10 nm làm tăng đáng kể tỉ lệ cây sống từ chỉ 9% ở các cây đối chứng lên đến 32% ở cây xử lí với chế phẩm bạc nano 1 ppm, và lên đến 95% ở các cây xử lí chế phẩm bạc nano ở 10 ppm. Nguyên nhân là do ở các cây được xử lí, bạc nano tồn tại bên trong các tế bào giúp tấn công và tiêu diệt các tác nhân gây bệnh khi chúng tiếp xúc với các tế bào ký chủ (Shrivastava et al., 2007). Hơn thế nữa, chitosan được dùng làm chất ổn định bạc nano còn có khả năng kích thích nhiều loại đánh ứng miễn dịch ở các cây được xử lí chế phẩm.

Bảng 1. Ảnh hưởng của nồng độ bạc nano đến khả năng kháng bệnh chết nhanh do nấm P. capsici của cây tiêu

đã được xử lí với bạc nano trước khi gây nhiễm

*Cây không có biểu hiện triệu chứng của bệnh thối rễ chết nhanh sau 35 ngày gây nhiễm với P. capsici

IV. KẾT LUẬNBạc nano ở các kích thước 5, 10 và 15 nm đã

được chế tạo thành công bằng phương pháp chiếu xạ tia γ-Co-60 sử dụng chất ổn định chitosan. Bạc

nano chế tạo được cho thấy hoạt tính kháng nấm rất mạnh đối với P. capsici trong điều kiện in vitro. Bên cạnh đó, bạc nano còn có khả năng giảm thiểu thiệt hại gây ra do bệnh thối rễ chết nhanh (do nấm P. capsici) trên cây tiêu, ngay cả khi cây đã bị xâm nhiễm bởi nấm bệnh. Việc xử lí với bạc nano ngay cả ở nồng độ thấp (chỉ khoảng 3 ppm) trước khi cây bị xâm nhiễm bởi nấm bệnh P. capsici cũng cho thấy khả năng kháng bệnh, tăng trưởng và phát triển rất tốt, đồng thời giúp giảm chi phí trị bệnh khoảng 10 lần.

Hinh 5. Hình cây tiêu đa được xử lý bạc nano và sau 20 ngày lây nhiễm vơi P. capsici

TÀI LIỆU THAM KHẢOAlbersheim, P. and Darvill, A.G., 1985.

Oligosaccharins. Sci. Am., 253: 44-50.

Asharani, P.V., Mun, G.L.K., Hande, M.P., Valiyaveettil, S., 2009. Cytotoxicity and genotoxicity of silver nanoparticles in human cells. ACS Nano, 3: 279-90.

Chen, P., Song, L., Lui, Y., Fang, Y., 2007. Synthesis of silver nanoparticles by γ-rays irradiation in acetic water solution containting chitosan. Rad. Phys. Chem., 76: 1165-1168.

Cho, K.H., Park, J.E., Osaka, T. and Park, S.G., 2004. The study of antimicrobial activity and preservative effects of nanosilver ingredient. Electrochim. Acta, 51: 956-960.

Drenth, A. and Guest, D.I., 2004. Diversity and Management of Phytophthora in Southeast Asia. BPA Print Group Pty Ltd, Melbourne, Australia, 235 pp.

Jo, Y.K., Kim, B.H., Jung, G., 2009. Antifungal activity of silver ions and nanoparticles on Phytopathogenic fungi. Plant Dis., 10: 1037-1043.

Kumar, M.N.V.R., 2001. A review of chitin and chitosan applications. React. Funct. Polym., 46: 1-27.

Nồng độ bac, ppm

Số cây thử nghiệm

Số cây sống*

Tỉ lệ cây sống, %

0 60 9e 15,01 60 32d 53,33 60 49c 81,75 60 54b 90,0

10 60 57a 95,0

48


Kume, T., Nagasawa, N., Yoshii, F., 2002. Utilization of carbohydrates by radiation processing. Rad. Phys. Chem., 63: 625-627.

Morones, J.R., Elechiguerra, J.L., Camacho, A., Holt, K., Kouri, J.B. and Ramirez, J.T., 2005. The bactericidal effect of silver nanoparticles. Nanotechnology, 16: 2346-2353.

Park, H.J., Kim, S.H., Kim, H.J. and Choi, S.H., 2006. A new composition of nanosized silica-silver for control of various plant diseases. Plant Pathol. J., 22(3): 295-302.

Pokhrel, L.R. and Dubey, B., 2013. Evaluation of developmental responses of two crop plants exposed to silver and zinc oxide nanoparticles. Sci. Total Environ., 452-453: 321-332.

Prabhakaran Nair, K.P., 2004. The agronomy and economy of black pepper (Piper nigrum L.) the “king of spices”. Academic Press, New Delhi, India.

Phu, D.V., Lang, V.T.K.L., Lan, N.T.K.L., Duy, N.N., Chau, N.D., Du, B.H., Cam, B.D. and Hien, N.Q., 2010. Synthesis and antimicrobial effects of colloidal silver nanoparticles in chitosan by γ-irradiation. J. Exper. Nanosci., 5:2: 169-179.

Rai, M., Yadav, A. and Gade, A., 2009. Silver nanoparticles as a new generation of antimicrobials. Biotechnol. Adv., 27: 76-83.

Shrivastava, S., Bera, T., Roy, A., Singh, G., Ramachandrarao, P. and Dash, D., 2007. Characterization of enhanced antibacterial effects of novel silver nanoparticles. Nanotechnology, 18: 103-112.

Stelfox, D. and Herbut, M., 1979. Growth of a Phytophthora sp. on carrot agar. Canadian Plant Dis. Survey, 59(3): 61-62.

Sun, C., Qu, R., Chen, H., Ji, C., Wang, C., Sun, Y. and Wang, B., 2008. Degradation behavior of chitosan chains in the ‘green’ synthesis of gold nanoparticles. Carbohydr. Res., 343: 2595-2599.

Sanpui, P., Murugadoss, A., Prasad, P.V.D., Ghosh, S.S. and Chattopadhyay, A., 2008. The antibacterial properties of a novel chitosan-Ag-nanoparticle composite. Int. J. Food Microbiol., 124(2): 142–146.

Vasyokova, N.I., Zinov’eva, S.V., Il’inskaya, L.I., Perekhod, E.A., Chalenko, G.I., Gerasimova, N.G., Il’ina, A.V., Valamov, V.P. and Ozeretskovskaya, O.L., 2001. Modulation of plant resistance to diseases by water-soluble chitosan. App. Biochem. Microbiol., 37: 103-109.

Xu, J., Zhao, X., Han, X., Du, Y., 2007. Antifungal activity of oligochitosan against Phytophthora capsici and other plant pathogenic fungi in vitro. Pest. Biochem. Physiol., 87 (3): 220-228.

Study on the antifungal effect of silver nanoparticles synthesized by γ-irradiation on Phytophthora capsici causing the foot rot disease on pepper plant

Duong Hoa Xo, Le Quang Luan AbstractSilver nanoparticles (AgNPs) have been proved to have strong inhibition activities against many fungal plant pathogens. In this study, the colloidal AgNPs solution with particle sizes of approximate 5, 10 and 15 nm were prepared by γ-rays Co-60 irradiation method using chitosan (1%) as a stabilizer. The inhibition effects of AgNPs against Phytophthora capsici (which cause foot rot disease) were also evaluated in vitro and in vivo. The results showed that the fungal inhibition activities on carrot agar (CRA) media increased with the decrease of the particle size and the inhibition rate varied from 62.7 to 100% corresponding to the AgNPs size from 15 to 5 nm. The results of in vivo tests on 6-month-old pepper plants also indicated that the treatment with 1 - 10 ppm AgNPs before spraying with P. capsici spores reduced the ratio of diseased plants of 53.3 - 95% compared to that of the untreated control. The AgNPs stabilized in chitosan solution prepared by radiation technique may potentially be used as an antimicrobial agent for protection of peppers because of the environmental-friendly production technology, highly antimicrobial effect and safe use of AgNPs. Key works: Antifungal activity, foot rot disease, pepper plant, Phytophthora capsici, silver nanoparticle

Ngày nhận bài: 12/3/2017 Ngươi phan biện: TS. Hà Minh Thanh

Ngày phan biện: 20/3/2017 Ngày duyệt đăng: 24/3/2017

49


I. ĐẶT VẤN ĐỀCây hoa cúc (Chrysanthemum sp.) là một trong

những loại hoa cắt cành và trồng chậu quan trọng trên thế giới (Teixeira da Silva, 2014). Nuôi cấy mô thực vật (vi nhân giống) cho phép sản xuất các cây giống chất lượng cao, không nhiễm bệnh và đồng đều mà không phụ thuộc vào thời tiết và mùa vụ. Đã có nhiều công bố ứng dụng công nghệ sinh học nói chung và kỹ thuật nuôi cấy mô nói riêng trên đối tượng cây hoa cúc (Teixeira da Silva, 2014; La Việt Hồng và cs., 2016). Tuy nhiên, hạn chế lớn trong quá trình áp dụng kỹ thuật này để sản xuất cây giống ở quy mô lớn là tỷ lệ chết của cây mô khi được chuyển ra điều kiện tự nhiên là rất cao. Theo Hazarika (2003), Lavanya et al. (2009), Deb và Imchen (2010), cây sống trong điều kiện in vitro có hình thái, giải phẫu và sinh lý hoàn toàn khác biệt so với cây sống ở ngoài tự nhiên, do vậy, hiệu quả của giai đoạn huấn luyện để cây in vitro thích nghi sẽ quyết định đến sự thành công của cả quy trình. Một hạn chế nữa của việc ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô là giá thành sản xuất cây giống còn cao, chính vì vậy để giảm giá thành sản xuất cây giống thì phương pháp giâm cành là một lựa.

Ba giống hoa cúc Đỏ Cờ, Thạch Bích và Chi Vàng thuộc nhóm hoa cúc dạng chùm, kích thước hoa nhỏ và có màu đẹp, được thị trường hoa ưa chuộng. Hiện nay, các giống này được nhân lên bằng phương pháp nhân giâm cành, nhưng do việc nhân giống đã diễn ra trong một thời gian dài nên chất lượng cây mẹ bị thoái hóa. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá một số đặc điểm giải phẫu lá của 3 giống hoa cúc (Đỏ Cờ, Thạch Bích, Chi Vàng), một số biện pháp nâng cao tỷ lệ sống, chất lượng cây in vitro ở

giai đoạn vườn ươm và hoàn thiện quy trình nhân giống hoa cúc bằng phương pháp giâm cành, đảm bảo việc cung cấp giống cho sản xuất với số lượng và chất lượng tốt.


2.1. Vật liệu nghiên cứuBa giống cúc sản xuất: Thạch Bích, Đỏ Cờ, Chi

Vàng (Chrysanthemum sp.) dạng cúc chùm, được thu tại xã Đại Thịnh, huyện Mê Linh, thành phố Hà Nội. Mẫu sau đó được lưu giữ dưới dạng cây in vitro tại phòng thí nghiệm Sinh lí thực vật, Khoa Sinh - Kỹ thuật Nông nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 (ĐHSP Hà Nội 2).

2.2. Phương pháp nghiên cứuCác thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn

ngẫu nhiên với 3 lần nhắc lại. Thí nghiệm được tiến hành trong vườn thực nghiệm sinh học của Khoa Sinh - Kỹ thuật Nông nghiệp, Trường, ĐHSP Hà Nội 2 từ tháng 8/2016 - 2/2017. Khu vực vườn ươm được che bằng 2 lớp lưới cản quang, có hệ thống tưới phun sương.

2.2.1. Tỷ lệ sống, một số chỉ tiêu sinh lý và đặc điểm giải phẫu lá của cây cúc cấy mô giai đoạn huấn luyện

- Thí nghiệm đánh giá tỷ lệ sống và một số chỉ tiêu sinh lý của cây cúc cấy mô giai đoạn huấn luyện

Các cây cúc cấy mô (chiều cao cây: 3 - 4 cm; số lá trên cây: 4 - 6; số rễ/cây: 6 - 8 rễ) của mỗi giống được dùng làm vật liệu thí nghiệm. Theo dõi tỷ lệ sống của mỗi giống được xác định cây sống sót sau 14 ngày. Xác định chỉ tiêu sinh lý: Khối lượng tươi - khô của cây (g), chiều dài rễ (cm) vào các thời điểm 0 ngày (bắt đầu đưa ra vườn ươm), 7 ngày và 14 ngày.

1 Khoa Sinh - Kỹ thuật Nông nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

NGHIÊN CỨU GIẢI PHẪU LÁ CÂY HOA CÚC CẤY MÔ Ở GIAI ĐOẠN VƯỜN ƯƠM VÀ MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT NHÂN GIỐNG

Nguyễn Văn Đính1, Nguyễn Thị Oanh1, Lê Thu Hằng1, La Việt Hồng1

TÓM TẮTCây hoa cúc (Chrysanthemum sp.) là một trong những loại hoa thương phẩm quan trọng trên thế giới. Trong

nghiên cứu này, cây in vitro được huấn luyện ở vườn ươm có kiểm soát độ ẩm, ánh sáng thông qua màng che nilon và lưới cản quang, tỷ lệ sống đạt từ 83,16 đến 91,10%. Trong giai đoạn huấn luyện cây in vitro có một số đặc điểm giải phẫu lá thích ứng với môi trường tự nhiên như tăng độ dày của lá; tăng số lượng khí khổng; lông che chở và giảm kích thước khí khổng. Các chỉ tiêu chiều dài rễ, khối lượng tươi, khối lượng khô của cây hoa cúc tăng nhanh… Cây sinh trưởng phát triển rất tốt. Cây có nguồn gốc cấy mô 60 ngày tuổi được sử dụng làm cây mẹ. Cây mẹ được bấm ngọn và xử lý bằng phun dung dịch Atonik 5 ml/lít để phát sinh chồi bên đồng đều. Chồi bên được xử lý bằng dung dịch α-NAA 0,5 mg/lít hoặc chế phẩm kích thích ra rễ N3M 20 g/lít để tạo cây con hoàn chỉnh.

Từ khóa: Cây hoa Cúc, giải phẫu, nuôi cấy mô, giai đoạn ươm, nhân giống, cây mẹ

50


- Đặc điểm giải phẫu lá cây cúc cấy mô giai đoạn huấn luyện

Đặc điểm giải phẫu của lá gồm: Độ dày lá (µm), mật độ lỗ khí của biểu bì mặt dưới (số lỗ khí/mm2), kích thước lỗ khí-chiều rộng (µm), lông che chở (số lông/mm2) dưới kính hiển vi soi nổi Optika (Italia) sau 0 và 14 ngày.

2.2.2. Hoàn thiện quy trình nhân giống cúc bằng phương pháp giâm chồi

- Nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm Atonik 1.8 DD đến quá trình phát sinh chồi bên của cây cúc

Cây cấy mô của 3 giống sau 60 ngày tuổi ngoài vườn ươm (chiều cao cây 20 - 30 cm được bấm ngọn làm vật liệu thí nghiệm, gồm 3 công thức (CT) thí nghiệm: CT 1 đối chứng là cây không xử lý, CT 2 và CT 3 được xử lý bằng Atonik 1.8 DD (công ty ADC, Cần Thơ) nồng độ lần lượt 3 ml/lít và 5 ml/lít. Theo dõi các chỉ tiêu: Khối lượng chồi (g); số chồi/cây sau 20 ngày xử lý.

- Nghiên cứu ảnh hưởng của α-NAA và chế phẩm N3M đến quá trình ra rễ của chồi cúc

CT 1: Đối chứng là chồi không xử lý bằng hóa chất, CT 2: Chồi được xử lý bằng dung dịch α-NAA (Dulchefa, Hà Lan) 0,5 mg/lít, CT 3: Chế phẩm phân bón lá kích thích ra rễ cực mạnh N3M (Công ty TNHH MTV Sinh hóa nông Phú Lâm) nồng độ 20 g/lít trong 3 phút.

Chồi bên phát sinh từ cây mô được cắt rời có

chiều cao 5 - 6 cm và số lá 3 - 4. nồng độ xử lý theo các công thức thí nghiệm, sau đó giâm lên luống đất với mật độ 1.000 chồi/m2. Đánh giá các chỉ tiêu: Khả năng ra rễ của chồi bên, tỷ lệ sống của chồi giâm thành cây hoàn chỉnh sau 10 ngày.

2.3. Phương pháp xử ly số liệuSố liệu được xử lí bằng chương trình Excel 2010

theo mô tả của Nguyễn Văn Mã (2013) theo các tham số thống kê giá trị trung bình, độ lệch chuẩn. Ảnh hưởng của nhân tố thí nghiệm được thực hiện bằng phân tích ANOVA 1 chiều, kiểm tra sự sai khác bằng LSD0,05, giá trị thể hiện trong bảng số liệu là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn. Các chữ cái theo sau trong cùng cột thể hiện sự sai khác có ý nghĩa thống kê với α = 0,05.


3.1. Một số chỉ tiêu sinh trưởng và đặc điểm giải phẫu lá của cây cúc cấy mô giai đoan huấn luyện

3.1.1. Tỷ lệ sống của cấy cúc cấy mô giai đoạn huấn luyện

Trong nghiên cứu này, cây in vitro của mỗi giống được huấn luyện ở vườn ươm, sau 14 ngày, tỷ lệ sống của các giống Đỏ Cờ, Thạch Bích, Chi Vàng lần lượt đạt: 87,12; 91,10 và 83,16 (%) (Bảng 1). Kết quả này cho thấy, tỷ lệ sống của các giống cúc đều cao, đạt từ 83,16 (%) trở lên. Trong 3 giống nghiên cứu thì giống Thạch Bích có tỷ lệ sống cao nhất.

Bảng 1. Một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây cúc cấy mô giai đoạn huấn luyện

Ghi chú: Bảng 1, 3, 4: Trong cùng một hàng, chữ cái theo sau khác nhau thể hiện sự sai khác có ý nghĩa thống kê với α=0,05. Kí hiệu (-): Không thống kê.

Chỉ tiêu

Đỏ Cờ Thach Bích Chi VàngThời điểm đo Thời điểm đo Thời điểm đo

0ngày

7 ngày 14 ngày 0

ngày7

ngày14

ngày0

ngày7

ngày14

ngày

Tỷ lệ sống - - 87,12± 0,76 - - 91,10 ±

0,84 - - 83,16 ± 0,56

Chiều dài rễ (cm)

0,7 ± 0,10a

7,0 ± 0,45b

7,8 ± 1,47c

0,6 ± 0,1a

5,4 ± 0,6b

7,9 ± 1,4c

0,8 ± 0,1a

4,3 ± 1,2b

5,9 ± 1,2c

Khối lượng tươi (g)

0,32 ± 0,05a

0,67 ±0,17b

0,84 ± 0,11c

0,159 ± 0,02a

0,339 ± 0,04b

0,848 ± 0,04c

0,198 ± 0,04a

0,342 ± 0,10b

0,468 ± 0,04c

Khối lượng khô (g)

0,018 ± 0,003a

0,057 ± 0,010b

0,070 ± 0,017c

0,010 ± 0,002a

0,026 ± 0,004b

0,062 ± 0,003c

0,010 ± 0,001a

0,022 ± 0,006b

0,038 ± 0,002c

3.1.2. Đánh giá một số chỉ tiêu sinh trưởng của cấy cúc cấy mô giai đoạn huấn luyện

* Chiều dài rễ (cm):Kết quả đánh giá chiều dài của rễ giai đoạn vườn

ươm của các giống cúc đã được thể hiện ở bảng 1 cho thấy: Chiều dài rễ các giống đều tăng từ 0 đến 14 ngày ở vườn ươm, giữa các khoảng khảo sát sự tăng chiều dài ở 3 giống đều khác nhau có ý nghĩa. Giống

51


Đỏ Cờ giai đoạn từ 0 đến 7 ngày chiều dài rễ tăng nhanh (từ 0,7 đến 7,0 cm), sang giai đoạn từ 7 đến 14 ngày, chiều dài rễ tăng chậm (từ 7,0 đến 7,8 cm). Giống Chi Vàng, sự gia tăng chiều dài rễ cũng tương tự như giống Đỏ Cờ. Giống Thạch Bích bộ rễ phát triển đều qua các giai đoạn khảo sát và đạt kích thức 7,9 cm sau 14 ngày.

* Khối lượng tươi, khối lượng khô:Tiếp tục đánh giá khả năng sinh trưởng của các

giống cúc giai đoạn vườn ươm thông qua chỉ tiêu khối lượng tươi, khô của toàn bộ cây được thể hiện ở bảng 1. Phân tích bảng 1 cho thấy cả 3 giống cúc đều tăng trưởng tốt trong giai đoạn vườn ươm, sự gia tăng khối lượng tươi, khô của cây qua các giai đoạn khảo sát đều có ý nghĩa. Cụ thể: Đối với giống Đỏ Cờ từ khi đưa ra vườn ươm khối lượng tươi tăng từ 0,321 lên 0,845 g/cây; khối lượng khô tăng từ 0,018 lên 0,07 g/cây. Đối với giống Thạch Bích từ khi đưa ra vườn ươm khối lượng tươi tăng từ 0,159 lên 0,848 g/cây; khối lượng khô tăng từ 0,010 lên 0,062 g/cây. Đối với giống Chi Vàng từ khi đưa ra vườn

ươm khối lượng tươi tăng từ 0,198 lên 0,468 g/cây; khối lượng khô tăng từ 0,010 lên 0,038 g/cây. Trong 3 giống cúc nghiên cứu thì giống Thạch Bích có khả năng sinh trưởng tốt nhất.

3.1.3. Một số đặc điểm giải phẫu lá của các giống cúc giai đoạn vườn ươm

Kết quả giải phẫu lá của 3 giống cúc cấy mô được thể hiện ở bảng 2 và hình 2.

Phân tích kết quả cho thấy giải phẫu lá tăng số lượng khí khổng; lông mặt lá và giảm kích thước khí khổng (Hình 2). Trong 3 giống nghiên cứu thì giống Thạch Bích có khả năng thích ứng tốt nhất. Cụ thể: Độ dày của lá tăng từ 108,11% (Chi Vàng) đến 135,04% (Thạch Bích) so với giai đoạn 0 ngày. Mật độ khí khổng tăng từ 103,76% (Đỏ Cờ) đến 148,42% (Thạch Bích) so với giai đoạn 0 ngày. Lông che chở của lá tăng từ 103,37% (Đỏ Cờ) đến 120,82% (Thạch Bích) so với giai đoạn 0 ngày. Kích thước khí khổng của lá giảm từ 90,14% đến 92,21% so với giai đoạn 0 ngày.

Bảng 2. Đặc điểm giải phẫu lá một số giống hoa cúc trong giai đoạn vườn ươm

Hình 2. Hình ảnh giải phẫu lá một số giống cúc in vitro giai đoạn vườn ươma, b: Giải phẫu mô lá Thạch bích 1 - 14 ngày; c, d: Giải phẫu mô Đỏ cờ 1 - 14 ngày;

e, f: Lỗ khí Thạch bích 1 - 14 ngày; g,h: Lỗ khí Đỏ cờ 1 - 14 ngày

Chỉ tiêu

Thach bích Chi vàng Đỏ cờThời điểm đo Thời điểm đo Thời điểm đo

0Ngày

14ngày

Tăng(%)

0Ngày

14ngày

Tăng(%)

0Ngày

14ngày

Tăng(%)

Độ dày lá (µm) 101,23± 0,34

136,71± 1,22 135,04 109,54

± 1,34118,42± 2,11 108,11 112,66

± 0,23145,22± 0,54 128,90

Mật độ lỗ khí(số lỗ khí/mm2)

68,08± 1,27

98,08± 1,90 148,42 67,17

± 1,7681,15± 1,90 120,81 73,37

± 3,4276,13± 1,60 103,76

Kích thước lỗ khí (µm)

15,40± 1,87

14,20± 2,54 92,21 14,05

± 4,1212,67± 1,38 90,17 16,57

± 2,5415,27± 1,14 92,15

Lông che chở(số lông/mm2)

27,03± 0,15

32,66± 1,18 120,82 26,66

± 1,5227,58± 1,27 103,37 25,35

± 0,4328,13± 0,43

110,96

a

e

b

f

c

g

d

h

52


Bảng 4. Khả năng ra rễ của chồi cúc giai đoạn vườn giâm

Theo Pospíšilová et al. (1999), trong suốt giai đoạn huấn luyện lá dày lên, các tế bào mô mềm của lá biệt hoá thành mô giậu và mô khuyết, mật độ lỗ khí giảm và lỗ khí chuyển từ hình tròn thành hình elip. Sự phát triển của lớp cutin, lớp sáp và sự điều hoà hiệu quả hoạt động của lỗ khí dẫn tới sự ổn định của thế năng nước ở cây con.

3.2. Biện pháp kỹ thuật nhân giống bằng phương pháp giâm chồi

3.2.1. Ảnh hưởng của chế phẩm Atonik 1,8DD đến quá trình phát sinh chồi bên

Kết quả xác định số chồi và khối lượng chồi tái sinh sau mỗi lần bấm ngọn được thể hiện ở bảng 3 đã cho thấy: Phun Atonik đã làm tăng số lượng chồi và khối lượng chồi so với đối chứng, đặc biệt công thức phun chế phẩm Atonik 5 ml/lít. Cụ thể số chồi/cây ở cả 3 giống Đỏ Cờ, Thạch Bích, Chi Vàng lần lượt đạt 2,73; 3,03 và 3,10 trong khi đó ở CT đối chứng của 3 giống chỉ đạt tương ứng 1,57; 1,60 và 1,57. Về khối lượng chồi ở cả 3 giống khi được xử lý bằng chế phẩm đều tăng hơn so với đối chứng, tuy nhiên, giữa các công thức được xử lý bằng chế phẩm (CT 2 và CT 3) không thể hiện sự khác biệt.

Bảng 3. Khả năng sinh trưởng của chồi cúc in vitro giai đoạn vườn cây mẹ

3.2.2. Ảnh hưởng của N3M và α-NAA đến khả năng ra rễ của chồi bên

Kết quả xác định tỷ lệ chồi ra rễ và số lượng rễ/chồi sau 10 ngày giâm được thể hiện ở bảng 4.

Giống Công thức Số chồi/cây Khối lượng chồi (g)

Đỏ Cờ

Đối chứng 1,57 ± 0,68a 0,683a ± 0,01Antonik (3 ml/lít) 1,87 ± 0,68a 0,851b± 0,02

Antonik (5 ml/lít) 2,73 ± 0,87b 0,816b ± 0,01

Thạch Bích

Đối chứng 1,60 ± 0,72a 0,651a ± 0,02Antonik (3 ml/lít) 1,93 ± 0,69ab 0,822b ± 0,03

Antonik (5 ml/lít) 3,03 ± 0,67b 0,939b ± 0,01

Chi Vàng

Đối chứng 1,57 ± 0,37a 0,720a ± 0,03Antonik (3 ml/lít) 2,00 ± 0,70ab 0,876b ± 0,01

Antonik (5 ml/lít) 3,10 ± 0,80b 0,992b ± 0,02

Giống Công thức Số rễ/chồi (rễ)

Tỉ lệ chồi ra rễ (%) Hình thái và chất lượng rễ

Đỏ Cờ

Đối chứng 6,69a 75 Rễ yếu và mảnh, xuất hiện không đều xung quanh mặt cắt của chồi

α-NAA (0,5 mg/lít) 26,83c 100

Rễ mập và khỏe, rễ xuất hiện đều xung quanh mặt cắt của chồiN3M

(20 g/lít) 16,83b 100

Thạch Bích


α-NAA (0,5 mg/lít) 25,93b 100


(20 g/lít) 28,70c 100

Chi Vàng


α-NAA (0,5 mg/lít) 22,93b 100


(20 g/lít) 26,03c 100

Đối với cây cúc việc giâm chồi để kích thích ra rễ tạo cây con hoàn chỉnh khá dễ dàng, ngay ở công thức đối chứng thì tỷ lệ chồi ra rễ cũng đạt

từ 70 - 75%, số rễ đạt đạt từ 6,69 - 11,27 rễ/chồi. Tuy nhiên, khi xử lý chồi bằng các dung dịch NAA và chế phẩm kích thích ra rễ thì số chồi ra

53


rễ đều đạt 100%, đặc biệt số rễ/chồi, bộ rễ mập và khỏe, rễ xuất hiện đều xung quanh mắt cắt của chồi hơn so với đối chứng.

IV. KẾT LUẬN

4.1. Kết luận- Dùng kỹ thuật che nylon và lưới chắn cản quang

(che bằng 2 lớp, nylon che quanh luống để đảm bảo độ ẩm 80 - 90%) để huấn luyện cây cúc in vitro, cho tỷ lệ sống cao từ 83,16 - 91,1%. Cây con sinh trưởng tốt, thích ứng với điều kiện trồng tự nhiên sau 20 ngày. Cây cấy mô 60 ngày tuổi đạt tiêu chuẩn xuất vườn được dùng làm cây mẹ để nhân giống bằng kỹ thuật bấm ngọn, giâm chồi.

- Khi đưa các cây cúc in vitro ra vườn ươm đều có những đặc điểm giải phẫu lá thích ứng với môi trường tự nhiên có những biến đổi về thời tiết như: tăng độ dày của lá (tăng 108,11 - 135%); tăng số lượng khí khổng (103,76 - 148,42%); tăng số lông che chở (103,37 - 120,82%) và giảm kích thước khí khổng (90,14 - 92,21%).

- Với kỹ thuật bấm ngọn, dùng Atonik 5 ml/lít phun lên cây mẹ đã làm tăng số chồi/cây; các chồi đạt chiều cao 5 - 6 cm và có số lá 3 - 4 được cắt và nhúng vào dung dịch α-NAA (đối với giống Đỏ Cờ và Thạch Bích) hoặc chế phẩm N3M (với giống Chi Vàng) trong 3 phút để tạo cây con hoàn chỉnh, số rễ/ chồi đạt lần lượt 26,83; 25,93 và 26,03.

4.2. Kiến nghịNgười sản xuất có thể áp dụng kỹ thuật nhân

giống cây hoa cúc bằng phương pháp nuôi cấy và bấm ngọn để có nguồn giống tốt, giá thành hợp lý phục vụ sản xuất.

TÀI LIỆU THAM KHẢONguyễn Văn Mã, La Việt Hồng, Ong Xuân Phong,

2013. Phương pháp nghiên cứu sinh lý học thực vật. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.

La Việt Hồng, Hoàng Thị Thanh, Nguyễn Thị Chung Anh, Pham Thị Nhì, 2016. “Xây dựng quy trình sản xuất cây giống hoa cúc tại Mê Linh-Hà Nội bằng kỹ thuật nuôi cấy mô”. Báo cáo Hội nghị Khoa học về Nghiên cứu và Giảng dạy sinh học ở Việt Nam.1014-1021. Nhà xuất bản ĐH Quốc gia Hà Nội.

Deb C.R, Imchen T, 2010. “An efficient in vitro hardening of tissue culture raised plants”. Biotechnology. 9:79-83.

Hazarika B.N, 2003. “Acclimatization of tissue-cultured plants”. Curr Sci. 85:1704-1712.

Lavanya M, Venkateshwarlu B, Devi B.P, 2009. “Acclimatization of neem microshoots adaptable to semi-sterile conditions”. Indian J Biotechnol. 8:218-222.

Pospíšilová J, Ticha I, Kadlecek P, et al, 1999. “Acclimatization of micropropagated plants to ex vitro conditions”. Biol Plant. 42:481-497.

Teixeira da Silva JA, 2014. “Organogenesis from chrysanthemum (Dendranthema x grandiflora (Ramat.) Kitamura) petals (disc and ray florets) induced by plant growth regulators”. Asia-Pacific J. Mol. Biol. Biotechnol. 22(1):145-151.

Leaf anatomy of in vitro Chrysanthemum in nursery stage and technical measures for propagation

Nguyen Van Đinh, Nguyen Thi Oanh, Le Thu Hang, La Viet Hong

AbstractChrysanthemum is one of the most important commercial flowers in the world. In This study, in vitro plantlets of Chrysanthemum were hardened in a green house with controlled light intensity and relative humidity by using black sunshade and transparent polyethylene layers. Survival rate reached from 83.16 to 91.10 %. In hardening stage, leaf anatomical characteristics of plants (such as increase in leaf thickness, stomata density of lower leaf and protective filaments of leaf upper surface, decrease in stomatal size) were adapted to natural environment. Plants derived from in vitro propagation showed great growth and high increase in some physilogical parameters including regeneration of root lenght, fress and dry mass of plants. 60 old days tissue cultured plants after nursery were used as mother ones. The spraying concentration of Atonik preparation was 5 ml/l which was favourable for forming terminal shoots of stock mother plant. Both Naphthaleneacetic acid NAA (0.5 mg/l) and N3M (20 g/l) preparation were suitable for rooting of terminal shoots. Key words: Chrysanthemum, anatomy, tissue culture, nursery stage, propagation, stock mother plant

Ngày nhận bài: 14/3/2017 Người phản biện: TS. Nguyễn Thị Kim Lý


54


I. ĐẶT VẤN ĐỀ Ở Việt Nam, trong tổng số 3.948 loài cây thuốc

có khoảng 87,1% là các loài mọc tự nhiên, tập trung chủ yếu ở các quần xã rừng, số còn lại là các cây thuốc trồng. Mỗi năm ngành Y dược tiêu thụ 30-50 tấn dược liệu các loại phục vụ chữa bệnh hoặc làm nguyên liệu cho công nghiệp dược và xuất khẩu. Trong số đó, trên 2/3 lượng dược liệu được khai thác từ nguồn cây thuốc mọc tự nhiên hoặc trồng trong nước, vì thế nhu cầu cây thuốc trong nước là rất lớn. Năm 2016, Viện dược liệu đã công bố tổng số 5117 loài cây thuốc đã phát hiện.

Từ xa xưa các loại cây, củ sâm đã được sử dụng như là phương thuốc quý, bổ dưỡng và điều trị được nhiều loại bệnh. Tuy nhiên, thực tế hiện nay cho thấy nguồn gen Sâm của Việt Nam đang bị khai thác quá mức và cạn kiệt. Nguyên nhân dẫn đến sự cạn kiệt các nguồn gen quý này là do cây Sâm rất khó nhân giống, hạt không nảy mầm trong điều kiện tự nhiên, nhân giống vô tính cũng không đơn giản. Việc bảo tồn các loài sâm quý này đang ở mức báo động, cần sự chung tay góp sức của các cấp, ngành và người dân địa phương.

Sâm Núi Dành là một trong những loại dược liệu quý của tỉnh Bắc Giang, cho tới nay chưa có một nghiên cứu khoa học đầy đủ nào về đối tượng thực vật này. Vì vậy, việc nghiên cứu, định danh và dược tính của cây Sâm Núi Dành phục vụ công tác bảo tồn và nhân giống nguồn dược liệu là hết sức cần thiết.


2.1. Vật liệu nghiên cứu- Vật liệu là các mẫu sâm thu thập từ vùng Núi

Dành, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang có độ tuổi khác nhau: Mẫu M2 (củ dưới 2 năm tuổi); mẫu M3 (củ 3-4 năm tuổi); mẫu M5 (củ > 5 năm tuổi).

- Hóa chất, thuốc thử: Ethanol, diclomethan, methanol, acid acetic, ethyl acetat, n-hexan, nước cất, amoniac, acid sulfuric đặc, acid chlohydric, natri hydroxid, thuốc thử Dragendroff, thuốc thử ninhydrin, dung dịch NaOH 10%, dung dịch FeCl3 5%, bột Na2CO3, bột Mg (Merck, Đức).

- Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu: Bản mỏng silicagel tráng sẵn DC-Alufolien 60 F254; Bình định mức, pipet, ống nghiệm, ống đong các loại, bình sắc kí; Cân điện tử (Precisa XT 220A), Tủ sấy, máy cất quay (Buchi Rotavapor), bình gạn 250 ml, máy soi UV.


2.2.1. Phương pháp điều tra, phân loại thực vật Kế thừa các kết quả nghiên cứu có liên quan ở

trong và ngoài nước, nhất là các kết quả nghiên cứu trên địa bàn, đặc biệt là các kết quả nghiên cứu thực hiện tại các xã vùng núi và trung du của của tỉnh Bắc Giang.

Thực hiện phương pháp điều tra theo tuyến được lựa chọn để thực hiện. Các tuyến điều tra được thực hiện có chiều rộng 10 m, độ dài hầu hết trên 1 km, qua nhiều kiểu địa hình và kiểu thảm thực vật khác nhau (quanh làng bản, ven suối, rừng tái sinh, rừng ẩm thường xanh trên núi đất, rừng ẩm thường xanh trên núi, rừng tre nứa ...).

1 Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam2 Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

MÔ TẢ, ĐỊNH DANH VÀ DƯỢC TÍNH CỦA NGUỒN GEN SÂM NÚI DÀNH PHÂN BỐ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BẮC GIANG

Đồng Thị Kim Cúc1, Lê Thanh Nhuận1, Nguyễn Thị Hoàng Anh2, Phan Thanh Phương1, Phạm Thị Mai1, Nguyễn Văn Quang1,

Nguyễn Vân Anh1, Đinh Thế Anh1, Phạm Thị Lý Thu1

TÓM TẮTSâm Núi Dành là một trong những loại dược liệu quý của tỉnh Bắc Giang hiện đang bị khai thác quá mức và chưa

được quan tâm nghiên cứu một cách đầy đủ. Trong nghiên cứu này nguồn gen Sâm Núi Dành đã được mô tả, định danh với tên khoa học là Callerya speciosa thuộc ngành Ngọc lan (Magnoliphita), lớp Ngọc lan (Magnoliopsita), phân lớp Hoa hồng (Rosidae), bộ Đậu (Fabaceae), họ Đậu (Fabaceae), phân họ Đậu (Faboideae). Bước đầu đã xác định được sự có mặt của các hoạt chất saponin, flavonoid, acid hữu cơ, acid amin và saccharid trong các mẫu Sâm có độ tuổi từ 2 - 5 năm. Hàm lượng saponin, flavonoid và saccharid tổng số trong mẫu sâm trên 5 năm tuổi cao hơn nhiều trong mẫu sâm 3 - 4 năm tuổi. Điều này cho thấy các hoạt chất chính có dược tính cao sẽ được tích tụ và phát triển theo độ tuổi cây sâm, kết hợp với điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng và nuôi trồng phù hợp.

Từ khóa: Danh pháp khoa học, dược tính Sâm Núi Dành, saponin

55


Mẫu Sâm Núi Dành được điều tra theo phương pháp điều tra cây thuốc (Viện Dược liệu, 2006).

Xác định tên khoa học theo phương pháp so sánh hình thái cổ điển và sử dụng khóa phân loại trong các bộ thực vật chí hiện có (Hoàng Thị Sản, 2003).

2.2.2. Thu mẫu- Chọn mẫu: Chọn những mẫu tiêu biểu và đầy

đủ các phần như thân, cành, lá, cơ quan sinh sản là hoa hoặc quả và có đủ trữ lượng theo yêu cầu.

- Chụp ảnh mẫu: Đây là việc làm rất quan trọng, giúp lưu giữ lại hình ảnh của mẫu phục vụ cho những nghiên cứu phân loại cũng như bảo quản mẫu sau này. Ảnh cần phải đảm bảo các yêu cầu: (1) Quan sát được mẫu tươi một cách đầy đủ và tự nhiên; (2) Hình ảnh hiển thị được toàn bộ các bộ phận của cây; (3) Chụp lại toàn bộ những đặc điểm bất thường, đặc biệt, khác biệt.

- Nhãn (lý lịch mẫu): Bao gồm những thông tin sau:

+ Số hiệu mẫu (bắt buộc): Số hiệu này được gắn liền với mẫu vật liên tục trong suốt quá trình thực hiện bảo quản và lưu giữ bộ sưu tập. Nó được ví như số Chứng minh nhân dân của con người. Số hiệu mẫu cũng xuất hiện trên bất kỳ trích dẫn nào của mẫu vật.

+ Tên người thu mẫu: Lê Thanh Nhuận, Phan Thanh Phương.

+ Ngày, tháng, năm thu mẫu: 15/07/2015.- Đặc điểm hình thái của mẫu: Dây leo, dài

khoảng 4-5 m, có rễ củ; lá màu xanh lục; hoa màu trắng ngà.

- Đặc điểm sinh thái nơi thu mẫu: Trồng trong vườn nhà, trên sườn đồi, đất đỏ pha đá ong bạc màu.

- Địa điểm thu mẫu: Thôn Đồng Sen, xã Việt Lập, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc giang; định vị tọa độ (N: 21021’05,7’’ E: 106010’08,3’’); độ cao địa điểm thu mẫu: 19 m.

- Ép mẫu: Đối với mẫu tiêu bản đối chứng, tùy theo kích thước của từng mẫu chọn những cỡ giấy thích hợp để ép mẫu. Thông thường giấy được sử dụng để ép mẫu là giấy báo, mỗi mẫu được ép giữa 2 lượt báo, mỗi kẹp mẫu thường ép từ 15-20 tiêu bản. Ở một số bảo tàng thường sử dụng tấm nhôm mỏng có các gờ lượn sóng để kẹp thêm vào giữa các lớp báo nhằm tạo điều kiện bốc hơi nhanh và làm phẳng mẫu khi sấy. Kẹp dùng để ép mẫu có thể dùng kẹp gỗ hoặc kim loại, kích thước của kẹp ép mẫu thường có kích cỡ 28,5 ˟ 42 cm2.

- Làm khô mẫu: Mẫu sau khi thu có thể được

làm khô bằng cách sấy. Mẫu thường được sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 40 - 500C. Lưu ý trong suốt quá trình phơi sấy mẫu, cứ 1-2 ngày phải kiểm tra, nhằm mục đích cho mẫu nhanh khô và chỉnh sửa mẫu nếu cần thiết.

- Hoàn thiện mẫu tiêu bản: Mẫu sau khi đã khô, tẩm độc (nếu có) được cố định hoặc khâu trên giấy mẫu của bảo tàng-giấy Crôki (loại giấy không axit), có đủ độ dai và cứng cần thiết. Kích thước khổ giấy thường sử dụng ở Việt Nam là 28,5 ˟ 42 cm2.

Mẫu sau khi được khâu hoặc cố định trên giấy phải được dán hoặc kèm theo phiếu định tên khoa học (kích thước 7 ˟ 10 cm2), với đầy đủ các thông tin về mẫu như trong nhật ký mẫu. Thông tin bao gồm: tên và ký hiệu bảo tàng (có thể bằng tiếng Việt, tiếng Anh hoặc Latin...), số hiệu mẫu, tên khoa học (tên họ, tên loài ghi đầy đủ cả tên tác giả), tên Việt Nam (bao gồm cả tên phổ thông và tên địa phương), nơi thu mẫu, người thu mẫu, ngày thu mẫu, một số đặc điểm nơi thu mẫu, một số đặc điểm mẫu khi thu..., người giám định, ngày giám định…

2.2.3. Phương pháp phân tích định tính, định lượng một số nhóm hoạt chất

- Chiết mẫu: Các mẫu rễ Sâm nam núi Dành ở các độ tuổi khác nhau được rửa sạch, cắt nhỏ, sấy khô. Lấy 30 g bột khô của mỗi mẫu, ngâm chiết với 200 mL EtOH 10% ở nhiệt độ phòng (3 lần, mỗi lần 8 h), gộp dịch chiết của 3 lần chiết (500 mL) của từng mẫu để tiến hành phân tích định tính.

Định tính, định lượng một số nhóm hoạt chất trong củ Sâm Núi Dành bằng phương pháp sinh hóa học, sắc ký lớp mỏng theo phương pháp của Nguyễn Viết Thân (2010). Các chỉ tiêu phân tích gồm: saponin, flavonoid, coumarin, acid hữu cơ, acid amin, alkaloid và saccharid.


3.1. Mô tả, định danh cho cây Sâm Núi DànhÁp dụng phương pháp so sánh đặc điểm hình thái

thực vật, xác định khu vực phân bố để xác định tên cây tại khu vực điều tra. Đây là phương pháp truyền thống được sử dụng trong nghiên cứu phân loại thực vật từ trước đến nay (Hoàng Thị Sản, 2003). Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái cho thấy Sâm Núi Dành là cây dây leo hoặc trườn, thường dài 1,5 -3 m hoặc hơn, cành non có lông màu bạc; rễ củ nạc, có lớp vỏ bên ngoài hơi cứng, bên trong lõi màu vàng nhạt, mùi thơm dịu và vị ngọt mát. Lá kép lông chim lẻ, trục chính của lá dài 6 - 15 cm, mang 3 - 7 lá chét; lá chét hình bầu dục dài hay trái xoan, cỡ 3 - 8 ˟ 1 - 3

56


cm, 2 mặt có lông tơ màu trắng, có 5 - 6 gân bên, mặt trên xanh thẫm, mặt dưới lá xanh nhạt. Cụm hoa chùm, mọc ở đầu cành hay nách lá, dài đến 30 cm, cuống hoa và đài đều có lông nhung trắng. Hoa to, mọc đơn độc trên đốt trục cụm hoa, dài 2,5 - 3 cm. Đài hình chuông, 5 mảnh dính với nhau, cỡ 9 ˟ 12 cm, mặt ngoài có lông, mép có 4 răng; tràng 5 cánh không đều nhau, tiền khai hoa cờ: cánh cờ (ở trên) lớn nhất, có màu sắc đẹp hơn và ở ngoài cùng, 2 cánh bên nhỏ hơn, trong cùng là 2 cánh thìa dính lại với nhau ở đáy tạo thành cấu trúc tương tự như cái thuyền con mang kèm nhị và nhụy. Cánh hoa màu

trắng ngà, cánh cờ không có lông, 2 bên gốc có cục chai. Nhị 10, 9 chiếc dính lại với nhau ở phần chỉ nhị thành 1 bó bao quanh nhụy, 1 chiếc rời. Bầu nhụy lớn, 1 ô, mang 2 dãy noãn, khi phát triển được sẽ tạo ra quả. Bầu hình thuôn, dài bằng nhị. Quả đậu, dẹp, cỡ 9 - 18 ˟ 1,2 - 1,6 ˟ 0,7 - 0,8 cm, có lông nâu phủ dầy. Hạt 3 - 9, hình trứng, cỡ 1 cm. Củ sâm có lớp vỏ bên ngoài hơi cứng, bên trong lõi màu vàng nhạt, mùi thơm dịu và có vị hơi ngọt, công thức hoa: K(5)C5A(9)1G1. Hình thái cây, hoa, quả và củ Sâm Núi Dành được mô tả trên hình 1.

Hình 1. Quan sát và mô tả hình thái cây, hoa, quả và củ Sâm Núi Dànhtại thôn Đồng Sen, xã Việt Lập, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang

Trên cơ sở các quan sát, mô tả hình thái của mẫu, tra cứu, xác định tên khoa học theo các tài liệu phân loại cây thuốc Việt Nam (Nguyễn Tiến Bân, 2003; Võ Văn Chi, 2012) thì nguồn gen Sâm Núi Dành phân bố tại Núi Dành có độ cao 116 m so với mực nước biển chỉ có ở gia đình ông Thân Hải Đăng, thôn Đồng Sen, xã Việt Lập, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang với diện tích vuờn gốc khoảng 40 - 50 m2. Sâm Núi Dành có tên khoa học là Callerya speciosa Champ. ex Benth., thuộc ngành Ngọc lan (Magnoliphita); lớp Ngọc lan (Magnoliopsita); Phân lớp Hoa hồng (Rosidae); Bộ đậu (Fabaceae); Họ Đậu (Fabaceae); Phân họ Đậu (Faboideae); Cây sinh trưởng mạnh trong mùa xuân và mùa hè, ra hoa vào tháng 6-9, đậu quả vào tháng 9 -12.

3.2. Xác định sự có mặt của một số hoat chất trong mẫu Sâm Núi Dành

Chất lượng của dược liệu nói chung và đặc biệt là của Sâm Núi Dành phụ thuộc vào sự có mặt và hàm lượng của các nhóm hoạt chất quan trọng, có tính chất dược lý cao và có nhiều tác dụng đối với sức khỏe con người (chống lão hóa tế bào, thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp protein của tế bào mới, tăng cường miễn dịch của cơ thể …) (Arulpriya et al., 2010; Zohra et al., 2012).

Kết quả phân tích 7 nhóm hoạt chất ở bảng 1 cho thấy cả 3 mẫu Sâm Núi Dành có độ tuổi khác nhau đều chứa saponin, flavonoid, acid hữu cơ, acid amin, saccharid mà không có alkaloid, coumarin (thể hiện phản ứng âm tính đối với các thuốc thử đã sử dụng) (Hình 2, 3).

57


Hình 3. Định tính saccharid có trong mẫu Sâm Núi Dành M5 bằng phương pháp sắc ký bản mỏng sử dụng

hệ dung môi CH2Cl2:MeOH:H2O = 3:2: 0,15.1: Chất chuẩn (đường glucose); 2: Dịch chiết mẫu

3: Hỗn hợp chất chuẩn và dịch chiết mẫu

Kết quả định tính thể hiện qua phản ứng hóa học cũng cho thấy hàm lượng các nhóm chất, đặc biệt là saponin và flavonoid trong mẫu M5 (Sâm >5 năm

tuổi) nhiều hơn các mẫu Sâm thấp tuổi.

3.2. Kết quả định lượng một số nhóm hoat chất của Sâm Núi Dành

Saponin là một thành phần quan trọng tạo nên các công dụng đặc trưng của các loại Sâm, nó được dùng làm thước đo chất lượng của các loài Sâm. Ngoài ra, trong rễ, củ sâm còn chứa nhiều thành phần có hoạt tính khác như chất chống oxi hóa, peptid, acid béo và vitamin. Hàm lượng của một số hoạt chất quan trọng như saponin, polysaccharid và flavonoid tổng số trong các mẫu Sâm >3 năm tuổi (M3 và M5) đã được phân tích.

Kết quả bảng 2 cho thấy hàm lượng saponin, flavonoid và saccharid tổng số trong mẫu M5 cao hơn đáng kể mẫu M3, đáng chú ý là hàm lượng saponin tổng số ở mẫu M5 gấp >2 lần mẫu M3 (đạt 3,8% và 1,5% khối lượng mẫu khô tương ứng). Điều này cho thấy các hoạt chất chính - saponin cũng như polysaccharid và flavonoid sẽ được tích tụ và phát

Bảng 1. Kết quả xác định một số hoạt chất trong mẫu Sâm Núi Dành

Ghi chú: (+): Phản ứng dương tính – mẫu phân tích có hoạt chất ở các mức độ khác nhau; (-): Phản ứng âm tính - mẫu phân tích không có hoạt chất.

Hình 2. Mô tả phản ứng định tính một số hoạt chất có trong mẫu Sâm Núi DànhA. Phản ứng tạo bọt xác định saponin; B. Phản ứng với NaOH 10% và C. Phản ứng với dung dịch FeCl3

xác định flavonoid; D. Phản ứng với dung dịch ninhydrin xác định acid amin; E. Phản ứng với thuốc thử Dragendorff xác định alkaloid; 1: Dịch chiết mẫu phân tích; 2: Dịch chiết mẫu sau phản ứng.

TT Hoat chất Phản ứngKết quả định tính các mẫuM2 M3 M5

1 Saponin Tạo bọt (++) (+++) (+++)

2 Flavonoid

- Phản ứng với kiềm (NaOH)- Phản ứng với Cyanidin- Phản ứng với FeCl3-Phản ứng với H2SO4 đậm đặc

(++)(+)

(++)(+)

(++)(+)

(++)(+)

(+++)(++)

(+++)(++)

3 Coumarin- Quan sát dưới đèn tử ngoại ở bước sóng 366 nm- Quan sát huỳnh quang các vết coumarin dưới ánh sáng tử ngoại khi tác dụng với dung dịch kiềm

(-)(-)

(-)(-)

(-)(-)

4 Acid hữu cơ Phản ứng với Na2CO3 (+++) (+++) (+++)5 Acid amin Phản ứng với ninhydrin (++) (++) (+++)6 Alkaloid Hiện bằng thuốc thử Dragendorff (-) (-) (-)7 Saccharid Sắc ký bản mỏng có so sánh với chất chuẩn (++) (++) (++)

58


triển theo độ tuổi của cây. Một trong những yếu tố quyết định chất lượng của Sâm Núi Dành nói riêng (hay các loài Sâm nói chung) là độ tuổi của chúng bên cạnh khâu chăm sóc và điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng phù hợp.

Bảng 2. Kết quả phân tích định lượng một số hoạt chất trong rễ Sâm Núi Dành


4.1. Kết luận - Đã mô tả, định danh nguồn gen Sâm Núi Dành

với tên khoa học là Callerya speciosa, ngành Ngọc lan (Magnoliphita), lớp Ngọc lan (Magnoliopsita), phân lớp Hoa hồng (Rosidae), bộ Đậu (Fabaceae), họ Đậu (Fabaceae), phân họ Đậu (Faboideae).

- Bước đầu đã xác định được sự có mặt của các hoạt chất saponin, flavonoid, acid hữu cơ, acid amin và saccharid trong các mẫu Sâm có độ tuổi từ 2 - 5 năm.

- Hàm lượng saponin, flavonoid và saccharid tổng số trong mẫu sâm > 5 năm tuổi (M5) cao hơn nhiều trong mẫu sâm 3 - 4 năm tuổi (M3).

4.2. Đề nghịCần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các phương

pháp bảo tồn, phát triển và khai thác cây sâm Núi Dành để tạo nguồn dược liệu quý đáp ứng được nhu cầu dược phẩm chất lượng cao của xã hội.

LỜI CẢM ƠNNhóm tác giả xin chân thành cảm ơn sự tài trợ

kinh phí của Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bắc Giang để thực hiện đề tài “Nghiên cứu, đánh giá, bảo tồn và khai thác phát triển nguồn gen cây Sâm Nam Núi Dành phân bố trên địa bàn tỉnh Bắc Giang”.

TÀI LIỆU THAM KHẢOVõ Văn Chi, 2012. Từ điển cây thuốc Việt Nam, 2: 352-

353. Nhà Xuất bản Y học, TP. Hồ Chí Minh.Nguyễn Tiến Bân - chủ biên, 2003. “Danh luc các loài

thực vật Việt Nam”; Tập II. Nhà Xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội.

Hoàng Thị Sản, 2003. Phân loại học Thực vật. Nhà Xuất bản Giáo dục.

Nguyễn Viết Thân, 2010. Thực tập dược liệu (Phần kiểm nghiệm bằng phương pháp hiển vi và hóa học), Bộ môn Dược liệu, Trường Đại học Dược Hà Nội

Viện Dược liệu, 2006. Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam. Tập 1, Nhà Xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.

Arulpriya P., P. Lalitha, S. Hemalatha, 2010. Evaluation of antioxidant activity of ethyl acetate extract of Samanea saman (Jacq.) Merr by cyclic voltammetry. Der Pharmacia Sinica, 1 (3), 23-32.

Zohra S.F., B. Meriem, S. Samira, A.M.S Muneer, 2012. Phytochemical screening and identification of some compounds from Mallow. J. Nat. Prod. Plant Resour., 2 (4), 512-516.

Tên hoat chấtHàm lượng (% tính theo

khối lượng mẫu Sâm khô)Mẫu M3 Mẫu M5

Saponin tổng số 1,50 3,80Flavonoid tổng số 0,80 4,76Saccharid tổng số 12,49 32,01

Identification and pharmacological characterization of Nui Danh ginseng germplasm in Bac Giang province

Dong Thi Kim Cuc, Le Thanh Nhuan, Nguyen Thi Hoang Anh, Phan Thanh Phuong, Pham Thi Mai, Nguyen Van Quang,

Nguyen Van Anh, Dinh The Anh, Pham Thi Ly Thu AbstractNui Danh ginseng is one of the precious medical species of Bac Giang province that has been over-exploiting and has not been focusing on research. In this study, the Nui Danh ginseng germplasm was characterized and identified as the scientific name of Callerya speciosa belonging to division Magnoliphita, class Magnoliopsita, subclass Rosidae, order Fabaceae, family Fabaceae, subfamily Faboideae. The primary results showed that main compounds such as saponins, flavonoids, organic acids, amino acids and saccharides were found in Nui Danh ginseng samples of 2 to 5 years old. Furthermore, the five years old plants of Nui Danh ginseng has been identified to contain more total saponins, flavonoids and saccharides than that of 3 - 4 years old plants. This revealed that the main compounds with high pharmacological would be accumulated and increased according to the age of the plant in interaction with optimal conditions of climate, soil and cultivation.Key words: Nui Danh ginseng, nomenclature, conservation, saponin

Ngày nhận bài: 14/3/2017Người phản biện: PGS. TS. Nguyễn Thị Ngọc Huệ


59


I. ĐẶT VẤN ĐỀNằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới gió mùa

nóng và ẩm, Việt Nam có nguồn tài nguyên thực vật phong phú và đa dạng, trong số gần 4.000 loài đang được sử dụng làm thuốc, có tới 87,1% cây thuốc được biết có nguồn gốc hoang dã, chủ yếu ở vùng đồi núi (trung du đến núi cao).

Thổ phục linh (Smilax glabra Wall. ex Roxb.) còn gọi là cây Kim Cang không lông (Phạm Hoàng Hộ, 2000), Dây chát, Dây khum, Cậm Cù (Võ Văn Chi, 2004), thuộc họ Khúc khắc (Smilacaceae) (Nguyễn Tiến Bân, 1997) là một trong 24 loài thực vật có khả năng khai thác tự nhiên (QĐ1976/TTg, ngày 30-10-2013). Thổ phục linh được biết đến với công dụng chống viêm, lọc máu, chữa thấp khớp, giang mai…

Tuy nhiên, trong dân gian thường sử dụng Khúc khắc (Heterosmilax gaudichaudiana (Kunth) Maxim) thay thế cho Thổ phục linh (Đỗ Tất Lợi, 2004), dẫn tới việc nhầm lẫn giữa hai loài cây thuốc này. Vì vậy cần có một nghiên cứu có hệ thống về đặc điểm thực vật học của chúng giúp nhận biết chính xác nguồn gen cây thuốc, để đưa vào khai thác sử dụng hiệu quả.


2.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu

- Nguồn gen cây thuốc Thổ phục linh và Khúc

khắc được cung cấp bởi trung tâm Nghiên cứu trồng và chế biến cây thuốc - Viện Dược liệu Hà Nội.

- Kính hiển vi quang học, trắc vi thị kính, trắc vi vật kính, kính lúp soi nổi, kim mũi mác, lamd, lamel, cồn, bình đựng mẫu, dao cắt mẫu, máy ảnh, thước đo, thuốc nhuộm carmine, xanhmethylene ...

- Nghiên cứu đặc điểm giải phẫu thực vật được tiến hành tại phòng thí nghiệm Bộ môn Thực vật, Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

- Thời gian nghiên cứu: 3/2014 - 02/2015.

2.2. Phương pháp nghiên cứu- Nghiên cứu đặc điểm thực vật học theo phương

pháp hình thái so sánh và phương pháp giải phẫu kết hợp với kĩ thuật hiển vi dùng trong nghiên cứu thực vật và dược liệu.

- Phương pháp giải phẫu được thực hiện theo các bước: cố định mẫu, cắt lát mỏng, tẩy và nhuộm kép, làm tiêu bản, khảo sát dưới kính hiển vi quang học, phân tích, đo đếm cấu tạo tế bào và mô với trắc vi thị kính- sau đó qui đổi đơn vi tính bằng trắc vi vật kính.

III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Đặc điểm hình thái của cây Khúc khắc, Thổ phục linh

Khúc khắc và Thổ phục linh có bộ phận sử dụng làm thuốc là rễ củ. Tuy nhiên, về đặc điểm hình thái của hai loài rất khác nhau:

1 Học Viện Nông nghiệp Việt Nam; 2 Viện Dược liệu 3 Công ty TNHH Dược phẩm Ngân Hà

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, GIẢI PHẪU HAI LOÀI CÂY THUỐC KHÚC KHẮC VÀ THỔ PHỤC LINH

Nguyễn Hạnh Hoa1, Nguyễn Thị Minh1, Đinh Thị Thu Trang2, Nguyễn Xuân Nam2, Nguyễn Hữu Thiện3

TÓM TẮTThổ phục linh (Smilax glabra Wall. ex Roxb.) và Khúc khắc (Heterosmilax gaudichaudiana (Kunth) Maxim) là

hai cây thuốc quý thuộc họ Khúc khắc (Smilacaceae), bộ Liliales. Trong thực tế có rất nhiều người nhầm lẫn hai loài cây này. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đưa ra những dẫn liệu khoa học cơ bản về đặc điểm hình thái và giải phẫu thực vật để phân biệt Khúc khắc và Thổ phục linh, từ đó đánh giá sơ bộ về khả năng thích ứng với điều kiện sống và tiềm năng năng suất của chúng. Kết quả nghiên cứu đã đưa ra những dẫn liệu cở bản về đặc điểm hình thái để phân biệt Khúc khắc và Thổ phục linh như: sự khác biệt về hình thái rễ củ, màu sắc thân, hình thái lá. Điểm đặc biệt là Thổ phục linh có lá cứng; lá và quả được bao phủ bởi một lớp sáp trắng, làm tăng khả năng chống chịu của cây. Về đặc điểm giải phẫu, rễ của cây Thổ phục linh có kích thước vỏ, trung trụ và đặc biệt là kích thước lớp tế bào nội bì lớn hơn Khúc khắc. Điều này liên quan tới khả năng thẩm thấu có chọn lọc các chất cũng như năng suất và chất lượng của rễ củ. Thân Thổ phục linh có lớp cương mô dày và chạy thành vòng liên tục, làm cho thân cây Thổ phục linh cứng, có khả năng chống đỡ cơ học và chống chịu đối với điều kiện bất thuận. Tuy có cùng công dụng trong điều trị giang mai, thấp khớp, chống viêm, lọc máu… nhưng so với Khúc khắc thì rễ củ của Thổ phục linh nạc và có sinh khối lớn hơn, do đó có nhiều tiềm năng nghiên cứu khai thác và phát triển.

Từ khóa: Khúc khắc, Thổ phục linh, đặc điểm hình thái, cấu tạo giải phẫu

60


Bảng 1. Đặc điểm hình thái của Khúc khắc, Thổ phục linhĐặc điểm Khúc khắc Thổ phục linh

Rễ củ

- Số lượng rễ phụ nhiêu- Rễ củ xù xì, hóa gỗ nhiêu.- Màu xám sâm.

- Kha năng ra rễ ở gốc cành mạnh---> Kha năng nhân giống vô tính băng giâm cành cho hiệu qua cao.

- Số lượng rễ phụ ít- Rễ củ dẹt, tương đối nhẵn, hóa gỗ ít.- Rễ củ phân nhánh, nạc, tạo sinh khối lơn.- Màu nâu vàng.- Kha năng ra rễ ở gốc cành yếu.

---> Kha năng nhân giống vô tính băng giâm cành yếu.

Hinh 1. Hình thái củ 1 năm tuổi

Thân

- Dạng cây bụi leo nhơ tua cuốn- Thân gỗ nhiêu năm, khẳng khiu, phân cành nhỏ, mêm, không gai.- Ở gốc mỗi đốt thân có lá kèm màu tím nhạt. - Tua cuốn mọc ra từ gốc lá xẻ làm đôi màu xanh nhạt.

- Màu sắc: thân non xanh lá cây, phân thân già mâu xanh đậm hơn,- Thân non: To mập- Đương kính (mm): 4,56±0,89- Chiêu dài lóng thân (cm): 24,3±2,43- Số thân chính/khóm: 12,4±2,53---> Kha năng nhân giống lơn,

- Màu sắc: thân non mâu xanh ---> mâu nâu, tím; thân già cỗi mâu đen xám- Thân non: Nhỏ, khẳng khiu,- Đương kính (mm): 2,7±0,46- Chiêu dài lóng thân (cm): 15,7±4,4- Số thân chính/khóm: 5,97±1,35---> Kha năng nhân giống thâp hơn,

Hinh 2. Hình thái thân cây

61


Đặc điểm Khúc khắc Thổ phục linh

Lá

- Lá đơn, mọc cách, cuống lá ngắn có ranh.- Mép lá nguyên, có lá kèm biến thành 2 tua cuốn mọc ra từ 2 bên cuống lá

- Lá mêm- Gốc lá hình tim, đâu lá nhọn, có 5 gân gốc, mặt bụng lá màu xanh đậm bóng, mặt lưng lá xanh nhạt hơn, phiến lá nhẵn,

- Lá kèm màu tím nhạt,- Số lá/cành C1(lá): 8,37±2,24- Kích thươc lá (cm): Dài (12,89±1,5), Rông (8,74±0,96) --->Diện tích lá (cm2):88,4 ±27,41 --->Kha năng quang hợp tốt

- Lá cứng, giòn - Gốc lá nhọn, đâu lá nhọn kéo dài, có 3 gân gốc; phiến lá hình elip dài, mặt bụng lá màu xanh lục sâm và bóng, mặt lưng lá màu lục nhạt và có sáp trắng,-->Đặc điểm phân biệt vơi Khúc khắc,- Lá kèm màu nâu, nhỏ,- Số lá/cành C1(lá): 5,58±1,92- Kích thươc lá (cm): Dài (13,3±2,46), Rông (4,58±1,16---> Diện tích lá (cm2): 50,2 ±21,81---> Kha năng quang hợp kém hơn,

Hinh 3. Hình thái lá

Hoa

- Mùa hoa: Tháng 12 – tháng 1.- Hoa đơn tính, khác gốc. Cụm hoa tán- Hoa đêu, bao hoa không phân biệt đài và tràng, xếp thành 2 vòng, mỗi vòng 3 ban. Bô nhụy có 3 lá noan hợp tạo thành bâu trên, bâu có 3 ô, mỗi ô môt noan, đính noan kiểu trung trụ. Bâu nhụy có hình bâu dục, mâu xanh lá hâu như không có vòi nhụy. Đâu nhụy chia 3 thùy.- Công thức hoa: *♀ P 3 +3 G(3)

Hinh 4. Hình thái cụm hoa tán

Bảng 1. Đặc điểm hình thái của Khúc khắc, Thổ phục linh (Tiếp)

62


Đặc điểm Khúc khắc Thổ phục linh

Quả

- Qua mọng, hình câu, dẹt, qua xanh có mâu xanh đậm, hạt mâu trắng, chuyển sang chín qua có mâu hồng rồi chuyển màu tím đen.- Chùm mang nhiêu qua.

- Chùm qua xa nách lá,

- Chiêu dài cành mang qua (cm): 38,6 ±2,68- Số qua/cành: 50,63 ±14,59- Kích thươc qua (mm)+ Đương kính: 10,33±1,79+ Chiêu cao: 9,03±0,88- Khối lượng 1000 qua (g): 61,00±0,29

- Chùm qua hâu như gắn liên sát vào nách lá, - Qua được bao phủ lơp sáp màu trắng -->Đặc điểm phân biệt vơi Khúc khắc,- Chiêu dài cành mang qua (cm): 23,46±3,54- Số qua/cành: 69,4±25,12- Kích thươc qua (mm)+ Đương kính: 7,89±2,67+ Chiêu cao: 7,30±1,19- Khối lượng 43,11±0,32

Hinh 5. Hình thái qua

Hạt

- Số lượng: 2-4 hạt/qua- Kích thươc hạt (mm):+ Đương kính: 3,45±0,94+ Chiêu cao: 6,82±0,76- Khối lượng 1000 hạt (g): 15,23±0,19

- Số lượng: 4 hạt/qua,- Kích thươc hạt (mm):+ Đương kính: 2,77±0,62+ Chiêu cao: 4,52±0,46- Khối lượng (g): 14,12±0,23

Hình 6. Hình thái hạt

3.2. Đặc điểm giải phẫu cây Khúc khắc và Thổ phục linh

3.2.1. Rễ Kết quả nghiên cứu giải phẫu rễ (bảng 2, hình 7),

cho thấy: Kích thước phần vỏ sơ cấp, trung trụ sơ cấp, nội bì của cây Thổ phục linh đều lớn hơn cây Khúc khắc. Đặc biệt là phần nội bì của Thổ phục linh lớn hơn rất nhiều so với nội bì của Khúc khắc (nội bì của Thổ phục linh là 70,83 ± 7,22 µm trong khi đó nội bì của cây Khúc khắc chỉ 47,5 ± 16,39 µm) điều

này liên quan đến khả năng thấm các chất một cách có chọn lọc của tế bào nội bì rễ cây.

Mặt khác, so sánh vi phẫu rễ của 2 loài cho thấy rễ Thổ phục linh có số lượng bó gỗ ít hơn rễ của Khúc khắc (số lượng bó gỗ của Thổ phục linh là 15±2,65 trong khi đó số lượng bó gỗ của Khúc khắc là 19 ± 2,65), điều này liên quan tới khả năng vận chuyển dòng nhựa nguyên (nước và muối khoáng hòa tan trong nước) của rễ Khúc khắc tốt hơn rễ Thổ phục linh.

Bảng 1. Đặc điểm hình thái của Khúc khắc, Thổ phục linh (Tiếp)

63


3.2.2. ThânCấu tạo vi phẫu thân của cả 2 loài từ ngoài vào

trong đều có biểu bì, cương mô, các bó dẫn chồng chất kín với 2 mạch gỗ rất lớn. Các bó dẫn sắp xếp theo kiểu trung trụ phân tán, các bó dẫn bên ngoài thường nhỏ, mật độ dày đặc, mỗi bó dẫn có vòng cương mô rất dày bao quanh, càng vào sâu bên trong trung trụ các bó dẫn càng lớn, vòng cương mô rất mỏng bao quanh mỗi bó dẫn phía trong.

Kết quả nghiên cứu đặc điểm giải phẫu thân cho thấy: Khúc khắc có độ dày biểu bì, số lượng bó dẫn lớn, đặc biệt là bó dẫn to (bó dẫn to của Khúc khắc là

43±6 trong khi đó số bó dẫn to của Thổ phục linh chỉ có 26,33±0,58) nên khả năng vận chuyển các dòng nhựa của thân cây Khúc khắc sẽ tốt hơn cây Thổ phục linh (Bảng 3).

Tuy nhiên, cây Khúc khắc có độ dày cương mô (113,89±17,05 µm) nhỏ hơn nhiều so với độ dày cương mô của Thổ phục linh (279,69±68,98 µm, mặt khác cương mô ở thân Thổ phục linh chạy thành vòng liên tục, điều này liên quan đến khả năng chống đỡ cơ học của thân cây, làm cho thân cây Thổ phục linh cứng và có tính chống chịu đối với điều kiện bất thuận.

Bảng 2. Kích thước các phần mô trong cấu tạo giải phẫu rễ

Bảng 3. Kích thước các phần mô trong cấu tạo giải phẫu thân

Hình 7. Cấu tạo giải phẫu rễKhúc khắc Thổ phục linh

Chỉ tiêu

Tên cây

Dày vỏ(µm)

Dày nội bì(µm )

Dày trung trụ(µm)

Số lượng bó gỗ

Kích thước tuỷ(µm)

Dài RộngThổ phục linh 683,33±115,47 70,83±7,22 241,67±115,47 15±2,65 275±66,14 266,67±26,02Khúc khắc 600±50 47,5±16,39 168,06±52,33 19±2,65 433,33±14,43 216,67±7,22

Chỉ tiêu Loài

Biểu bì(µm )

Cương mô(µm )

Bó dẫnTo Nhỏ

Khúc khắc 181,94±16,67 113,89±17,05 43,00±6,00 32,67±4,04Thổ phục linh 123,44±22,60 279,69±68,98 26,33±0,58 32,67±1,53

Nội bì

Nội bì

Tủy

TủyBó gỗ

Bó libe sơ cấp Bó libesơ cấp

Bó gỗsơ cấp

Hình 8. Cấu tạo giải phẫu thânKhúc khắc Thổ phục linh

Biểu bì Biểu bì

Cương mô

Cương mô

Bó gỗ

Bó gỗ

64


3.3.3. LáTheo quan sát từ lát cắt giải phẫu lá, cho thấy:

Phần phiến lá có lớp biểu bì trên, mô đồng hóa và biểu bì dưới. Vách ngoài của tế bào biểu bì hóa cuticula, tế bào biểu bì trên có kích thước lớn hơn tế bào biểu bì dưới, nằm xen kẽ với các tế bào biểu bì có các tế bào lỗ khí. Phần mô đồng hóa có cấu tạo đồng nhất, không phân hóa thành mô giậu và mô xốp. Tuy nhiên, phần mô đồng hóa của lá Thổ phục linh có nhiều khoảng khuyết hơn phần mô đồng hóa của Khúc khắc.

Điểm khác biệt trong cấu tạo giải phẫu lá của hai loài là: Khúc khắc có độ dày mô đồng hoá lớn, do vậy khả năng tổng hợp chất hữu cơ của lá sẽ tốt hơn so với cây Thổ phục linh. Bó dẫn gân chính của lá Khúc khắc cũng lớn hơn so với lá Thổ phục linh do đó sự vận chuyển các dòng nhựa nguyên và dòng nhựa luyện của lá Khúc khắc cũng sẽ tốt hơn của lá Thổ phục linh.

Bảng 4. Kích thước các phần mô trong cấu tạo giải phẫu của lá Chỉ tiêu

Tên cây

Dày phiến(µm)

Dày mô đồng hóa (µm)

Dày biểubì dưới (µm)

Kích thước bó dẫn gân chính

(µm)

Kích thước cương mô

(µm)Khúc khắc 709,44±107,83 537,5± 141,19 78,61±22,15 829,17±132,48 65,5±40,17Thổ phục linh 336,94±23,91 271,39±31,58 31,39±8,40 306,25±57,96 51,67±2,89

Hình 9. Cấu tạo giải phẫu láKhúc khắc Thổ phục linh

III. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

3.1. Kết luậnTừ kết quả nghiên cứu đã chỉ ra được sự khác

nhau giữa Thổ phục linh và Khúc khắc như sau:- Đặc điểm hình thái:Khúc khắc có số lượng rễ phụ nhiều, rễ củ cứng

và hóa gỗ nhiều; Thân màu xanh; Lá hình tim, lá mềm, có 5 gân gốc, diện tích lá lớn; Quả mọng, vỏ quả không có sáp.

Thổ phục linh có ít rễ phụ, rễ củ phân nhánh, nạc; Thân non màu xanh, sau chuyển màu nâu hoặc màu tím, thân già màu đen xám; lá hình elip, lá cứng, có 3 gân gốc, mặt lưng lá có lớp sáp màu trắng; Quả mọng, vỏ quả được bao phủ bởi lớp sáp trắng.

- Đặc điểm giải phẫu:Kích thước phần vỏ sơ cấp, trung trụ sơ cấp

trong vi phẫu rễ của cây Thổ phục linh đều lớn hơn cây Khúc khắc. Đặc biệt là kích thước lớp tế bào nội

bì của Thổ phục linh lớn hơn nhiều so với nội bì của Khúc khắc. Các cấu tạo này liên quan đến khả năng thẩm thấu có chọn lọc các chất và chất lượng dược liệu.

Thân Khúc khắc có số lượng bó dẫn nhiều hơn nên khả năng vận chuyển nhựa tốt hơn. Tuy nhiên, thân Thổ phục linh có kích thước cương mô dày hơn và làm thành vòng liên tục trong thân, do đó thân cứng và có khả năng chống chịu đối với điều kiện bất thuận.

Lá Khúc khắc có độ dày mô đồng hoá và bó dẫn gân chính lớn hơn Thổ phục linh, do vậy khả năng tổng hợp chất hữu cơ của lá Khúc khắc và vận chuyển nhựa của lá Khúc khắc tốt hơn lá Thổ phục linh..

4.2. Đề nghịCần nghiên cứu sâu hơn để đánh giá mối liên

quan giữa đặc điểm thực vật học với các đặc điểm nông, dược học.

Biểu bì trênBiểu bì trên

Biểu bì dưới

Biểu bì dưới

Cương mô Cương mô

Libe

Libe Gỗ

Bó gỗ

65


I. ĐẶT VẤN ĐỀViệc sử dụng mô hình DNDC (Denitrification -

Decomposition: Phân huỷ carbon - Đề nitrate hoá (DNDC, 2012) để tính toán phát thải KNK trong hệ

canh tác nông nghiệp đã được kiểm nghiệm nhiều ở các nước như Mỹ, Trung Quốc, Italy, Đức, Anh, ... Tuy nhiên, ở nước ta mới chỉ có một vài nghiên cứu ứng dụng như tính toán tiềm năng giảm thiếu phát

TÀI LIỆU THAM KHẢOVõ Văn Chi, 2004. Từ điển thực vật thông dung, tập 2,

trang 2222-2223. NXB Khoa học và Kỹ thuật. Nguyễn Tiến Bân, 1997. Cẩm nang tra cứu và nhận biết

các họ thực vật hạt kín ở Việt Nam. NXB Nông nghiệp.Pham Hoàng Hộ, 2000. Cây cỏ Việt Nam, quyển III,

NXB Trẻ.

Đỗ Tất Lợi, 2004. Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam. NXB Y học.

Thủ tướng Chính phủ, 2013. Quyết định phê duyệt tổng thể phát triển dược liệu đến năm 2020 và đinh hướng đến năm 2030, Số: 1976/QĐ-TTg, ngày 30 tháng 10 năm 2013.

Morphological and anatomical characterization of Khuc khac (Heterosmilax gaudichaudiana) and Tho phuc linh (Smilax glabra) herbs

Nguyen Hanh Hoa, Nguyen Thi Minh, Đinh Thi Thu Trang, Nguyen Xuan Nam, Nguyen Huu Thien

AbstractTho phuc linh (Smilax glabra Wall. ex Roxb.) and Khuc khac (Heterosmilax gaudichaudiana (Kunth) Maxim) are precious medicinal herbs belonging to the family Smilacaceae, order Liliales. In the presented study, morphological and anatomical characteristics were evaluated in order to differentiate Tho phuc linh from Khuc khac species and thereafter evaluating their yield potential and adaptation to living condition. The results showed that there were significantly morphological differences in tuberous root, leaf and trunk color of studied species. Especially, Tho Phuc Linh showed its leaf hardness as well as epiculticular wax coating leaves and fruits, which may improve resistant ability. Beside, anatomical data showed that root characteristics of Tho phuc linh species had bark thickness, stelae and endodemic cell layers and they were superior to those of Khuc khac species. These may be related to its greater potential in selective uptake and consequentially higher tuberous root productivity and quality. Further, the thick sclerenchyma was found in continuous loop manner which fortify plant mechanical sustainment of Tho Phuc Linh, making it resistant to unfavorable conditions. Although having similar effects in the treatment of syphilis, rheumatism, anti-inflammatory and blood filtration, the higher biomass and proportion of tuber flesh make Tho Phuc Linh a preferable herb for further research and exploitation.Key words: Khuc khac cultivar, Tho phuc linh species, morphological characteristics, micro-anatomical structure

Ngày nhận bài: 18/3/2017 Người phản biện: TS. Nguyễn Thế Yên


1 Viện Môi trường Nông nghiệp

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH THEO KHÔNG GIAN CHO CANH TÁC LÚA TẠI TỈNH THÁI BÌNH

Vũ Thị Hằng1 và Mai Văn Trịnh1

TÓM TẮTNghiên cứu được triển khai tại tỉnh Thái Bình sử dụng phần mềm DNDC mô phỏng phát thải khí nhà kính

(KNK) từ hệ thống canh tác lúa nước trên các vùng khí hậu và loại đất khác nhau. Mô hình được hiệu chỉnh bằng chính các kết quả đo đếm ngoài thực tế. Kết quả tính toán cho thấy với loại đất phù sa chua tại vùng khí hậu trạm Thành phố Thái Bình (vùng II) cho phát thải KNK quy ra CO2 tương đương (CO2-e)là cao nhất đạt tới 24,33 tấn-CO2-e/ha/năm, loại đất cát-cát pha tại vùng khí hậu ven biển Tiền Hải, Diêm Điền (vùng IV) cho phát thải KNK là thấp nhất với 15.58tấn CO2-e/ha/năm. Tổng lượng phát thải KNK trên các loại đất trồng lúa toàn tỉnh Thái Bình tính toán được là: 0,28 triệu tấn CO2-e/năm.

Từ khóa: DNDC, Thái bình, GIS, bản đồ, mô hình hoá

66


thải KNK của ngành sản xuất lúa nước Việt Nam (Mai Văn Trịnh, 2012; Mai Văn Trịnh, 2013, Trinh Van Mai et al., 2017). Đồng thời việc sử dụng mô hình này phối hợp với cơ sở dữ liệu của bản đồ cây trồng và liên kết dữ liệu khí hậu để đưa ra bản đồ phát thải KNK cho một khu vực cụ thể còn thực hiện rất ít. Mục tiêu của bài viết là tính toán được lượng phát thải KNK từ canh tác lúa nước và xây dựng bản đồ hiện trạng phát thải KNK từ canh tác lúa nước tại tỉnh Thái Bình, có thể làm cơ sở cho việc kiểm kê KNK, giúp cho các dự án giảm nhẹ BĐKH có thể định lượng được phát thải cơ sở và tiềm năng giảm nhẹ theo không gian và thời gian.


2.1. Vật liệu nghiên cứuNghiên cứu được tiến hành trên các loại vật liệu:

Số liệu thống kê khí tượng năm 2013 - 2015 các trạm khí tượng có ảnh hưởng trực tiếp tới vùng nghiên cứu: Trạm Thái Bình, Trạm Ba Lạt, Trạm Nam Định

(tỉnh Nam Định) và Trạm Phú Liễn (TP. Hải Phòng), với các thông tin về tọa độ trạm, nhiệt độ không khí cao nhất ngày (Tmax), nhiệt độ không khí thấp nhất ngày (Tmin), nhiệt độ không khí trung bình ngày (Ttb), tổng số giờ nắng ngày, hướng và tốc độ gió, lượng mưa ngày.

Cây trồng: Giống lúa, đặc tính sinh lý, sinh hóa của giống lúa; lịch mùa vụ; các kỹ thuật canh tác như làm đất, tưới, bón phân, làm cỏ, phun thuốc bảo vệ thực vật… (Sở Nông nghiệp và PTNT Thái Bình, 2016).

Số liệu đo phát thải tại đồng ruộng của dự án “Phát triển khung Giám sát - Báo cáo - Kiểm định (MRV) cho NAMAs về hệ thống nông nghiệp tổng hợp với canh tác lúa cải tiến (SRI)” (Viện Môi trường Nông nghiệp, 2016).

Các số liệu về không gian bao gồm: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỉnh Thái Bình năm 2010, bản đồ đất các tại Tổng cục Quản lý đất đai - Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Bảng 1. Các dữ liệu về điềukiện thổ nhưỡng

Nguồn: Lê Thanh Bồn (2006)

Chỉ tiêu/đơn vị

Loai đấtĐất phù sa đọng

nước chua, glay

(FLst.gl)

Đất phù sa nhiễm phèn

(Fltio)

Đất phù sa đọng

nước ít chua (FL.st)

Đất cát- cát pha

(FL)

Đất phù sa chua (FL.dy)

Đất phù sa ít chua (FL.eu)

Đất phù sa nhiễm

mặn (FLsz.ha)

Đất glay có

tầng phèn

(Gltio)

Độ sâu tầng đất, cm 0- 20 0 - 30 0 - 20 0- 20 0- 10 0- 27 0 - 20 0- 20Dungtrọng, g/cm3 0,74 1,19 1,27 1,51 1,31 1,4 1,27 0,74

Thành phần cấp hạt, %

2,0 - 0,2 mm 0,2 5,4 9,1 0,4 2,9 9,1 0,6 0,4

0,2 - 0,02 mm 6,2 36,3 57,8 66,4 22,4 57,8 6,4 6,0

0,02 - 0,002 mm 46,4 31,9 17,0 21,6 39,9 17,0 46,2 46,0

< 0,002 mm 47,2 26,4 16,1 11,6 34,8 16,1 47,8 47,6

Tổng số, %

Mùn 1,97 2,54 2,27 0- 27 1,15 2,27 1,97 1,97N 0,27 0,17 0,17 0,06 0,15 0,17 0,27 0,27

P2O5 0,05 0,11 0,10 0,1 0,1 0,10 0,05 0,05K2O 1,58 1,25 1,07 3,76 1,48 1,07 1,58 1,58

Dễ tiêu, mg/100g

P2O5 12,87 9,0 5,8 4,7 7,25 5,8 12,87 12,87K2O 9,03 19,2 23,8 3,76 3,76 23,8 9,03 9,03

pHpHH2O 5,6 4,7 6,5 7,5 5,15 8,1 5,6 5,7pHKCl 5 4,0 6,1 6,3 4,25 6,7 5,0 5,2

TSMT % 0,25 0,18 0,18

67


Số liệu đặc tính 8 loại đất chính về: Độ dày tầng đất, dung trọng, thành phần cơ giới, một số đặc tính lý học, hóa học của đất được trình bày trong bảng 1. Số liệu bảng 1 cho thấy đất có tầng canh tác tương dối dày, dung trọng trung bình khoảng 1,2kg/cm3, với thành phần cấp hạt tương đối nặng và chủ yếu là các cấp hạt nhỏ hơn 0,2mm. pH dao động mạnh từ rất chua ở đất phền đến chua ở đất glay và kiềm ở những đất mặn và bị xâm nhập mặn.

Tổng diện tích lúa của Thái Bình là 160.000 ha với khoảng 80.000 ha lúa Xuân và 80.000 ha lúa Mùa với năng suất trung bình 7,1 tấn/ha vụ Xuân và 60 tấn/ha vụ Mùa và phân tương đối đều cho các huyện.


2.2.1. Phương pháp thu thập dữ liệuCác loại dữ liệu không gian như bản đồ hiện trạng

sử dụng đất, bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ hành chính được thu thập từ Bộ Tài nguyên và Môi trường để phục vụ cho phân tích, tính toán.

Các dữ liệu phi không gian như số liệu khí tượng từ các trạm khí tượng theo ngày, số liệu về các đặc tính phân loại và đặc tính lý hoá đất được thu thập từ các tài liệu thổ nhưỡng có sẵn và thong tin thuộc tính của bản đồ.

Các dữ liệu về đặc tính sinh lý, sinh hoá của cây trồng từ các tài liệu, giáo trình về giống; thông tin về hệ thống canh tác như quản ly nước, phân bón, bảo vệ thực vật, làm đất… được thu thập từ địa phương (Sở Nông nghiệp và PTNT, Trung tâm Khuyến nông tỉnh Thái Bình).

2.2.2. Phương pháp phân tích không gianPhân tích chồng xếp: Là quá trình tích hợp các

lớp thông tin khác nhau để tạo ra lớp thông tin mới gồm tổ hợp của các lớp đơn, cụ thể là sự chồng xếp dữ liệu về đất, khí tượng và cây trồng.

Phương pháp mô hình hoá: Các dữ liệu không gian từ quá trình chồng xếp bản đồ được sử dụng là dữ liệu tự nhiên cho đầu vào của mô hình DNDC, kết hợp các thông tin về cây trồng và các biện pháp canh tác để mô phỏng sự trinh trưởng và phát triển của cây trồng và phát thải KNK cũng như cân bằng carbon và đạm. Sau khi mô hình được hiệu chỉnh thì chúng được áp dụng tính toán cho toàn bộ vùng nghiên cứu.

2.2.3. Phương pháp đo và tính toán phát thải KNKTrong khuôn khổ nghiên cứu này, nghiên cứu sử

dụng kết quả đo khí nhà kính từ sản xuất lúa tại xã Phú Lương, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình trong năm 2016 thuộc dự án NAMA IFES về xây dựng mô hình pilot cho hệ thống MRV cho sản xuất lúa Đồng bằng sông Hồng.

Tính toán phát thải chung: Dựa vào cách tính của IPCC (2007) tiềm năng nóng lên toàn cầu có thể được tính toán thông qua việc quy đổi tất cả các loại khí về CO2 tương đương (CO2e). Hệ số quy đổi CH4 về CO2e = CH4*25; Hệ số quy đổi N2O về CO2e = N2O*298 (Forster et al., 2007).

Hiệu chỉnh mô hình: Mô hình được hiệu chỉnh bằng cách so sánh kết quả tính toán với các số liệu quan trắc đồng ruộng theo cùng điều kiện khí tượng và thổ nhưỡng để có cách tính giống với phát thải thực tế, sau đó được áp dụng tính toán cho toàn bộ vùng nghiên cứu. Quá trình hiệu chỉnh mô hình được đánh giá độ chính xác thông qua hệ số xác định R2 và chỉ số hiệu quả Nash - Sutcliffe (NSI). Công thức tính toán các hệ số này được thể hiện trong các phương trình sau đây:

Trong đó: Oi là giá trị thực đo, Ō là giá trị thực đo trung bình, Pi là giá trị mô phỏng, và n là số lượng giá trị tính toán

Chỉ số NSI chạy từ 0 đến 1, đo lường sự phù hợp giữa giá trị thực đo và giá trị mô phỏng trên đường thẳng 1:1. Nếu NSI nhỏ hơn hoặc gần bằng 0, khi đó kết quả được xem là không thể chấp nhận hoặc độ tin cậy kém. Ngược lại, nếu giá trị này bằng 1, thì kết quả mô phỏng của mô hình là hoàn hảo.2.2.4. Xây dựng bản đồ phát thải KNK

Sau khi chạy mô hình xong kết quả đầu ra của mô hình (là số liệu phát thải KNK) được không gian hoá theo các đơn vị tổ hợp ban đầu để biểu diễn lượng phát thải KNK cho từng khoanh đất. Kết quả này được không gian hoá và được biên tập và tạo các bản đồ hiện trạng phát thải CH4, N2O và tiềm năng nóng lên toàn cầu (quy đổi ra CO2-e). Tổng hợp các quá trình phân tích không gian và tính toán được thể hiện trong hình 1.

68



3.1. Sản xuất lúa ở Thái BìnhThái Bình là tỉnh thuần nông và thuần sản xuất

lúa và hầu như sản xuất đều ở tất cả các huyện và thành phố. Sản xuất lúa của Thái Bình được chia làm 3 vùng cơ bản là: (1) vùng sản xuất thâm canh cao không có vấn đề thuộc phía Tây Bắc gồm Hưng Hà, Đông Hưng, một phần của Quỳnh Phụ và một phần của Vũ Thư thường có thế độ thâm canh cao và năng suất lúa ổn định; (2) vùng đất phù sa glây và phù sa chua trũng nội đồng gồm Thánh phố, một phần của Vũ Thư, huyện Kiến Xương, Tiền Hải và Thái Thụy; (3) và phần chua phèn, mặn gồm huyền Tiền Hải, Thái Thụy và một phần của huyện Quỳnh Phụ, thường cấy các giống chịu chua mặn và năng suất không ổn định.

3.2. Hiệu chỉnh mô hìnhKết quả phát thải CH4 và N2O từ chạy mô hình

DNDC được hiệu chỉnh bằng cách so sánh với kết quả đo phát thải đồng ruộng tại xã Phú Lương, huyện Đông Hưng trên đất phù sa điển hình (Bảng 2). Thông qua đó các hệ số của mô hình được điều chỉnh phù hợp để kết quả tính toán của mô hình khớp với kết quả quan trắc ngoài đồng ruộng. Saukhi hiệu chỉnh, so sánh lượng phát thải thì kết quả tính toán gần khớp với phát thải giữa các công

thức thí nghiệm đồng ruộng, cho thấy độ tin cậy của mô hình tương đối cao.

Bảng 2. Kết quả phát thải CH4 và N2O từ chạy mô hình DNDC và đo tại hiện trường tại xã Phú Lương

cho cây lúa vụ Xuân và vụ Mùa năm 2016

Dựa trên các giá trị phát thải CH4 và N2O từ kết quả đo thực tế và tính toán bằng mô hình được thể hiện bằng phân bố điểm; giá trị phát thải KNK phân bố gần với đường 1:1 cho thấy có mối tương quan tốt giữa giá trị mô phỏng bằng mô hình và đo thực tế với R2 đạt từ 0,910 và 0,915; NSI đạt 0,92.

Hình 2 thể hiện sự sai khác giữa lượng phát thải CH4 và N2O tính toán bằng mô hình DNDC và đo ngoài hiện trường.

Số liệu khí tượng

Bản đồ Hiện trạng sử dụng đất

Bản đồ phân vùng khí hậu Bản đồ đất lúa Bản đồ đất

Bản đồ đơn vị các tổ hợp Khí tượng - Đất - Canh tác

Thông tin giống lúa và các biện pháp canh

tác

DNDC Đầu vào: nước,

phân bón.

hiệu chỉnh mô hình

Mô hình được hiệu chỉnh

- Phát thải CH4 - Phát thải N2O

Bản đ ồ phát thải KNK

Số liệu thí nghiệm thực địa CH4, N2O

Hình 1. Các bước xây dựng bản đồ phát thải KNK từ canh tác lúa

Loai khí TT Mùa vụ

Đo phát thải (kgC/

ha/vu)

DNDC (kgC/ha/

vu)Δd

CH4

1 Vụ Xuân 338,37 385,4 47,032 Vụ Mùa 314,32 367,5 53,18

N2OTT Mùa vụ

Đo phát thải (kgN/

ha/vu)

DNDC (kgN/ha/

vu)Δd

1 Vụ Xuân 0,722 0,891 0,1692 Vụ Mùa 0,879 0,982 0,103

69


Hình 2. Lượng phát thải CH4 tính toán bằng mô hình DNDC và kết quả đo đếm ngoài đồng ruộng

tại xã Phú Lương của cây lúa vụ Xuân 2016

3.3. Chay mô hình tính toán chính thứcSau khi tiến hành chạy mô phỏng trên mô hình

DNDC trên cơ sở đã hiệu chỉnh cho 32 tổ hợp của 8 loại đất và 4 vùng khí hậu trên chế độ canh tác của nông dân thu được kết quả phát thải khí CH4 và N2O và phát thải quy đổi CO2e tại bảng 3.

Kết quả tính toán cho thấy giá trị phát thải CH4 dao động từ 611,08 kgC/ha/năm đến 960,3 kgC/ha/năm. Loại đất phù sa chua có lượng phát thải CH4 cao nhất và loại đất cát- cát pha có lượng phát thải CH4 thấp nhất trung bình đạt 674,58 kgC/ha/năm.

Lượng phát thải CH4 tính tóan qua mô hình (kgC/ha/day)0.02

0.020.07

0.07

0.12

0.12

0.17

0.17

0.22

0.22 R2 = 0.915

0.27

0.27

Lượn

g ph

át th

ải CH

4 đo

ngo

ài đồ

ngru

ộng

(kg

C/ha

/day

)

Bảng 3. Phát thải CH4 và N2O và quy đổi CO2e từ kết quả chạy mô hình DNDC

STT Vùng Khí hậu Loai đất

Lượng phát thảiGWP kg CO2e/

ha/nămCH4KgC/ha/năm

N2OKgN/ha/năm

1 Vùng I

Đất cát- cát pha 719,05 1,04 18286,17Đất phù sa chua 914,22 1,44 23284,62Đất phù sa đọng nước ít chua 733,02 1,2 18683,10Đất phù sa đọng nước chua, glay 794,92 1,08 20194,84Đất phù sa nhiễm mặn 825,48 1,48 21078,04Đất glay có tầng phèn 875,37 1,14 22223,97Đất phù sa ít chua 733,02 1,2 18683,10Đất phù sa nhiễm phèn 855,49 1,24 21756,77

2 Vùng II

Đất cát- cát pha 709,11 1,03 18034,69Đất phù sa chua 960,28 1,09 24331,82Đất phù sa ít chua 712,23 1,13 18142,49Đất phù sa đọng nước ít chua 777,48 0,9 19705,20Đất phù sa đọng nước chua, glay 920,05 0,98 23293,29Đất phù sa nhiễm mặn 871,67 1,18 22143,39Đất glay có tầng phèn 911,45 1,12 23120,01Đất phù sa nhiễm phèn 901,68 1,43 22968,14

3 Vùng III

Đất cát- cát pha 659,06 1,12 16810,26Đất phù sa chua 923,44 1,20 23443,60Đất phù sa ít chua 679,73 1,27 17371,71Đất phù sa đọng nước ít chua 743,04 0,98 18868,04Đất phù sa đọng nước chua, glay 905,03 1,08 22947,59Đất phù sa nhiễm mặn 835,06 1,22 21240,06Đất phù sa nhiễm phèn 865,02 1,47 22063,56Đất glay có tầng phèn 840,79 0,76 21246,23

4 Vùng IV

Đất cát- cát pha 611,08 1,01 15577,98Đất phù sa ít chua 621,47 1,05 15849,65Đất phù sa đọng nước ít chua 679,92 0,79 17233,42Đất phù sa nhiễm mặn 765,11 1,06 19443,63Đất phù sa chua 845,40 0,91 21406,18Đất phù sa đọng nước chua, glay 737,20 0,61 18611,78Đất glay có tầng phèn 783,34 1,12 19917,26Đất phù sa nhiễm phèn 792,34 1,30 20195,90

70


Loại đất phù sa nhiễm phèn có lượng phát thải N2O cao nhất và loại đất phù sa đọng nước chua, glay có lượng phát thải N2O thấp nhất với mức phát thải dao động từ 0,61 kg N/ha/năm đến 1,48 kg N/ha/năm.

Kết quả trên cho thấy với loại đất phù sa chua tại vùng khí hậu II phát thải CO2-e từ canh tác lúa nước làcao nhất đạt tới 24.331,82 kg CO2e/ha/năm, loại đất cát-cát pha tại vùng khí hậu số IV cho phát thải từ canh tác lúa nước là thấp nhất với 15.577,98 kg CO2e/ha/năm. Cho thấy với các loại đất khác nhau kết hợp với vùng khí hậu có điều kiện thời tiết khác nhau sẽ cho mức phát thải không giống nhau.

3.4. Xây dựng bản đồ hiện trang phát thải KNKcho canh tác lúa nước tỉnh Thái Bình

3.4.1.Bản đồ phát thải CH4

Kết quả mô hình DNDC được tích hợp lượng phát thải CH4 vào dữ liệu bản đồ và thể hiện trên bản đồ phát thải CH4 từ canh tác lúa tỉnh Thái Bình như hình 4a. Kết quả cho thấy, tổng lượng phát thải CH4 phần lớn dao động trong khoảng 621,47 -960,28 kg C/ha/năm. Khu vực huyện Hưng Hà và Kiến Xương có mức phát thải cao từ 900 - 1000 kg C/ha/năm. Vùng ven biển Tiền Hải dao động từ 600 - 700 kg C/ha/năm. Các huyện Hưng Hà, Quỳnh Phụ, Kiến Xương có diện tích lớn các loại đất phù sa chua, đất phù sa nhiễm phèn, đất phù sa đọng nước chua - glay là các loại đất cho nên kết quả phát thải cao nhất trên 900 kg C/ha/năm.

3.4.2. Bản đồ phát thải N2OKết quả mô hình DNDC cũng được tích hợp

lượng phát thải N2O vào dữ liệu bản đồ và thể hiện trên bản đồ phát thải N2O như hình 4b. Kết quả cho thấy, tổng lượng phát thải N2O phần lớn dao động trong khoảng 0,9 - 1,45 kg N/ha/năm. Khu vực ven biển huyện Tiền Hải và Vũ Thư có mức phát thải thấp nhất dưới 1,0 kg N/ha/năm. Kết quả hoàn toàn phù hợp do các huyện này có diện tích lớn các loại đất canh tác lúa chính là đất cát pha- pha cát, đất phù sa ít chua là các loại đất cho kết quả phát thải thấp nhất.

3.4.3. Bản đồ phát thải KNK quy đổiKết quả mô hình DNDC cuối cùng được tích hợp

lượng phát thải KNK quy đổi ra CO2 tương đương (CO2e) vào dữ liệu bản đồ và thể hiện trên bản đồ phát thải CO2e tương đương như hình 4c.

Kết quả cho thấy, tổng lượng phát thải KNK phần lớn dao động trong khoảng 19 - 24 tấn CO2e/ha/năm. Khu vực huyện Hưng Hà và Kiến Xương có

mức phát thải cao nhất trên 23 tấn CO2e/ha/năm. Vùng ven biển dao động từ 15 - 18 tấn CO2e/ha/năm.

Do diện tích đất phù sa ít chua được phân bố chủ yếu nên tổng lượng phát thải từ canh tác lúa trên loại đất này chiếm chủ đạo. Huyện Kiến Xương và huyện Thái Thụy đóng góp lượng phát thải chính chiếm tới 53,6% tổng lượng phát thải KNK từ canh tác lúa nước tỉnh Thái Bình.

Hình 3. Bản đồ vùng khí hậu (a) Bản đồ hiện trạng sử dụng đất (b) Bản đồ phát thải CH4 (c) Bản đồ

phát thải N2O (d), và bản đồ phát thải quy đổi ra CO2(e)

IV. KẾT LUẬN- Lượng phát thải KNK là khác nhau trên các loại

đất khác nhau. Trong 8 loại đất lúa chỉnh của tỉnh Thái Bình, đất phù chua cho phát CH4 cao nhất với mức phát thải đạt 779,8 kg C/ha/năm.

-Tổng lượng phát thải KNKtrên các loại đất trồng lúa nước bằng cách tính theo mô hình DNDC là: 0,286 triệu tấn CO2-e/năm Trong đó tỉnh Kiến Xương và huyện Thái Thụy cho phát thải cao nhất chiếm 53,6% tổng lượng phát thải của toàn tỉnh.

- Khi kết hợp mô hình DNDC với hệ thống thông tin địa lý có thể tính lượng phát thải CH4, N2O và tổng lượng phát thải CO2-e chi tiết tới từng huyện, từng xã, từng thửa đất.

71


TÀI LIỆU THAM KHẢODNDC Guideline, 2012. User’s Guide for the DNDC

Model version 9.5, Institutefor the Study of Earth, Oceans and Space University of New Hampshire.

Forster‚ P. V. Ramaswamy‚ P. Artaxo‚ T. Berntsen‚ R. Betts‚ D.W. Fahey‚ J. Haywood‚ J. Lean‚ D.C. Lowe‚ G. Myhre‚ J. Nganga‚ R. Prinn‚ G. Raga‚ M. Schulz‚ R. Van Dorland, 2007. Changes in atmospheric constituents and in radiative forcing. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. In: Solomon S.‚ D. Qin‚ M. R. Manning‚ Z. Chen‚ M. Marquis‚ K.B. Averyt‚ M. Tignor‚ H.L. Miller (eds.). Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Cambridge University Press‚ Cambridge, United Kingdom / New York, NY, USA.‚ pp.131-217.

Lê Thanh Bồn, 2006. Thổ nhưỡng học. NXN Nông nghiệp, Hà Nội, 2006.

Mai Văn Trịnh, Nguyễn Hồng Sơn, Bùi Thị Phương Loan, Trần Văn Thể, 2012. Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp và giải pháp giảm thiểu. Tạp chí Nông nghiệp và PTNT, số 18, trang 3-10.

Mai Văn Trịnh, Trần Văn Thể, Bùi Thị Phương Loan,2013.Tiềm năng giảm thiểu phát thải khí nhà kính của ngành sản xuất lúa nước Việt Nam. Tạp chí Nông nghiệp và PTNT,Hà Nội.

Phòng trồng trọt Sở Nông nghiệp và PTNT Thái Bình, 2016. Thông tin nông nghiệp.

Trung tâm Khí tượng thủy văn Quốc gia - Bộ Tài nguyên và Môi trường. Số liệu thống kê khí tượng thủy văn các trạm khí tượng năm 2013, 2014, 2015.

Trường Đai học Nông Lâm Huế, 2006. Thổ nhưỡng học.NXB Nông nghiệp, Hà Nội.

Van Trinh Mai, Mehreteab Tesfai, Andrew Borrell, Udaya Sekhar Nagothu, Thi Phuong Loan Bui, Duong Quynh Vu, Le Quoc Thanh, 2017. Effect of organic, inorganic and slow release urea fertilisers on CH4 and N2O emissions from rice paddy. Paddy Water Environ 15, issue 2, p 317-330. DOI: 10.1007/s10333-016- 0551-1.

Viện Môi trường Nông nghiệp, 2016. Dự án “Phát triển khung Giám sát - Báo cáo - Kiểm định (MRV) cho NAMAs về hệ thống nông nghiệp tổng hợp với canh tác lúa cải tiến (SRI), Hà Nội.

Estimation of spatial green house gas emission for rice cultivation in Thai Binh province

Vu Thi Hang, Mai Van Trinh AbstractResearch was carried out in Thai Binh province by using DNDC model for simulating Green House Gas emission from rice paddy systems on different climatic regions and soil types. Model was calibrated to be fitted with observed field data. Results showed that the highest GHG emission from rice on dystric Fluvisols and Thai Binh city climatic region (region II) with 24.33 ton of CO2e/ha/year. The lowest GHG emission was observed on loamy sand of coastal line Tien Hai-Diem Dien climatic region with rate of 15.58 ton of CO2e/ha/year. Total GHG emission on rice production in Thai Binh province was 0.28 million ton of CO2e/year.Keywords: DNDC, Thai Binh, GIS, map, modeling

Ngày nhận bài: 13/02/2017Người phản biện: PGS. TS. Phạm Quang Hà


1 Bộ môn Tài nguyên nước, Khoa Quản lý Đất đai, Học viện Nông nghiệp Việt Nam2 Bộ môn Trắc địa Bản đồ, Khoa Quản lý Đất đai, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

ĐÁNH GIÁ SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC YẾU TỐ ĐỊA LÝ VÀ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT TẠI LƯU VỰC SÔNG NẬM RỐM, TỈNH ĐIỆN BIÊN

Hoàng Lê Hường1, Trần Trọng Phương2, Ngô Thanh Sơn1

TÓM TẮTPhân tích biến động sử dụng đất theo lưu vực sông cho thấy được mối liên hệ rõ ràng giữa các yếu tố địa lý và

sự thay đổi về sử dụng đất theo thời gian và không gian. Yếu tố địa hình và thổ nhưỡng có ảnh hưởng rất lớn đến việc chuyển đổi các loại hình sử dụng đất nông nghiệp hoặc từ đất nông nghiệp sang đất phi nông nghiệp. Yếu tố thủy văn ảnh hưởng trực tiếp tới khả năng cung cấp nước cho các yêu cầu sử dụng đất, vì vậy ở những khu vực gần

72


I. ĐẶT VẤN ĐỀ Biến động sử dụng đất làm ảnh hưởng đến hệ

thống chức năng của trái đất như thay đổi thảm thực vật, biến đổi các đặc tính lý hóa của đất, quần thể động thực vật, và các yếu tố về thủy văn (Turner II et al., 1995; Lambin et al., 2003). Lambin et al. (2003) chỉ ra rằng những thay đổi sử dụng đất gần đây đã trở nên phức tạp hơn, do vậy cần có những nghiên cứu để chỉ rõ những nguyên nhân trực tiếp và gián tiếp cũng như ảnh hưởng của nó đến tài nguyên nước, hệ sinh thái, đa dạng sinh học, biến đổi khí hậu, và an ninh lượng thực... Thay đổi về sử dụng đất được tạo thành bởi các tương tác theo thời gian và không gian giữa các yếu tố tự nhiên (địa hình, khí hậu, thổ nhưỡng) và các yếu tố kinh tế - xã hội (dân số, trình độ công nghệ, an ninh lương thực, chiến lược sử dụng đất ...). Mức độ và quy mô ảnh hưởng của các yếu tố đến sự biến động sử dụng đất là khác nhau đối với từng vùng, từng khu vực (Helen Briassoulis, 2000 and Bello I. K et al., 2014).

Mặc dù có mối liên hệ không thể tách rời giữa

các hoạt động của con người với tự nhiên, trong giới hạn của bài viết này chỉ đề cập đến mối liên hệ giữa các yếu tố địa lý với biến động sử dụng đất, như vị trí địa lý, địa hình, khí hậu, thổ nhưỡng... và các quá trình của tự nhiên có tác động trực tiếp đến biến động sử dụng đất hoặc tương tác với các quá trình ra quyết định của con người dẫn đến biến động sử dụng đất.

II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu- Sự thay đổi loại hình sử dụng theo thời gian

của các loại sử dụng đất chủ yếu trên lưu vực sông Nậm Rốm.

- Các yếu tố địa lý tự nhiên có mối liên quan tới sự thay đổi của các loại sử dụng đất như là yếu tố độ cao, độ dốc và thủy văn.

Để đánh giá biến động sử dụng đất nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu ảnh viễn thám bao gồm ảnh Landsat 5 (năm 1992) và Landsat 8 (năm 2015), được lấy từ website http://glovis.usgs.gov/ (Bảng 1).

nguồn nước biến động sử dụng đất sẽ diễn ra mạnh hơn. Kết quả nghiên cứu thông qua việc tích hợp các thuật toán của mô hình phân tích hồi quy Logistic đã đưa ra một phương trình toán học về xu hướng biến đổi các loại hình sử dụng đất tương ứng với các giá trị của độ cao, độ dốc và khoảng cách tới dòng chảy; cụ thể là nếu độ dốc tăng lên 1 cấp thì xác suất xảy ra biến động cũng sẽ tăng 1,1 lần, còn nếu khoảng cách đến sông tăng 1 km thì biến động sử dụng đất sẽ giảm 0,9 lần.

Từ khóa: Biến động sử dụng đất, phân loại ảnh viễn thám, phân tích hồi quy Logistic, lưu vực sông Nậm Rốm

2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.2.1. Địa điểm nghiên cứuNghiên cứu được thực hiện trong phạm vi lưu

vực sông Nậm Rốm, tỉnh Điện Biên. Sông Nậm Rốm là một con sông nhỏ dài chừng 35 km bắt nguồn từ dãy Pú Huổi Luông (xã Nà Tấu), chảy theo hướng Tây Nam về Điện Biên Phủ thì đổi hướng Nam chạy đến hết thung lũng Mường Thanh rồi đổ vào đoạn Nậm Nứa (bản Pa Nậm, xã Sam Mứn), từ đây sông chảy theo hướng tây sang phía biên giới Việt - Lào rồi gộp vào dòng chảy của sông Mê Kông.

Lưu vực sông Nậm Rốm chính là một phụ lưu nằm trong hệ dòng chảy của sông Mê Kông, nằm ở phía Tây Bắc Việt Nam, bao trọn toàn bộ khu vực thung lũng Mường Thanh trên địa bàn 3 huyện của

tỉnh Điện Biên là TP. Điện Biên Phủ, huyện Điện Biên và huyện Điện Biên Đông, có vị trí địa lý từ 21000’ - 21037’ vĩ độ bắc và từ 102053’ - 103012’ vĩ độ đông với tổng diện tích 1337 km2, có độ cao trên mực nước biển từ 436 m đến 2019 m (Hình 1).

2.2.2. Thời gian nghiên cứuBiến động sử dụng đất được đánh giá trong giai

đoạn từ năm 1992 đến năm 2015.


2.3.1. Phương pháp điều tra thu thập số liệu Điều tra ngoại nghiệp thu thập mẫu thực địa để

khảo sát và phân lớp hệ thống lớp phủ thực vật và loại hình sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu được tiến hành trong tháng 4 năm 2015 với 64 vị trí lấy

Bảng 1. Dữ liệu ảnh viễn thámẢnh vệ tinh Cảm biến Ngày chụp Path/Row Độ phân giải (m) Nguồn

Landsat 5 TM 5 02/3/1992 128/45 30 USGSLandsat 8 OLI_TIRs 09/3/2015 128/45 30 USGS

73


mẫu của lần khảo sát đầu tiên, và 73 vị trí lấy mẫu của lần thứ hai, tại mỗi vị trí trung bình lấy từ 2 đến 4 mẫu tương ứng với 2 hoặc 4 loại hình loại hình lớp phủ, sử dụng đất thực tế xung quanh vị trí lấy mẫu đó. Điều tra thu thập số liệu thứ cấp về sử dụng đất thông qua các số liệu thống kê, báo cáo và bản đồ sử dụng đất tại địa phương; về yếu tố độ cao, độ dốc và mạng lưới sông ngòi.

Hình 1. Khu vực nghiên cứu

2.3.2. Phương pháp xử lý và phân loại ảnh viễn thámCăn cứ vào độ phân giải của ảnh, kết quả điều

tra khảo sát thực địa và mục đích của nghiên cứu, phương pháp phân loại có kiểm định sử dụng thuật toán xác suất cực đại được áp dụng để phân loại ảnh. Đánh giá chính xác sau phân loại được thực hiện trên các hình ảnh phân loại để xác định quá trình phân loại được hoàn thành một cách khả thi nhất, thông qua hai tham số thông số là độ chính xác tổng

thể và chỉ số thống kê Kappa - κ (Campbell and Wynne, 2011).

2.3.3. Phương pháp phân tích không gianNghiên cứu sử dụng các chức năng và công cụ

phân tích không gian của phần mềm ArcGis 10.1 (ERSI) để xử lý, phân loại ảnh viễn thám; phân tích không gian tạo bản đồ độ dốc, phân vùng độ cao; tính toán và phân vùng khoảng cách đến sông, suối. Và sử dụng công cụ chọn mẫu ngẫu nhiên để lấy mẫu phục vụ đánh giá sai số và phân tích hồi quy.

2.3.4. Phương pháp phân tích biến động sử dụng đấtBiến động sử dụng đất được phân tích, đánh

giá dựa vào sự kết hợp giữa việc phân tích không gian, tổng hợp thông tin thuộc tính trên phần mềm ArcMap10.1 và việc phân tích, tổng hợp số liệu hiện trạng và biến động sử dụng đất bằng phần mềm Microsoft Excel.

2.3.5. Phương pháp phân tích hồi quy Phương pháp phân tích hồi quy giúp đánh giá

một cách định lượng mối liên quan giữa biến động sử dụng đất và các yếu tố địa lý tự nhiên. Đây là một bài toán đa biến nên phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu là phân tích hồi quy logistic đa biến, đây là một kỹ thuật thống kê để xem xét mối liên hệ giữa các biến độc lập (biến số hoặc biến phân loại) với biến phụ thuộc là biến nhị phân (Nguyễn Ngọc Rạng, 2012). Việc phân tích hồi quy logistic đa biến được thực hiện bằng phần mềm SPSS.20 (Hoàng Trọng, Chu Nguyễn Mộng Ngọc, 2008).


3.1. Phân loai ảnh viễn thámDữ liệu sử dụng đất trên lưu vực sông Nậm Rốm

được thu thập vào năm 1992 và 2015 từ dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat của 2 thời điểm này với 9 loại hình sử dụng đất.

Bảng 2. Cơ sở phân chia loại sử dụng đấtSTT Loai hình sử dụng đất Chi tiết các loai hình sử dụng đất

1 Đất rừng tự nhiên Đất rừng tự nhiên, rừng thường xanh2 Đất rừng trồng Rừng trồng như tre, nứa, bạch đàn ...3 Đất rừng hỗn hợp Đất rừng hỗn hợp, lẫn cây bụi4 Đất trồng cây lâu năm Đất trồng cây lâu năm, cây công nghiệp, cây ăn quả5 Đất trồng cây lương thực hàng năm Đất trồng ngô, khoai, sắn, nương rẫy ...6 Đất trồng lúa nước Đất chuyên trồng lúa7 Đất mặt nước Ao, hồ, sông suối, đất mặt nước8 Đất đô thị Đất xây dựng, giao thông, khu dân cư... 9 Đất khác Đất trống, chưa sử dụng, đất không rõ mục đích

74


3.1.1. Đánh giá độ chính xác sau phân loạiNhìn chung kết quả đánh giá độ chính xác phân

loại ảnh vệ tinh năm 1992 và 2015 đạt độ chính xác khá cao được thể hiện trên hai thông số: Độ chính xác tổng thể ảnh và chỉ số.

Bảng 3. Độ chính xác phân loại ảnh

3.1.2. Thành lập bản đồ sử dụng đấtSau khi đánh giá độ chính xác phân loại ảnh, cho

thấy kết quả phân loại ảnh tốt, có thể sử dụng để thành lập bản đồ sử dụng đất, sử dụng chức năng phân tích không gian của ArcGis để lọc, làm mịn lớp ranh giới, và loại bỏ các điểm ảnh đơn lẻ. Nó sẽ làm tăng sự liên kết không gian của hình ảnh phân loại, hình ảnh phân loại trở nên rõ ràng hơn nhiều so với trước và được sử dụng để biên tập bản đồ sử dụng đất.

Năm 1992 2015Overall Accuracy 88% 88%Kappa 0,8411 0,8425

Hình 2. Bản đồ sử dụng đất năm 1992 (trái) và năm 2015 (phải)

Bảng 4. Diện tích và cơ cấu các loại hình sử dụng đất

STT Loai hình sử dụng đấtNăm 1992 Năm2015

Diện tích (ha) (%) Diện tích (ha) (%)1 Đất rừng tự nhiên 6320,52 4,73% 7367,31 5,51%2 Đất rừng trồng 15739,56 11,77% 39876,93 29,82%3 Đất rừng hỗn hợp 34849,35 26,06% 14084,55 10,53%4 Đất trồng cây lâu năm 17729,46 13,26% 14127,84 10,57%5 Đất trồng lúa nước 3292,74 2,46% 4939,02 3,69%6 Đất trồng cây hàng năm 48290,31 36,12% 47110,32 35,23%7 Đất mặt nước 659,52 0,49% 682,47 0,51%8 Đất đô thị 2175,30 1,63% 4196,88 3,14%9 Đất khác 4652,37 3,48% 1323,81 0,99%

Tổng 133709,13 100,00% 133709,13 100,00%

75


3.2. Mối tương quan giữa các yếu tố địa ly tự nhiên và biến động sử dụng đất

3.2.1. Mã hóa các biến trong mô hình Các biến được sử dụng trong mô hình hồi quy

logistic trong nghiên cứu bao gồm: Biến độ cao biến thiên từ 436 m đến 2019 m, biến độ dốc biến thiên từ 00 đến 450 và biến khoảng cách đến dòng chảy biến thiên từ 0 đến trên 10 km. Giá trị của các biến được sử dụng để tính toán hồi quy là các giá trị tại các điểm ngẫu nhiên được tạo ra bằng việc sử

dụng công cụ lấy điểm ngẫu nhiên trong ArcGis. Có 13.000 điểm mẫu được lấy một cách ngẫu nhiên trên phạm vi vùng nghiên cứu, vì vậy tương ứng sẽ có 13.000 tổ hợp giá trị của các biến, như vậy khi đưa vào tính toán trong mô hình sẽ có quá nhiều giá trị nên cần được mã hóa thành các nhóm giá trị sẽ giúp việc phân tích rõ ràng hơn. Việc mã hóa các biến định lượng thành các nhóm căn cứ vào tần suất xuất hiện mẫu trong nhóm giá trị sao cho sau khi mã hóa tần xuất của mẫu xuất hiện trong nhóm không có sự chênh lệch quá lớn.

Các biến sau khi mã hóa cần được tiến hành kiểm tra hiện tượng đa cộng tuyến để khẳng định giữa các biến độc lập không có mối quan hệ tuyến tính

(sử dụng phần mềm xử lý thống kê IBM SPSS Statistics 20 - SPSS.20).

Bảng 6. Phân nhóm giá trị mã hóa cho các biến

Hình 5. Các biến trong mô hình hồi quya) Phân lớp độ cao; b) Phân lớp độ dốc; c) Phân vùng khoảng cách đến sông

(a) (b) (c)

Bảng 7. Kết quả kiểm tra đa cộng tuyến trên phần mềm SPSS Coefficientsa

BiếnGiá trị mã hóa

1 2 3 4 5 6Độ cao (m) < 500 500 ÷ 600 600 ÷ 800 800 ÷ 1000 1000 ÷ 1200 > 1200Độ dốc (độ) <3 3 ÷ 8 8 ÷15 15 ÷ 25 >25Khoảng cách đến sông (km) <1 1 ÷ 2 2 ÷ 3 3 ÷ 5 >5

ModelUnstandardized

CoefficientsStandardized Coefficients t Sig.

Collinearity Statistics

B Std. Error Beta Tolerance VIF

1

(Constant) 0,617 0,014 43,261 0,000Do_cao 0,002 0,004 0,005 0,464 0,643 0,599 1,669Do_doc 0,022 0,004 0,055 5,617 0,000 0,788 1,270KC_song -0,016 0,004 -0,045 -4,308 0,000 0,707 1,415

a. Dependent Variable: Biendong_SDD

76


Khi một biến chạy tương quan tuyến tính có hệ số phóng đại phương sai VIF > 10 thì biến đó đã xảy ra hiện tượng đa cộng tuyến trong mô hình. Hệ số VIF của các biến đều nhỏ hơn 2 (bảng 7), chứng tỏ hiện tượng đa cộng tuyến không xảy ra vì vậy các biến được chấp nhận để đưa vào mô hình hồi quy. Sau đó các biến này sẽ được đưa vào mô hình hồi quy logistic của để xử lý cho ra kết quả về mối liên hệ giữa các biến độc lập (các yếu tố địa lý tự nhiên) với biến động sử dụng đất.

3.2.2. Phân tích hồi quy Binary LogisticHồi quy Binary Logistic sử dụng biến phụ thuộc

dạng nhị phân để ước lượng xác suất một sự kiện sẽ

xảy ra với những thông tin của biến độc lập mà ta có được. Khi biến phụ thuộc ở dạng nhị phân (hai biểu hiện 0 và 1 tương ứng với “Không biến động” và “Có biến động”) thì không thể phân tích với dạng hồi quy thông thường mà phải sử dụng hồi quy Binary Logistic. Phương pháp sử dụng trong phân tích hồi quy là “Backward: Wald” (phương pháp đưa dần vào kiểm tra việc loại biến căn cứ trên xác suất của số thống kê Wald). Tất cả các biến được đưa vào mô hình hồi quy sau đó được tuần tự loại trừ bằng tiêu chuẩn loại trừ, mô hình sẽ dừng lại khi ước lượng tham số nhỏ hơn 0,001. Với số liệu của nghiên cứu này, mô hình dừng lại ở bước thứ 2, giá trị của các biến trong mô hình thể hiện trong bảng 8.

Bảng 8 thể hiện kết quả của kiểm định Wald (kiểm định giả thuyết hồi quy khác không), trong đó: Cột 1 thể hiện các biến độc lập có ý nghĩa trong mô hình hồi quy; cột 2 (B) là hệ số hồi quy của các biến độc lập tương ứng; cột 3 (S.E.) là sai số chuẩn; cột 4 (Wald) là giá trị của Wald Chi Square (tương tự χ2) được sử dụng để kiểm định ý nghĩa thống kê của hệ số hồi quy tổng thể; cột 5 (df) là số lượng biến nguyên nhân; cột 6 là giá trị p- value trong SPSS kí hiệu là Sig. gọi là mức ý nghĩa. Cột 7 (exp(B)) là giá trị exp (logarit tự nhiên) của hệ số hồi quy B. Cột 8 và 9 (95% C.I.for EXP(B)) thể hiện khoảng giới hạn giá trị từ mức thấp (lower) tới cao (upper) với mức ý nghĩa 95% của giá trị exp (B). Kết quả bảng 8 cho thấy giá trị Sig. của biến độ dốc (Do_doc) và khoảng cách tới dòng sông (KC_song) nhỏ hơn mức ý nghĩa a = 0,05 tức là các hệ số hồi quy tìm được của hai biến này có ý nghĩa. Với hệ số B xác định được, phương trình hồi quy có dạng:

3.2.3. Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố địa lý tự nhiên đến biến động sử dụng đất

Từ kết quả của mô hình hồi quy trên cho thấy trong giai đoạn từ năm 1992 đến năm 2015 các yếu tố địa lý tự nhiên có ảnh hưởng mạnh đến biến động sử dụng đất tại lưu vực sông Nậm Rốm là độ dốc và khoảng cách tới sông.

Biến độ dốc có hệ số B > 0 chứng tỏ độ dốc có ảnh hưởng thuận đối với biến động sử dụng đất, có nghĩa là nếu độ dốc tăng lên 1 cấp thì xác suất xảy ra biến động cũng sẽ tăng lần. Chứng tỏ độ dốc có những ảnh h ư ở n g nhất định đến biến động sử dụng đất, trên lưu vực sông Nậm Rốm có thung lũng Mường Thanh với hoạt động canh tác lúa nước đã từ lâu đời, rất phát triển và mang lại hiệu quả kinh tế cao, mà khu vực này nằm trên hầu như toàn bộ phần diện tích đất có độ dốc thấp <30 (hình 5-b) của lưu vực, do đó khu vực này hầu như ít có sự biến động về sử dụng đất. Còn những khu vực có độ dốc cao hơn thì lại có sự biến động liên tục về mục đích sử dụng do thói quen

Bảng 8. Các thông số trong mô hình hồi quyVariables in the Equation

a. Variable(s) entered on step 1: Elev_Code, Slope_Code, DTR_Code.

Biến B S.E. Wald df Sig. Exp(B)95% C.I.for EXP(B)

Lower Upper(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)

Step 1a

Do_cao 0,008 0,017 0,208 1 0,648 1,008 0,975 1,041Do_doc 0,098 0,018 31,482 1 0,000 1,103 1,066 1,142KC_song -0,070 0,016 18,588 1 0,000 0,933 0,904 0,963Constant 0,479 0,063 58,474 1 0,000 1,614

Step 2a

Do_doc 0,101 0,016 39,608 1 0,000 1,107 1,072 1,142KC_song -0,066 0,014 21,958 1 0,000 0,936 0,910 0,962Constant 0,488 0,060 67,151 1 0,000 1,629

77


canh tác nương rẫy không ổn định của người dân địa phương, do nạn phá rừng diễn ra mạnh mẽ suốt một thời gian dài vào những năm cuối thế kỷ XX.

Đối với biến khoảng cách tới dòng sông, suối hệ số B mang dấu âm (<0), điều đó có nghĩa là càng ở xa dòng sông thì biến động sử dụng đất càng giảm. Nếu khoảng cách đến sông tăng 1,5 km thì biến động sử dụng đất sẽ giảm lần. Thông thường thì mọi sinh hoạt sản xuất đều cần có nước, đặc biệt là hoạt động canh tác nông lâm nghiệp chủ yếu dựa vào nguồn nước tự nhiên vì vậy càng xa nguồn nước sẽ gặp nhiều khó khăn trong sinh hoạt sản xuất nên đất đai ít bị biến động hơn.

IV. KẾT LUẬN Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống

thông tin địa lý để xây dựng bản đồ sử dụng đất là một phương pháp hiện đại có tính khả thi cao với độ chính xác tổng thể sau phân loại ảnh đều trên 85%. Kết quả phân tích biến động sử dụng đất cho thấy trong giai đoạn từ năm 1992 đến 2015 khu vực này có sự biến động mạnh mẽ (diện tích đất có biến động chiếm 66.22% tổng diện tích toàn lưu vực), trong đó loại đất có biến động về sử dụng đất mạnh mẽ nhất là đất nương rẫy trồng cây hàng năm. Loại đất này nằm ở các khu vực có độ dốc không quá cao và không thấp (chủ yếu là từ 30 đến dưới 250 có độ cao khác nhau, và thường không nằm ven sông (vì ven sông phần lớn là đất trông lúa và đất khu dân cư). Điều này đã được nghiệm chứng thông qua mô

hình hồi quy Logistic (Phương trình [1]). Kết quả phân tích hồi quy Binary logistic bằng phần mềm SPSS.20 xác định được ảnh hưởng của các yếu tố địa lý tự nhiên đến biến động sử dụng đất giai đoạn 1992 -2015 là yếu tố độ dốc và khoảng cách tới dòng sông, với mức ảnh hưởng là nếu độ dốc tăng lên 1 cấp thì xác suất xảy ra biến động cũng sẽ tăng 1,106 lần, còn nếu khoảng cách đến sông tăng 1 km thì biến động sử dụng đất sẽ giảm 0,936 lần.

TÀI LIỆU THAM KHẢOHoàng Trọng và Chu Nguyễn Mộng Ngọc, 2008. Phân

tích dữ liệu nghiên cứu với SPSS. NXB Hồng Đức.Nguyễn Ngọc Rang, 2012. Thiết kế nghiên cứu và Thống

kê Y học. NXB Y học.Bello I. K and Arowosegbe O.S, 2014. Factors

Affecting Land-Use Change on Property Values in Nigeria. Journal of Research in Economics and International Finance (JREIF) (ISSN: 2315-5671) Vol. 3(4) pp. 79 - 82.

Helen Briassoulis, 2000. Factors Influencing Land-Use and Land-Cover Change. University of the Aegean, Mytilini, Lesvos, Greece. Land use, Land cover and Soil Sciences, Vol.1.

Lambin, E. F., Geist, H. J., & Lepers, E, 2003. Dynamics of land-use and land-cover change in tropical regions. Annual review of environment and resources, 28(1), 205-241.

Turner II, B. L., Skole, D., Sanderson, S., Fischer, G., Fresco, L., & Leemans, R, 1995. Land-use and land-cover change. Science/Research plan.

Assessing correlation between geographical factors and land use changes in Nam Rom river basin, Dien Bien province

Hoang Le Huong, Tran Trong Phuong, Ngo Thanh Son AbstractAnalysis of land use change in the river basin showed clear relationships between geographical factors and changes in land use over time and space. The conversion of land use among agricultural land types or from agricultural land to urban land was greatly affected by topography and soils factors. The water supply capacity for land use requirements was directly affected by the hydrological factors; so areas are close to water source, changes in land use types would be stronger. This has been quantitatively proven through integration of the algorithm of logistic regression analysis model which gives a mathematical equation describing a tendency of variation in land use types corresponding to the values of elevation, slope and distance to flow; specifically, if the slope increases by one level, the probability of fluctuation will increase by 1.1 times, and if the distance to the river increases by 1 km, the land use change will decrease by 0.9 times.Key words: Land use change, remote sensing classification, logistic regression analysis Nam Rom river basin

Ngày nhận bài: 16/3/2017Người phản biện: TS. Nguyễn Đình Bồng


78


I. ĐẶT VẤN ĐỀĐối với chính sách giao đất không thu tiền sử

dụng đất (Điều 54, Luật Đất đai năm 2013) quy định 05 trường hợp được nhà nước giao đất không thu tiền sử dụng đất: (1) Hộ gia đình, cá nhân trực tiếp sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thủy sản, làm muối được giao đất nông nghiệp trong hạn mức quy định tại Điều 129 của Luật Đất đai 2013; (2) Người sử dụng đất rừng phòng hộ, đất rừng đặc dụng, đất rừng sản xuất là rừng tự nhiên, đất xây dựng trụ sở cơ quan, đất sử dụng vào mục đích quốc phòng, an ninh; đất sử dụng vào mục đích công cộng không nhằm mục đích kinh doanh; đất làm nghĩa trang, nghĩa địa không thuộc trường hợp quy định tại khoản 4 Điều 55 của Luật Đất đai 2013; (3) Tổ chức sự nghiệp công lập chưa tự chủ tài chính sử dụng đất xây dựng công trình sự nghiệp; (4) Tổ chức sử dụng đất để xây dựng nhà ở phục vụ tái định cư theo dự án của Nhà nước; (5) Cộng đồng dân cư sử dụng đất nông nghiệp; cơ sở tôn giáo sử dụng đất phi nông nghiệp quy định tại Điều 159 của Luật Đất đai 2013 (Luật Đất đai năm 2013).

Thực tiễn cho thấy, việc quản lý sử dụng đất được giao đất không thu tiền sử dụng đất ở mỗi địa phương trong cả nước có sự khác nhau, dẫn đến thời gian qua việc quản lý này còn bộc lộ bất cập và hạn chế. Bên cạnh đó việc đánh giá thực trạng quản lý quỹ đất này còn bỏ ngỏ, dẫn đến thiếu căn cứ cho việc thực hiện chính sách cũng như quy hoạch đất đai. Quỹ đất của các tổ chức được giao vào mục đích công ích, không thu tiền sử dụng đất là rất lớn nhưng việc quản lý và sử dụng nhìn chung còn chưa chặt chẽ, hiệu quả thấp, còn để xảy ra một số vấn đề như: Sử dụng không đúng diện tích, không đúng mục đích, để bị lấn chiếm, chuyển nhượng, cho thuê lại. Chính vì vậy, ngày 12/12/2013, Bộ Tài nguyên Môi trường đã ban hành văn bản số 5119/2013/BTNMT-

TCQLĐĐ về việc kiểm tra, rà soát, báo cáo tình hình quản lý, sử dụng đất công ích ở các địa phương nhằm quản lý quỹ đất này hiệu quả, đúng pháp luật đất đai (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2013).

Đối với việc quản lý sử dụng đất công ích giao cho các tổ chức không thu tiền sử dụng đất trên địa bàn huyện Thanh Liêm, tỉnh Hà Nam đã giải quyết được nhu cầu về đất cho các tổ chức giáo dục, chính trị, xã hội và tổ chức hành chính Nhà nước. Tuy nhiên, bên cạnh đó vẫn còn tồn tại không ít những khó khăn trong công tác quản lý quỹ đất này như thế nào cho hiệu quả, đúng pháp luật sau khi được giao mà trong thời gian tới huyện cần khắc phục kịp thời để đáp ứng đúng nhu cầu sử dụng của các đối tượng sử dụng đất.

II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứuCác tổ chức được Nhà nước giao đất không thu

tiền sử dụng đất trên địa bàn huyện Thanh Liêm: Cơ quan hành chính nhà nước; tổ chức chính trị; tổ chức sự nghiệp công; uỷ ban nhân dân xã; quốc phòng an ninh.


2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế

xã hội của huyện Thanh Liêm; Số liệu về tình hình quản lý nhà nước về đất đai trên địa bàn huyện; Số liệu về tình hình quản lý sử dụng quỹ đất của các tổ chức được Nhà nước giao đất không thu tiền sử dụng đất trên địa bàn huyện.

2.2.2. Phương pháp thống kê, so sánhThống kê, so sánh một số chỉ tiêu về cơ cấu các

loại đất của các tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất, đánh giá so sánh theo các tiêu chí: Công

1 Khoa Quản lý Đất đai, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG QUẢN LÝ SỬ DỤNG QUỸ ĐẤT CỦA CÁC TỔ CHỨC ĐƯỢC GIAO ĐẤT KHÔNG THU TIỀN SỬ DỤNG ĐẤT

TẠI HUYỆN THANH LIÊM, TỈNH HÀ NAMTrần Trọng Phương1

TÓM TẮTKết quả nghiên cứu nhằm mục đích đánh giá công tác quản lý đất đai sau khi được giao đất không thu tiền sử

dụng đất trên địa bàn huyện Thanh Liêm, tỉnh Hà. Trong 49 tổ chức được Nhà nước giao đất có 43 tổ chức sử dụng đúng mục đích; còn 06 tổ chức sử dụng đất không đúng mục đích công ích được giao với diện tích 3,3 ha do chuyển sang cho thuê làm ki ốt kinh doanh, ao thả cá, bãi vật liệu xây dựng. Để khắc phục các tồn tại này cần phải thực hiện đồng bộ các giải pháp về chính sách pháp luật; về thanh tra, kiểm tra và giải pháp về khoa học công nghệ.

Từ khóa: Quản lý sử dụng đất, giao đất, cho thuê đất, đất công ích, huyện Thanh Liêm

79


tác quản lý sau khi được giao; Sử dụng đúng diện tích được giao hay không, có để bị lấn chiếm hay không; có sử dụng hết diện tích được giao; có cho thuê lại hay không.

2.2.3. Phương pháp xử lý số liệuTrên cơ sở các số liệu thu thập được, tiến hành

phân tích, xử lý từ đó đưa ra, làm rõ các vấn đề trong thực trạng sử dụng đất của các tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất (quỹ đất công ích). Các số liệu trong báo cáo được xử lý với sự hỗ trợ của phần mềm Excel.

2.2.4. Phương pháp tổng hợp Báo cáo sử dụng phương pháp tổng hợp trình bày

kết quả: các số liệu được thu thập, tính toán, phân tích so sánh theo các bảng, biểu đồ, đồ thị.


3.1. Khái quát điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội của huyện Thanh Liêm

Thanh Liêm là một huyện bán sơn địa, nằm ở phía Tây Nam của tỉnh Hà Nam, có địa hình tương đối đa dạng, bao gồm cả vùng núi, vùng bán sơn địa và vùng đồng bằng, trong đó chủ yếu là vùng chiêm trũng. Giá trị sản xuất tăng bình quân 5 năm qua là 13,57%/năm. Thu nhập bình quân đầu người năm 2016 đạt 16,28 triệu đồng.

3.2. Hiện trang sử dụng đất của huyện Thanh LiêmTheo số liệu thống kê đất đai năm 2016, tổng diện

tích tự nhiên toàn huyện là 16.471,98 ha, trong đó: đất nông nghiệp là 9.509,55 ha, chiếm 57,73 % tổng diện tích đất tự nhiên; đất phi nông nghiệp 4.442,55 ha, chiếm 26,97 % tổng diện tích đất tự nhiên; đất chưa sử dụng là 2.519,88 ha, chiếm 15,30 % tổng diện tích tự nhiên (Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Thanh Liêm, 2016).

3.3. Thực trang quản ly sử dụng đất của các tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất tai huyện Thanh Liêm

3.3.1. Hiện trạng quản lý sử dụng đất theo mục đích sử dụng đất

Huyện Thanh Liêm có 49 tổ chức (không phân tích theo các tổ chức theo đơn vị hành chính xã, thị trấn trên địa bàn huyện) được giao đất với tổng khu đất sử dụng với diện tích là 1.181,5 ha chiếm 7,2% tổng diện tích tự nhiên của huyện, trong đó đất phi nông nghiệp là 1.181,5 ha.

Diện tích của các tổ chức quản lý quỹ đất này lớn nhất là tổ chức UBND xã quản lý 1.157,6 ha, chiếm 98,5% tổng diện tích của các tổ chức, chủ yếu là đất nông nghiệp 5% công ích xã. Diện tích của các tổ chức sử dụng đất nhỏ nhất là tổ chức chính trị 1,81 ha chiếm 0,02 % tổng diện tích của các tổ chức (Bảng 1).

Diện tích sử dụng đất của các tổ chức được nhà nước giao đất không thu tiền sử dụng đất tập trung ở loại hình tổ chức Ủy ban nhân dân cấp xã quản lý là 1.157,6 ha với 737 khu đất chiếm 98,5% tổng diện tích của các đối tượng này.

Số tổ chức phân theo đơn vị hành chính cấp xã, thị trấn trên địa bàn huyện Thanh Liêm (bảng 2) có 16 xã, thị trấn với 737 khu đất (nằm trên địa bàn các

xã, thị trấn) được giao đất không thu tiền sử dụng đất với diện tích 1.157,6 ha chiếm 7,02% tổng diện tích tự nhiên của huyện. Trong đó xã có diện tích lớn nhất là Thanh Thủy với 95,1 ha chiếm 8,2% tổng diện tích của các xã và xã có diện tích nhỏ nhất là xã Liêm Phong với 43,1 ha chiếm 3,7% tổng diện tích của các xã.

Bảng 1. Hiện trạng sử dụng đất của các tổ chức được giao không thu tiền sử dụng đất (phân theo các tổ chức) tại huyện Thanh Liêm

(Nguồn: UBND huyện Thanh Liêm, 2010)

STT Loai hình tổ chứcTổng số tổ chức

(phân theo nhóm)

Tổng số khu đất sử dụng

Tổng diện tích (ha)

Tỷ lệ (%)

1 Cơ quan hành chính nhà nước 15 15 4,91 0,042 Tổ chức chính trị 1 1 1,81 0,023 Tổ chức sự nghiệp công 15 19 13,78 1,44 Uỷ ban nhân dân xã 16 737 1.157,6 98,55 Quốc phòng, an ninh 2 3 3,4 0,04

Tổng số 49 774 1.181,5 100,0

80


Bảng 2. Hiện trạng sử dụng đất của các tổ chức được giao đất (phân theo đơn vị hành chính xã, thị trấn)

tại huyện Thanh Liêm

(Nguồn: UBND huyện Thanh Liêm, 2009)

3.3.2. Tình hình sử dụng đất của các tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất

Trên địa bàn huyện Thanh Liêm các tổ chức được giao không thu tiền sử dụng đất ổn định đúng mục đích theo các quyết định giao cấp đất và hồ sơ địa chính các cấp đang quản lý, hiện trạng sử dụng đất biến động không nhiều.

Hình 1. Biểu đồ tình hình sử dụng đất của các tổ chức được giao đất không thu tiền

sử dụng đất của huyện Thanh Liêm

Theo số liệu điều tra (hình 1) cho thấy đối với diện tích được nhà nước giao thì diện tích đất giao cho các tổ chức không thu tiền sử dụng trên địa bàn huyện Thanh Liêm là 1.181,5 ha, chiếm 64,70 % tổng

diện tích sử dụng của các tổ chức trên địa bàn huyện. Diện tích được nhà nước giao đất chủ yếu tập trung ở các tổ chức (cơ quan hành chính, tổ chức chính trị, tổ chức sự nghiệp công, UBND xã, quốc phòng an ninh) vào các mục đích xây dựng trụ sở và hoạt động chuyên môn.

Ngoài hình thức giao đất cho các tổ chức không thu tiền sử dụng đất thì không có các tổ chức nào thuê đất thêm theo nhu cầu vì Luật không cho phép mặc dù vẫn có đơn vị muốn được thuê thêm đất để hoạt động kinh doanh (tập trung ở đơn vị sự nghiệp công).a) Tình hình sư dung đất theo đúng muc đích được giao

Hiện nay trên địa bàn huyện Thanh Liêm có 49 tổ chức được nhà nước giao đất thì có 43 tổ chức sử dụng đất đúng mục đích với diện tích 1178,2 ha chiếm 99,38% tổng diện tích của các tổ chức.b) Tình hình sư dung đất không đúng muc đích được giao

Tình hình sử dụng đất không đúng mục đích được giao của các loại hình tổ chức được thể hiện chi tiết tại hình 2.

Hình 2. Biểu đồ tình hình sử dụng đất không đúng mục đích của các tổ chức được giao đất

không thu tiền sử dụng đất

Trên địa bàn huyện Thanh Liêm có 06 tổ chức sử dụng đất không đúng mục đích được giao với diện tích 3,3 ha chiếm 0,62% tổng diện tích đất của các tổ chức trong đó:

Tổ chức sự nghiệp công gồm 04 đơn vị diện tích 0,8 ha (Bệnh viện đa khoa huyện Thanh Liêm, Trung tâm giáo dục thường xuyên, Trường PTTH A Thanh Liêm và Ban giải phóng mặt bằng, bồi thường hỗ trợ tái định cư của huyện); có 03 tổ chức cho thuê lại với diện tích 0,7 ha để làm nhà kinh doanh buôn bán và bãi để vật liệu xây dựng (VLXD); 01 tổ chức bị lấn chiếm diện tích 0,1 ha để làm bãi VLXD.

Uỷ ban nhân dân xã gồm 2 đơn vị (xã Thanh Lưu, xã Thanh Bình) cho thuê lại với diện tích 2,5 ha, để kinh doanh buôn bán, nhà để xe và ao thả cá.

TT Đơn vị hành chính

Số khu đất

Diện tích (ha)

Tỷ lệ (%)

1 Thị trấn Kiện Khê 45 81,4 7,02 Xã Liêm Phong 36 43,1 3,73 Xã Thanh Hà 48 85,2 7,44 Xã Liêm Cần 56 72,2 6,25 Xã Thanh Bình 62 46,7 4,06 Xã Liêm Thuận 47 69,1 6,07 Xã Thanh Thủy 51 95,1 8,28 Xã Thanh Phong 41 55,8 4,89 Xã Thanh Lưu 52 67,3 5,8

10 Xã Thanh Tân 48 91,1 7,911 Xã Liêm Túc 41 66,7 5,812 Xã Thanh Hương 42 68,4 6,113 Xã Thanh Nghị 49 92,9 8,014 Xã Thanh Tâm 34 71,5 6,115 Xã Thanh Nguyên 42 69,9 6,016 Xã Thanh Hải 43 81,2 7,0

Tổng số 737 1.157,6 100,0

Cơquanhànhchínhnhà

nước

1200

1000

800

600

400

200

015 4,91 1 1,81 15 13,7 8 16 2 3,4

Tổchứcchính

trị

Tổchức sựnghiệpcông

Ủy bannhân

dân xã

Quốcphòng,an ninh

Số tổ chức

Diện tích giao đất khôngthu tiền (ha)

1157,6

1200

1000

800

600

400

200

0Tổ chứcchính trị

Tổ chứcsự nghiệp

công

Ủy bannhân dân

xã

Quốcphòng, an

ninh

Cơ quanhành

chính nhànước

4,91 1,81 13,78 0,8 2,5 3,4

Tổng diện tích đang quản lý, sửdụng (ha)Diện tích sử dụng không đúng mụcđích (ha)

1157,6

81


Trong quá trình sử dụng đất một số tổ chức vẫn còn hiện tượng để bị lấn chiếm đất quy hoạch của tập thể để xây dựng các công trình kinh doanh buôn bán.

- Có 04 tổ chức sự nghiệp công: 03 tổ chức cho thuê lại với diện tích 0,7 ha để làm nhà kinh doanh buôn bán và bãi VLXD; 01 tổ chức bị lấn chiếm diện tích 0,1 ha để làm bãi VLXD.

- Có 02 ủy ban nhân dân xã: Cho thuê với tổng diện tích 2,5 ha chưa đúng mục đích để làm kinh doanh buôn bán và ao thả cá.

Hình 3. Biểu đồ diện tích cho thuê lại và bị lấn chiếm của các tổ chức được giao đất

không thu tiền sử dụng đất huyện Thanh Liêm

Hình 3 thể hiện số liệu tổng diện tích của 06 tổ chức sử dụng đất không đúng diện tích được giao là 3,3 ha cụ thể như sau: Bệnh viện đa khoa huyện Thanh Liêm cho thuê làm ki ốt kinh doanh là 0,3 ha;

Trung tâm giáo dục thường xuyên cho thuê làm ao thả cá 0,25 ha; Trường PTTH A Thanh Liêm cho thuê làm của hàng kinh doanh 0,15ha; Ban giải phóng mặt bằng, bồi thường hỗ trợ tái định cư của huyện bị lấn chiếm với diện tích là 0,1ha làm bãi vật liệu xây dựng; Xã Thanh Lưu cho thuê diện tích 1,5 ha làm ao thả cá; Xã Thanh Bình cho thuê diện tích 1 ha làm bãi để vật liệu xây dựng.

c) Nguyên nhân chính sư dung đất không đúng muc đích của các tổ chức

Thực tế, qua số liệu điều tra cho thấy các nguyên nhân chính dẫn đến các tổ chức được Nhà nước giao đất không thu tiền sử dụng đất sử dụng đất không đúng mục đích chủ yếu: cho thuê lại (diện tích để trống) để lấy kinh phí thuê; chưa có nhu cầu sử dụng hết nên để các hộ dân giáp ranh lấn chiếm.d) Kết quả cấp giấy nhận quyền sư dung đất cho các tổ chức

Tính đến năm 2016, huyện Thanh Liêm đã cấp cho 35 tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất được cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, tập trung chủ yếu là các tổ chức sự nghiệp công, tổ chức chính trị, cơ quan hành chính và ủy ban nhân dân xã, quốc phòng an ninh. Các tổ chức còn lại (đất trường học) đang thực hiện các thủ tục theo quy định của pháp luật đó là đo đạc lại thực địa xác định ranh giới và tiến hành cấp theo quy định.

Tổ chức sự nghiệp côngỦy ban nhân dân xã

Cho thuê lại (ha)

2,5

2

1,5

1

0,5

0Bị lấn chiếm (ha)

2,5

0,1

0,7

Bảng 3. Tình hình cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất của các tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất huyện Thanh Liêm

TT Loai hình tổ chức Diện tích (ha)

Tổng số tổ chức

Tình hình cấp GCNQSDĐSố tổ chức được cấp

Đã cấpGCN

Diện tích đã cấp

1 Cơ quan hành chính nhà nước 4,91 15 10 10 2,912 Tổ chức chính trị 1,81 01 01 01 1,813 Tổ chức sự nghiệp công 13,78 15 07 07 6,904 Uỷ ban nhân dân xã 1.157,6 16 15 15 1.006,55 Quốc phòng, an ninh 3,4 02 02 02 3,4

Tổng số 1.181,5 49 35 35 1021,52

e) Đánh giá chung tình hình quản lý sư dung đất của các tổ chức sư dung đất

Qua số liệu phân tích cho thấy tình hình quản lý sử dụng đất của các tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất trên địa bàn huyện Thanh Liêm như sau:

- Có 06 đơn vị tổ chức sử dụng đất không đúng mục đích được nhà nước giao đất với diện tích 3,3 ha chiếm 0,62% tổng diện tích đất được nhà nước giao

đất, của các tổ chức, trong đó: Diện tích bị lấn chiếm sử dụng không đúng mục đích là 01 tổ chức, diện tích 0,1 ha; Diện tích tự cho thuê kinh doanh không đúng đích sử dụng là 05 tổ chức, diện tích 3,2 ha.

Nhìn chung các tổ chức được Nhà nước giao đất không thu tiền sử dụng đất trên địa bàn huyện Thanh Liêm chấp hành tốt quy định của pháp luật đất đai, sử dụng đất đúng mục đích được giao, đúng diện tích được giao. Tuy nhiên còn một số tổ chức

82


chưa chấp hành nghiêm túc pháp luật đất đai như sử dụng đất sai mục đích được thuê, cho thuê lại, để hộ gia đình giáp ranh lấn chiếm sử dụng đất.g) Nguyên nhân tổ chức sư dung đất quản lý đất công ích chưa thực hiện đúng quy định của Luật đất

- Việc thanh, kiểm tra sau khi giao đất cho các tổ chức này (nhất là đất các trường học, đất do UBND xã quản lý) chưa được tiến hành một cách thường xuyên nên quỹ đất công ích này sử dụng đất sai mục đích, không theo đúng quy định của pháp luật.

- Một số tổ chức (trụ sở các trường học) sát với các khu vực đất chuyên dùng, diện tích đất trong quyết định giao đất không trùng với diện tích trong giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cấp cho tổ chức khi cơ quan chuyên môn khảo sát đo đạc lại để cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.

- Việc ứng dụng quản lý cơ sở dữ liệu đất đai cho các tổ chức sự nghiệp công, tổ chức chính trị, cơ quan hành chính và ủy ban nhân dân xã, quốc phòng an ninh chưa được triển khai đồng bộ với quản lý dữ liệu đất đai trong hệ thống của huyện Thanh Liêm nên cũng ảnh hưởng tới việc quản lý sử dụng đất sau thanh tra.

3.4. Một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả quản ly sử dụng đất của các tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất huyện Thanh Liêm, tỉnh Hà Nam

3.4.1. Giải pháp về chính sách pháp luậtTăng cường công tác thanh tra, kiểm tra việc

quản lý trong sử dụng đất của các tổ chức chức sự nghiệp công, tổ chức chính trị, cơ quan hành chính được giao quản lý quỹ đất công ích trên địa bàn huyện Thanh Liêm.

Đẩy nhanh công tác cập nhật chỉnh lý bản đồ địa chính và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho các tổ chức sử dụng đất trên địa bàn huyện Thanh Liêm theo Nghị quyết 30/2012/QH13 của Quốc hội được thông qua tại kỳ họp thứ 3 Quốc hội khóa XIII.

3.4.2. Giải pháp về thanh tra, kiểm traCông tác thanh tra, kiểm tra việc chấp hành các

quy định của pháp luật về đất đai và xử lý vi phạm pháp luật về đất đai cần được quan tâm, thực hiện nghiêm túc nhằm hạn chế những tiêu cực trong quản lý, sử dụng đất.

Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Nam trong thời tới cần tăng cường công tác thanh tra, kiểm tra việc sử dụng đất của các tổ chức này, xử lý nghiêm những trường hợp tự cho thuê lại, để thừa diện tích được giao, đồng thời tháo gỡ kịp thời các vướng mắc

của các tổ chức trong việc sử dụng đất trong vấn đề cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, nhất là các trường học.

Thông báo cho các tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất hiện có diện tích tự cho thuê, cho mượn trái phép cần đưa các diện tích đã cho thuê không đúng mục đích. Đối với các tổ chức không chấp hành cần kiên quyết thu hồi nhằm tạo quỹ đất cho dự trữ phát triển hoặc giao cho các tổ chức khác có nhu cầu sử dụng.

3.4.3. Giải pháp về khoa học công nghệ Xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai nhằm bảo đảm

cung cấp thông tin đất đai đầy đủ và minh bạch, nhằm cung cấp các thông tin về đất đai đầy đủ và chính xác cho công tác quản lý Nhà nước về đất đai đồng bộ, hiệu quả.

Đầu tư kinh phí lập cơ sở dữ liệu chi tiết về số liệu đo đạc bản đồ của các tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất quản lý quỹ đất công ích này trên địa bàn huyện Thanh Liêm.

IV. KẾT LUẬN Thanh Liêm là huyện đang có quá trình phát

triển công nghiệp nên việc quản lý sử dụng đất đai nói chung và đất của các các tổ chức được Nhà nước giao không thu tiền sử dụng đất cần phải sử dụng đất đúng mục đích được giao, đúng pháp luật đất đai.

Kết quả nghiên cứu cho thấy huyện Thanh Liêm, tỉnh Hà Nam có 49 tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất với tổng diện tích 1.181,5 ha chiếm 7,20% tổng diện tích tự nhiên. Trong 49 tổ chức được Nhà nước giao đất có 43 tổ chức được giao đất sử dụng đúng mục đích. Còn 06 tổ chức sử dụng đất không đúng mục đích công ích được giao với diện tích 3,3ha chiếm 0,62 % tổng diện tích đất được nhà nước giao (do cho thuê làm ki ốt kinh doanh, ao thả cá, bãi vật liệu xây dựng và để các hộ gia đình giáp ranh lấn chiếm).

Để nâng cao hiệu quả công tác quản lý sử dụng đất của quỹ đất công ích này của các tổ chức được giao đất không thu tiền sử dụng đất trên địa bàn huyện Thanh Liêm cần thực hiện đồng bộ một số các giải pháp: Giải pháp về chính sách pháp luật; giải pháp về thanh tra, kiểm tra; giải pháp về khoa học công nghệ.

TÀI LIỆU THAM KHẢOBộ Tài nguyên và Môi trường, 2013. Công văn số

5119/2013/BTNMT-TCQLĐĐ ngày 12/12/2013của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc kiểm tra, rà

83


soát, báo cáo tình hình quản lý, sử dụng đất công ích ở các địa phương.

UBND huyện Thanh Liêm, 2009. Kết quả kiểm kê quỹ đất năm 2008 của các tổ chức đang quản lý, sử dụng được Nhà nước giao đất, cho thuê đât theo Chỉ thị số 31/2007/CT-TTg ngày 14 tháng 12 năm 2007 của Thủ tướng Chính phủ.

UBND huyện Thanh Liêm, 2010. Kiểm kê đất đai các tổ chức được giao không thu tiền sử dụng đất năm 2010.

Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Thanh Liêm, 2016. Báo cáo công tác tài nguyên và Môi trường năm 2015, phương hướng nhiệm vụ năm 2016.

Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam, 2013. Luật đất đai năm 2013.

Status of management and use of land fund without fee at the authorized organizations in Thanh Liem district, Ha Nam province

Tran Trong PhuongAbstract The research results aimed to evaluate land management after allocating without fee in Thanh Liem District, Ha Nam Province. Out of 49 organizations, 43 organizations used allocated land for right purposes whereas 06 organizations misused allocated land with an area of 3.3 ha because of converting to businnes kiosks, fish ponds, construction materials yards. In order to solve its existing problems, it is necessary to implement comprehensive solutions on legal policy, inspection, examination, science and technology.Key words: Land use and management, leased and allocated land, public land, Thanh Liem district

Ngày nhận bài: 16/3/2017 Người phản biện: PGS.TS. Nguyễn Thanh Trà


I. ĐẶT VẤN ĐỀHuyện Cẩm Giàng nằm phía Tây của tỉnh Hải

Dương, nằm trên trục giao thông quan trọng QL 5 nối Hà Nội - Hải Dương - Hải Phòng, dân số 128.781 người, mật độ dân số 1.182 người/km2, với tổng diện tích tự nhiên 10.899,49 ha (UBND huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương, 2012). Trong giai đoạn hiện nay, trong quá trính đẩy mạnh thực hiện công

nghiệp hoá - hiện đại hoá, cùng với sự chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng Công nghiệp - Dịch vụ - Nông nghiệp, nhu cầu sử dụng đất đai cho, các lĩnh vực Công nghiệp, Dịch vụ ngày một tăng, gây áp lực rất lớn đến quỹ đất của huyện. Việc chuyển một phần quỹ đất nông nghiệp để phát triển các khu công nghiệp, khu đô thị và dân cư tập trung, phát triển cơ sở hạ tầng kỹ thuật trên địa bàn huyện trong

1 Học viện Nông nghiệp Việt Nam

ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH QUẢN LÝ SỬ DỤNG ĐẤTCỦA CÁC TỔ CHỨC KINH TẾ ĐƯỢC NHÀ NƯỚC GIAO ĐẤT, CHO THUÊ ĐẤT

TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN CẨM GIÀNG, TỈNH HẢI DƯƠNGTrần Trọng Phương1

TÓM TẮTNghiên cứu thực trạng quản lý sử dụng đất của các tổ chức kinh tế được nhà nước giao đất, cho thuê đất trên địa

bàn huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương nhằm mục đích đánh giá tình hình quản lý và sử dụng đất của các tổ chức kinh tế được nhà nước giao đất, cho thuê đất trên địa bàn nghiên cứu, từ đó đề xuất giải pháp để nâng cao hiệu quả quản lý, sử dụng đất và hạn chế các trường hợp vi phạm Luật đất đai. Kết quả nghiên cứu cho thấy huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương có 136 tổ chức kinh tế, sử dụng 1.127,46 ha đất chiếm 10,34% tổng diện tích tự nhiên; trong đó có 17 tổ chức kinh tế sử dụng không đúng mục đích với diện tích 28,92 ha chiếm 2,72% tổng diện tích đất được thuê (bao gồm 02 tổ chức được giao đất với diện tích 9,21 ha và 06 tổ chức cho thuê không sử dụng đúng mục đích với diện tích 9,78 ha; 01 tổ chức cho mượn với diện tích 1,74 ha; 01 tổ chức chuyển nhượng với diện tích 0,76 ha; 02 tổ chức sử dụng vào mục đích khác với diện tích 0,80 ha; 05 tổ chức đầu tư xây dựng chậm với diện tích 14,21 ha). Để khắc phục các tồn tại này cần phải thực hiện đồng bộ các giải pháp về chính sách, kinh tế, khoa học công nghệ và quản lý.

Từ khóa: Huyện Cẩm Giàng, tổ chức kinh tế, sử dụng đất, quản lý đất đai

84


thời gian qua đã đặt ra rất nhiều vấn đề cần quan tâm giải quyết, đó là: việc quản lý, sử dụng đất công nghiệp thiếu hiệu quả, chưa tiết kiệm đất; việc bố trí đất cho phát triển cơ sở hạ tầng còn chưa hợp lý, đặc biệt là những tồn tại trong việc lý sử dụng đất của các tổ chức kinh tế được nhà nước giao đất, cho thuê đất trên địa bàn trên địa bàn huyện

II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Phương pháp thu thập thông tin, tài liệu, số liệu - Thu thập số liệu thứ cấp: Thông tin, tài liệu, số

liệu thứ cấp liên quan đến nội dung nghiên cứu được thu thập tại các ban ngành thuộc huyện Cẩm Giàng, Sở Tài nguyên và môi trường Hải Dương.

- Thu thập số liệu sơ cấp: Số liệu sơ cấp được thu thập từ kết quả điều tra 80 tổ chức được nhà nước giao đất hoặc thuê đất, số liệu báo cáo của Phòng Tài nguyên và Môi trường (2015) và UBND của huyện Cẩm Giàng (2012) và UBND các xã, thị trấn thuộc huyện Cẩm Giàng. Kết quả đánh giá theo các tiêu chí như: Cho thuê, cho mượn, chuyển nhượng, sử dụng vào mục đích khác.

2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa- Xác định mục đích đang sử dụng của khu vực

đất được giao theo quyết định và tiến độ đầu tư các công trình trên đất.

- Điều tra phỏng vấn trực tiếp các tổ chức kinh tế được giao đất, thuê đất và điều tra phỏng vấn dân cư về hiện trạng sử dụng đất của tổ chức kinh tế cần điều tra.

2.3. Phương pháp thống kê, tổng hợpSố liệu điều tra được thống kê, tổng hợp theo các

nội dung nghiên cứu theo các bảng, biểu kết hợp.

2.4. Phương pháp xử ly số liệuCác số liệu thu thập được phân tích, xử lý, tính

toán theo Microsof Excel.

2.5. Phương pháp phân tích, so sánh Sử dụng phương pháp phân tích, so sánh để làm

rõ các tiêu chí cho thuê, cho mượn, chuyển nhượng, sử dụng vào mục đích khác; từ đó rút ra các két luận về thực trạng quản lý sử dụng đất của các tổ chức kinh tế được nhà nước giao đất, cho thuê đất trên địa bàn huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương và đề xuất giải pháp khắc phục.

III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Khái quát địa bàn nghiên cứuHuyện Cẩm Giàng với tổng diện tích tự nhiên

10.899,49 ha, dân số 128.781 người, mật độ dân số 1.182 người/km2. Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân giai đoạn 2011-2015 đạt 12,2%/năm. GDP bình quân đầu người đạt 18 triệu đồng/người/năm (giá hiện hành); Bình quân lương thực đầu người đạt 525 kg/năm. (Phòng Tài nguyên và Môi trường Cẩm Giàng, 2015)

3.2. Đánh giá thực trang quản ly sử dụng đất của các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương

3.2.1. Hiện trạng sử dụng đất theo mục đích sử dụng đất của các tổ chức kinh tế

Theo thống kê đất đai năm 2015 của huyện Cẩm Giàng, tổng diện tích đất của các tổ chức kinh tế là 1.127,46 ha, trong đó đất sản xuất kinh doanh phi nông nghiệp là 1.022,74 ha chiếm 90,71%, đất ở là 104,72 ha chiếm 9,29% tổng diện tích đất của các tổ chức.

3.2.2. Tình hình giao sử dụng đất và cho thuê đấtTình hình giao đất, cho thuê đất của các tổ chức

kinh tế như sau:Bảng số liệu 3 cho thấy, diện tích đất cho các tổ

chức kinh tế thuê đất trả tiền hàng năm là 1.022,74 ha, chiếm 90,71 % tổng diện tích sử dụng của các tổ chức kinh tế.

Diện tích đất của các tổ chức kinh tế thuê được giao đất có thu tiền sử dụng đất là 104,72 ha, chiếm 9,29% tổng diện tích đất của các tổ chức kinh tế sử dụng.

3.2.3. Đánh giá tình hình quản lý sử dụng đất của các tổ chức kinh tế ở huyện Cẩm Giànga) Tình hình quản lý sư dung đất được giao

Huyện Cẩm Giàng có 16 tổ chức kinh tế được nhà nước giao đất sử dụng đất vào mục đích xây dựng các cụm công nghiệp và khu đô thị mới với diện tích 104,72 ha, chiếm 9,29% tổng diện tích đất được giao, được thuê của các tổ chức kinh tế. Trong đó có 15 tổ chức kinh tế được nhà nước giao đất vào mục đích xây dựng các khu, cụm công nghiệp với diện tích 95,51 ha; có 01 tổ chức kinh tế được giao đất để xây dựng đô thị dịch vụ thương mại tại Thị trấn Lai Cách với diện tích 9,21 ha.

Có 14 tổ chức sử dụng đất đúng mục đích với diện tích 95,51, chiếm 91,2%

Có 02 tổ chức kinh tế, với diện tích 9,21 ha , chiếm 7,79% chưa đưa đất vào sử dụng do chồng lấn với quy hoạch khác (Bảng 4).

85


Bảng 2. Phân loại các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện Cẩm Giàng (Sở Tài nguyên và Môi trường

tỉnh Hải Dương, 2008)

Bảng 3. Tình hình giao sử dụng đất và cho thuê đất huyện Cẩm Giàng

Bảng 4. Tình hình sử dụng đất của các tổ chức kinh tế được nhà nước giao đất huyện Cẩm Giàng

b) Tình hình quản lý sư dung đất được thuê của các tổ chức kinh tế

Kết quả điều tra về tình hình sử dụng đất của các tổ chức kinh tế được Nhà nước cho thuê đất trên địa bàn huyện Cẩm Giàng tỉnh Hải Dương được thể hiện tại bảng 5.

* Sử dụng đất đúng mục đích được thuê của các tổ chức kinh tế

Bảng 1. Hiện trạng sử dụng đất của các tổ chức kinh tế phân theo đơn vị hành chính xã, thị trấn trên địa bàn huyện Cẩm Giàng

(Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Cẩm Giàng, 2015)

STT Đơn vị hành chính Số ĐV TC Kinh tế

Tổng số khu đất sử dụng Diện tích (ha) Tỷ lệ (%)

1 Thị trấn Cẩm Giàng 17 38 39,6 3,342 Thị trấn Lai Cách 14 34 1,74 0,153 Xã Cẩm Hưng 5 17 5,11 0,434 Xã Ngọc Liên 6 16 1,57 0,135 Xã Kim Giang 4 18 4 0,346 Xã Thạch Lỗi 11 8 5,69 0,487 Xã Cẩm Sơn 7 10 0,92 0,088 Xã Lương Điền 3 15 72,83 6,999 Xã Cao An 5 16 74,81 6,31

10 Xã Cẩm Đoài 6 8 34,35 2,9011 Xã Tân Trường 11 32 444,66 37,5212 Xã Cẩm Phúc 3 11 0,82 0,0713 Xã Cẩm Điền 4 4 2,43 0,2114 Xã Cẩm Đông 4 11 40,74 3,4415 Xã Cẩm Văn 5 15 226,17 22,2716 Xã Đức Chính 9 8 102,98 8,6917 Xã Cẩm Hoàng 7 17 60,12 5,9218 Xã Cẩm Định 6 12 2,4 0,2019 Xã Cẩm Vũ 9 11 0,67 0,06

Tổng 136 302 1127,46 100,00

STT Chia theo hình thức giao đất, cho thuê đất

Số lượng tổ chức

1Tổ chức kinh tế được giao đất- Công ty Cổ phần và liên doanh- Công ty trách nhiệm hữu hạn

160907

2

Tổ chức kinh tế được thuê đất- Công ty trách nhiệm hữu hạn- Công ty cổ phần- Công ty có vốn đầu tư nước ngoài

120892704

Tổng số 136

STT Hình thức giao đất, cho thuê đất

Diện tích (ha)

Tỷ lệ (%)

Tổng diện tích 1.127,46 1001 Thuê đất trả tiền hàng năm 1.022,74 90,71

2 Giao đất đất có thu tiền sử dụng đất 104,72 9,29

STT

Tình hình sử dụng đất của các tổ

chức kinh tế

Tổng số tổ chức

Tổng diện tích (ha)

Tỷ lệ so với diện tích

đang quản ly sử dụng

(%)

1 Sử dụng đúng mục đích 14 95,51 91,2

2 Chưa sử dụng 2 9,21 7,79

2.1 Đất chưa đưa vào sử dụng 2 9,21

Tổng số 16 104,72 100

86


Bảng 5. Tình hình sử dụng đất được thuê của các tổ chức kinh tế

Có 103 tổ chức sử dụng đất đúng mục đích với diện tích 993,82 ha; chiếm 97,17% tổng diện tích đất được nhà nước cho thuê đất đối với các tổ chức kinh tế.

* Sử dụng đất không đúng mục đích được thuê của các tổ chức kinh tế

Có 17 tổ chức kinh tế sử dụng đất không đúng mục đích được nhà nước cho thuê đất với diện tích 28,92 ha chiếm 2,83% tổng diện tích đất được nhà nước cho thuê đất đối với các tổ chức kinh tế. Trong đó các tổ chức kinh tế được Nhà nước cho thuê đất trên địa bàn huyện có 06 tổ chức kinh tế cho thuê lại, 01 tổ chức kinh tế cho mượn, 01 tổ chức kinh tế chuyển nhượng, 02 tổ chức kinh tế sử dụng đất vào các mục đích khác, 07 tổ chức kinh tế có diện tích đất chưa sử dụng (lý do đầu tư xây dựng chậm vì thiếu vốn).

* Tình hình cho thuê, cho mượn diện tích đất được thuê của các tổ chức kinh tế

Kết quả điều tra về tình hình cho thuê, cho mượn của các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện Cẩm Giàng cho thấy có 6 tổ chức (02 công ty cổ phần và 4 công ty TNHH tập trung chủ yếu ở các xã Lương Điền, Cẩm Hưng, Cẩm Phúc, Lương Điền...) với tổng diện tích 9,78 ha. Diện tích 9,78 ha cho thuê, cho mượn chủ yếu chuyển sang làm các kho chứa hàng, kho tập kết nông sản, dịch vụ ăn uống...

Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Hải Dương và UBND huyện Cẩm Giàng đã đi khảo sát, đo đạc thực tế và đề nghị các tổ chức kinh tế kiểm tra, rà soát lại hồ sơ giao mốc thực địa so với giấy chứng nhận quyền sử dụng đất được giao 06 tổ chức kinh tế cũng có văn bản cam kết gửi sở TNMT Hải Dương và UBND huyện Cẩm Giàng cam kết sẽ thực hiện đúng mục đích được giao đất.

* Tình hình sử dụng vào mục đích khác của các tổ chức kinh tế:

- Công ty TNHH Một thành viên Mạnh Cường được nhà nước cho thuê 8.062 m2 năm 2008 tại Cao An để xây dựng cơ sở kinh doanh vật tư nông nghiệp nhưng công ty cũng đã sử dụng vào mục đích thêm khác là kinh doanh và làm dịch vụ chứa bãi contener.

- Công ty cổ phần thương mại Bắc Sơn được nhà nước cho thuê 5.200 m2 năm 2008 tại cụm công nghiệp Cao An - Lai Cách để sản xuất gia công máy cơ khí nhưng công ty đã xây dựng bãi chứa hàng hóa tập kết.

* Tình hình đất chưa đưa vào sư dung của các tổ chức kinh tế

Kết quả điều tra thực tế trên địa bàn huyện Cẩm Giàng cho thấy có 09 tổ chức kinh tế (bao gồm 04 công ty cổ phần và 05 công ty TNHH) chưa đưa hết đất được giao vào sử dụng với diện tích là 74.940 m2. Các tổ chức kinh tế này tập trung ở khu công nghiệp Cẩm Điền - Lương Điền và các cụm công nghiệp (Cao An - Lai Cách, Lương Điền). Các tổ chức kinh tế chủ yếu sản xuất và lắp ráp (may xuất khẩu, đồ gỗ, thiết bị vệ sinh cao cấp, sản xuất bao bì nhựa...).

Tuy nhiên, sau khi được giao đất để thực hiện sản xuất thì các tổ chức kinh tế này khó khăn về tài chính nên cũng bị ảnh hưởng xuất nhập khẩu do thị trường không ổn định, cho nên các tổ chức kinh tế này chưa thực hiện xây dựng phần diện tích được giao theo Quyết định của UBND tỉnh Hải Dương. Đây cũng là một vấn đề mà các tổ chức kinh tế luôn gặp phải khi có biến động về thị trường tài chính cũng như ảnh hưởng của một số chính sách đầu tư trong nước và quốc tế.

STT Tình hình sử dụng đất của các tổ chức kinh tế Tổng số tổ chức Tổng diện tích

(ha)Tỷ lệ so với diện tích

đang quản ly sử dụng (%)1 Sử dụng đúng mục đích 103 993,82 97,172 Sử dụng không đúng mục đích 17 28,92 2,83

2.1 Cho thuê 6 9,78 33,812.2 Cho mượn 1 1,74 6,012.3 Chuyển nhượng 1 0,76 2,622.4 Sư dung vào muc đích khác 2 0,8 2,76

2.5 Đất chưa sư dung 7 15,84 54,77

2.5.1 Đầu tư xây dựng chậm 5 14,212.5.2 Chồng lấn với quy hoạch khác 2 1,63

Tổng số 120 1.022,74 100

87


Trong giai đoạn tới các tổ chức kinh tế này đều cam kết với chính quyền địa phương sẽ đưa phần diện tích 74.940 m2 đất đưa vào sử dụng đúng mục đích, hiệu quả theo đúng pháp luật đất đai.

* Xư lý vi phạm pháp luật đất đai của các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện Cẩm Giàng

Thực hiện Chỉ thị số 134/CT-TTg ngày 20/1/2010 của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường kiểm tra xử lý vi phạm pháp luật đất đai của các tổ chức được nhà nước giao đất, cho thuê đất. UBND huyện Cẩm Giàng đã giao cho Phòng Tài nguyên Môi trường phối hợp cùng các Phòng, ban có liên quan tăng cường kiểm tra, xử lý vi phạm pháp luật đất đai

của các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện, tuy nhiên việc xử lý vi phạm gặp nhiều khó khăn cụ thể như: xử lý tiền sử dụng đất của tổ chức đã nộp vào ngân sách nhà nước, xử lý tài sản của tổ chức đã đầu tư trên đất.c) Nguyên nhân chính của các tổ chức kinh tế được nhà nước cho thuê đất sư dung đất không đúng muc đích được thuê

Kết quả nghiên cứu đã làm rõ những nguyên nhân chủ yếu sử dụng đất không đúng mục đích được thuê của các tổ chức kinh tế được nhà nước cho thuê đất (Bảng 6).

d) Tình hình cấp giấy nhận quyền sư dung đất cho các tổ chức kinh tế

Trên địa bàn huyện Cẩm Giàng có 136 tổ chức kinh tế, trong đó có 16 tổ chức được giao đất và 120 tổ chức được thuê đất. Từ bảng 7 cho thấy có 120 tổ chức kinh tế được thuê đất được cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất (GCNQSĐ), đạt 100%; Có 7 tổ chức kinh tế được giao đất được cấp GCNQSĐ,

đạt 43,75%. Còn 9 tổ chức kinh tế được giao đất nhưng chưa được cấp GCNQSĐ, chiếm 56,25%.

Tỷ lệ cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện Cẩm Giàng đạt tỷ lệ cao tập trung vào các tổ chức kinh tế được thuê đất hoạt động sản xuất kinh doanh trên địa bàn huyện.

Bảng 6. Nguyên nhân chính của các tổ chức kinh tế sử dụng đất không đúng mục đích được thuê trên địa bàn huyện Cẩm Giàng

Bảng 7. Tình hình cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất của các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện Cẩm Giàng

STT Hình thức sử dụng không đúng mục đíchNguyên nhân sử dụng không đúng mục đích

Số tổ chức Nguyên nhân1 Cho thuê không đúng mục đích 6 Vì lợi nhuận2 Cho mượn 1 Sử dụng chưa hết diện tích thuê

3 Diện tích chuyển nhượng 1 Vì lợi nhuận và không còn nhu cầu sử dụng

4 Sử dụng vào các mục đích khác 2 Sử dụng vào mục đích khác có lợi hơn

5 Diện tích đất chưa sử dụng 7 Không đảm bảo năng lực tài chính để thực hiện dự án

5.1 Diện tích đầu tư xây dựng chậm 5 Nguồn vốn về tài chính không đảm bảo để thực hiện dự án được giao

5.2 Diện tích chồng lấn với quy hoạch khác 2 Chồng lấn quy hoạch, ranh giới xác định chưa rõ ràng khi quy hoạch

Loai đất Số lượng tổ chức

Diện tích (ha)

Tình hình cấp GCNQSDĐSố tổ chức kinh

tế được cấp GCNQSD đất

Tỷ lệ so với tổng số tổ chức (%)

Diện tích đã được cấp GCN QSD đất (ha)

Tỷ lệ so với tổng diện tích sử dụng (%)

Tổ chức kinh tế được thuê đất 120 1.022,74 120 100 1.022,74 100

Tổ chức kinh tế được giao đất 16 104,72 7 43,75 104,72 92,21

Tổng số 136 1.127,46 127

88


3.2.4. Đánh giá chung tình hình quản lý sử dụng đất của các tổ chức kinh tế

Các tổ chức kinh tế sử dụng đất trên địa bàn huyện Cẩm Giàng chấp hành tốt quy định của pháp luật đất đai, sử dụng đất đúng mục đích được giao, được thuê và hoàn thành nghĩa vụ tài chính với nhà nước đối với diện tích được giao, được thuê đã góp phần không nhỏ cho sự phát triển của huyện. Tuy nhiên còn một số tổ chức kinh tế chưa chấp hành nghiêm túc pháp luật đất đai như sử dụng đất không đúng mục đích được thuê, sử dụng đất nhưng chưa làm thủ tục giao đất, thuê đất, chưa đưa đất vào sử dụng theo dự án đầu tư đã được phê duyệt; nhiều tổ chức chấp hành chưa nghiêm Luật Đất đai do nguyên nhân chưa hiểu hết về quyền và nghĩa vụ của người sử dụng đất theo quy định của Luật Đất đai, nhưng cũng có tổ chức cố tình không chấp hành các quy định của pháp luật trong việc quản lý, sử dụng đất đai.

* Nguyên nhân nhiều tổ chức sư dung đất chưa chấp hành nghiêm túc quy định của pháp luật cũng xuất phát từ công tác quản lý nhà nước về đất đai còn bất cập như:

- Hệ thống văn bản pháp luật liên quan đến lĩnh vực đất đai đã được đổi mới nhưng còn chồng chéo (vì nguồn gốc lịch sử đất đai), một số quy định chưa phù hợp với thực tiễn, một số vấn đề phát sinh chưa được quy định trong văn bản pháp luật về đất đai đã gây khó khăn cho việc quản lý và sử dụng đất đai.

- Trình tự, thủ tục về giao đất, cho thuê đất còn chưa đồng bộ với các thủ tục về đầu tư, quy hoạch xây dựng nên còn kéo dài thời gian làm hạn chế trong việc thu hút đầu tư. Một số dự án chưa đánh giá đúng năng lực tài chính và năng lực thực hiện dự án của chủ đầu tư dẫn đến nhiều dự án thi công chậm tiến độ, giao đất nhưng không triển khai thi công hoặc giao đất, cho thuê đất vượt khả năng sử dụng của các nhà đầu tư.

- Việc kiểm tra, xử lý sau khi giao đất, cho thuê đất chưa được tiến hành một cách thường xuyên nên vẫn còn diện tích đất không triển khai thực hiện, sử dụng đất không đúng mục đích, nhiều hợp đồng thuê đất đã hết thời kỳ ổn định giá theo hợp đã ký nhưng chưa điều chỉnh đơn giá thuê đất theo đúng quy định.

- Công tác bồi thường, giải phóng mặt bằng thực hiện tiến độ dự án còn chậm kéo dài, không đưa diện tích đất được giao vào sử dụng kịp thời làm hạn chế hiệu quả sử dụng đất. Giá bồi thường của các dự án có sự chênh lệnh với các dự án khác trong huyện

Cẩm Giàng dẫn đến sự so sánh giữa các hộ có đất bị thu hồi và gây khó khăn cho cơ quan quản lý.

3.3. Một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả quản ly sử dụng đất của các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương

UBND tỉnh Hải Dương và các sở ban ngành, đặc biệt là Sở Tài nguyên và Môi trường trong thời tới cần tăng cường công tác thanh tra, kiểm tra toàn diện đến việc sử dụng đất của các tổ chức, xử lý nghiêm những trường hợp vi phạm pháp luật đất đai, đồng thời tháo gỡ kịp thời các vướng mắc của các tổ chức trong việc sử dụng đất. Tiến hành rà soát các tổ chức vi phạm pháp luật về sử dụng đất không đúng mục đích và để bỏ hoang, không đưa vào sử dụng.

Đối với những tổ chức đã được giao đất, thuê đất nhưng đến nay đã hết thời hạn giao đất, thuê đất cần tiến hành rà soát lại về tính pháp lý, sự phù hợp và quy mô sử dụng đất để làm thủ tục gia hạn hoặc quyết định thu hồi. Kiên quyết xử lý các trường hợp sử dụng đất trái pháp luật, hiệu quả thấp theo hướng:

+ Thu hồi diện tích giao đất, cho thuê đất không đúng đối tượng, không sử dụng hoặc sử dụng không đúng mục đích, diện tích dư thừa so với quyết định giao đất, cho thuê đất, vi phạm quy hoạch, tiến độ đầu tư chậm, hiệu quả chưa được phát huy gây lãng phí nguồn tài nguyên đất.

+ Thông báo cho các tổ chức hiện có diện tích cho thuê, cho mượn cần đưa các diện tích đã cho thuê, cho mượn không đúng mục đích về sử dụng đúng mục đích. Đối với các tổ chức không chấp hành cần kiên quyết thu hồi nhằm tạo quỹ đất cho dự trữ phát triển hoặc giao cho các tổ chức, cá nhân khác có nhu cầu sử dụng.

Nghiên cứu xây dựng hệ thống thông tin trong quản lý đất đai, thường xuyên cập nhật, chỉnh lý biến động thông tin về đất đai trong công tác quản lý, xử lý dữ liệu được chính xác.

IV. KẾT LUẬN Huyện Cẩm Giàng có 136 tổ chức kinh tế, được

giao đất, thuê đất với tổng diện tích 1127,46 ha chiếm 10,34% tổng diện tích tự nhiên. Trong đó: Có 16 tổ chức kinh tế được Nhà nước giao đất để xây dựng cụm công nghiệp và xây dựng khu đô thị thương mại dịch vụ. Có 120 tổ chức kinh tế được nhà nước cho thuê đất để sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp.

Huyện có 127 tổ chức được giao, cho thuê đất sử dụng đúng mục đích với tổng diện tích là 993,82 ha chiếm 97,17%. Ngoài ra còn có 17 tổ chức thuê đất

89


không đúng mục đích được nhà nước thuê đất với diện tích 28,92 ha chiếm 2,72 % tổng diện tích đất được thuê đất của các tổ chức kinh tế, trong đó: Diện tích được giao đất không sử dụng đúng mục đích là 02 tổ chức với diện tích 9,21 ha chiếm 7,79% tổng diện tích được giao đất. Diện tích cho thuê không đúng mục đích là 06 tổ chức với diện tích 9,78 ha, chiếm 33,81% tổng diện tích đất được thuê. Diện tích cho mượn là 01 tổ chức, với diện tích 1,74 ha chiếm 6,01% tổng diện tích đất được thuê. Diện tích chuyển nhượng là 01 tổ chức, với diện tích 0,76 ha chiếm 2,62% tổng diện tích đất được thuê. Diện tích sử dụng vào mục đích khác là 02 tổ chức, với diện tích 0,8 ha chiếm 2,76% tổng diện tích đất được thuê. Diện tích đầu tư xây dựng chậm chưa đưa vào sử dụng là 05 tổ chức với diện tích 14,21 ha.

Để khắc phục tình trạng các vấn đề này cần đồng bộ thực hiện các giải pháp như tăng cường công tác thanh tra, kiểm tra toàn diện đến việc sử dụng đất của các tổ chức, xử lý nghiêm những trường hợp vi phạm pháp luật đất đai; Đẩy nhanh công tác cập

nhật chỉnh lý bản đồ địa chính và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho các tổ chức kinh tế trên địa bàn huyện và kiên quyết xử lý các trường hợp sử dụng đất không đúng mục đích, hiệu quả thấp.

TÀI LIỆU THAM KHẢOPhòng Tài nguyên và Môi trường huyện Cẩm Giàng,

tỉnh Hải Dương, 2015. Báo cáo công tác tài nguyên và Môi trường năm 2015, phương hướng nhiệm vu năm 2016.

Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hải Dương, 2008. Kết quả kiểm kê quỹ đất năm 2008 của các tổ chức đang quản lý, sư dung được Nhà nước giao đất, cho thuê đất theo Chỉ thị số 31/2007/CT-TTg ngày 14/12/2007 của Thủ tướng Chính phủ.

UBND huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương, 2012. Quy hoạch sư dung đất đến năm 2020, kế hoạch sư dung đất 5 năm kỳ đầu (2011-2015) Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương, 2012.

UBND huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương, 2012. Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội huyện Cẩm Giàng đến năm 2020, Hải Dương, 2012.

Assessment of management situation of allocated and leased land at the economic organizations in Cam Giang district, Hai Duong province

Tran Trong PhuongAbstractThe study aimed to assess management of land allocated and leased to the economic organizations in Cam Giang district for improving land use efficiencies as well as limiting violations of Land Law. Results showed that 136 economic organizations which have been using 1,127.46 ha, accounting for 10.34% of natural land. Of which, 17 economic organizations used the leased land for wrong purposes with area of 28.92 ha, accounting for 2,72% of total land area (2 organizations used the land for wrong purpose with area of 9.21 ha, 6 organizations used the land for illegal lease with area of 9.78 ha, one organization with area of 1.74 ha, one organization used the land for illegal transfer with area of 0.76 ha, 2 organizations with 0.8 ha used for other purposes, 5 organizations with 14.21 ha for slow construction investment). In order to remedy these violations, it is necessary to have appropriate solutions on policies, management, economy, science and technology.Key words: Cam Giang district, economic organizations, land use, land management

Ngày nhận bài: 15/3/2017Người phản biện: TS. Nguyễn Đình Bồng


1 Khoa Thủy Sản, Đại Học Cần Thơ

ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN TÔM GIỐNG KHÁC NHAU ĐẾN TĂNG TRƯỞNG VÀ TỶ LỆ SỐNG CỦA TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (Litopenaeus vannamei)

NUÔI THƯƠNG PHẨM TRONG VÈOHuỳnh Thanh Tới1, Nguyễn Thị Hồng Vân1

TÓM TẮTThí nghiệm thực hiện nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) vào mùa mưa ở vùng nuôi Artemia nhằm

tìm ra mô hình nuôi thích hợp, sử dụng hiệu quả đất sản xuất và tăng thêm thu nhập cho người dân tại vùng biển Vĩnh Châu - Bạc Liêu. Tôm giống từ ba hình thức ương: Ương trong bể nhựa (P), ương trong bể lót bạt (L) và ương

90


I. ĐẶT VẮN ĐỀTheo phương pháp nuôi tôm truyền thống, tôm

thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) được thả vào ao nuôi thương phẩm khi con giống ở giai đoạn rất nhỏ, thường dẫn đến tỉ lệ hao hụt cao (Trần Ân Phong, 2013). Thêm vào đó, Zorriehzahra và Banaederakhshan (2015) nuôi tôm theo hình thức 1 giai đoạn đôi khi tôm cũng dễ mắc phải bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND) hay hội chứng chết sớm (EMS). Để hạn chế vấn đề nêu trên, giải pháp được đặt ra là người nuôi nên ương tôm giống mua về lên kích cỡ lớn hơn, có khả năng sống sót cao hơn khi đưa xuống ao nuôi thương phẩm. Nhiều nghiên cứu trước đây cho thấy việc kết hợp giai đoạn ương vào trong quá trình nuôi tôm thịt sẽ làm tăng tỷ lệ sống (Trần Ân Phong, 2013), cải thiện được hiệu quả sử dụng thức ăn và thúc đẩy tôm nuôi lớn nhanh hơn trong giai đoạn nuôi thương phẩm đồng thời cũng làm giảm nguy cơ dịch bệnh (Apud et al., 1983; Sandifer et al., 1991; Samocha et al., 2000) do đặc trưng của pha này thả nuôi mật độ cao, thay nước nhiều và sử dụng các nguồn thức ăn có chất lượng cao (Speck et al., 1993, Mishra et al., 2008). Theo thí nghiệm thăm dò trước đây tôm ương cho ăn bằng sinh khối tươi sống có tỉ lệ sống (95%) tương đương với thức ăn công nghiệp, nhưng tôm ương bằng các hình thức khác nhau: bể nhựa, bể lót bạt và vèo thì có chênh lệch về chiều dài và trọng lượng.

Do vậy nhằm tìm nguồn giống nuôi thích hợp cho nông hộ vùng ven biển nơi mà mùa khô nông dân nuôi Artemia và đầu mùa mưa có thể tận dụng nguồn thức ăn sinh khối Artemia giàu dinh dưỡng cho pha ương trong mô hình nuôi tôm hai giai đoạn. Mục tiêu của nghiên cứu là tận dụng những trang thiết bị sẵn có trong nông hộ như ao, vèo, bể chứa hoặc làm các bể ương với vật liệu rẻ tiền, dễ làm…để tiết kiệm chi phí trong pha ương đồng thời vẫn đảm bảo chất lượng tôm cho pha nuôi thương phẩm. Sự thành công của mô hình này hy vọng sẽ góp phần phát triển kinh tế nông hộ trong mùa mưa cho nông dân vùng ven biển nhất là các vùng nuôi Artemia vào mùa khô.


2.1. Vật liệu nghiên cứuNguồn tôm giống thí nghiệm được mua tại trại

vèo tôm giống ở địa phương (Vĩnh Châu, Sóc Trăng) chiều dài là 0,95 cm/con và trọng lượng là 0,007g/con và được ương trong thùng nhựa, bể lót bạt và vèo trong thời gian 20 ngày và được cho ăn bằng Artemia tươi sống. Thức ăn công nghiệp: Thức ăn C.P sử dụng cho tôm thương phẩm, kích cỡ viên thức ăn tùy theo giai đoạn tôm nuôi.

2.2. Phương pháp nghiên cứuThí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên gồm 3 nghiệm

thức từ 3 nguồn tôm giống khác nhau, mỗi nghiệm thức có 3 lần lặp lại. G-NT 1: Nguồn tôm giống từ pha ương trên bể nhựa; G-NT 2: Nguồn tôm giống từ pha ương trên bể lót bạt; G-NT 3: nguồn tôm giống từ pha ương trên vèo.

Hệ thống vèo nuôi tôm có kích cỡ 1,5 m cao ˟ 2 m dài ˟ 1 m ngang, độ sâu mực nước trong vèo là 1m được đặt trong cùng 1 ao có diện tích 2.000 m2, độ sâu mực nước trong ao là 1,5 m. Tôm giống giữa các nghiệm thức có kích cở ban đầu khác nhau, tôm ương trong thùng nhựa có chiều dài và trọng lượng lần lược là 2,96 ± 0,41 cm/con và 0,20 ± 0,01 g/con, tôm ương trong bể lót bạt là 2,43 ± 0,41 cm/con và 0,11 ± 0,01 g/con, và tôm ương trong vèo là 3,14 ± 0,88 cm/con và 0,26 ± 0,05 g/con, tôm được bố trí nuôi thương phẩm trong vèo với mật độ 30 con/m2 hay 60 con/vèo. Tôm được cho ăn bằng thức ăn công nghiệp (C.P) theo từng giai đoạn tuổi và được cung cấp theo trọng lượng tôm trong vèo nuôi (5 - 7% trọng lượng thân) như nhau ở các nghiệm thức. Thời gian nuôi 42 ngày, không thay nước trong quá trình nuôi.

2.3. Phương pháp thu thập và xử ly số liệu- Nhiệt độ, pH sẽ được đo 2 lần/ngày vào lúc

7:00 AM và 14:00 PM. Độ mặn được đo 1 lần/ngày vào lúc 7:00 AM. Độ kiềm (KH), hàm lượng NH4

+ và N-NO2

-, oxy hòa tan (DO) được đo hàng tuần, bằng bộ test Sera. Khối lượng, chiều dài tôm ban đầu và 14 ngày/lần được thu 30 con ngẫu nhiên ở mỗi nghiệm thức, khối lượng được xác định bằng cân điện tử 0.00 gr, chiều dài được đo từ đỉnh chũy

trong vèo (H), được nuôi thương phẩm trong vèo với 3 nghiệm thức: G-NT1 (tôm từ P), G-NT2 (tôm từ L) G-NT3 (tôm từ H), với mật độ 30 con/m2 cho ăn bằng thức ăn công nghiệp (C.P). Tôm từ hình thức ương vèo (G-NT3) đạt tỉ lệ sống cao ở (97%), trọng lượng và chiều dài lần lượt là 14,4 cm/con và 19 g/con và sai biệt không có ý nghĩa thống kê so với tôm ở G-NT2 và G-NT1. Năng suất cao nhất (0,67 kg/m2) thu được ở G-NT3, nhưng không sai biệt có ý nghĩa thống kê (p>0,05) so với tôm ở nghiệm thức còn lại. Nhìn chung, tôm giống được ương bằng vèo đạt tỉ lệ sống, tăng trưởng và năng suất cao nhất trong nuôi thương phẩm.

Từ khóa: Tôm thẻ chân trắng, Litopenaeus vannamei, hình thức ương, nuôi thương phẩm

91


đến chạc đuôi dưới kính lúp. Tốc độ tăng trưởng của tôm được xác định 14 ngày/lần đến khi kết thúc thí nghiệm. Tôm sau khi thu hoạch được đếm số lượng tôm còn lại để xác định tỷ lệ sống

+ Tỉ lệ sống (%) = 100 ˟ (số tôm thu hoạch/số tôm thả)

+ Tăng trưởng tuyệt đối về khối lượng (DWG; g/ngày) = (Wc – Wđ)/thời gian nuôi

+ Tăng trưởng tuyệt đối về chiều dài (DLG; g/ngày) = (Lc – Lđ)/thời gian nuôi

+ Tăng trưởng tương đối (SGR; %/ngày) = 100 ˟ (LnW c – LnWđ)/ thời gian nuôi

Trong đó c: cuối, đ: đầu, L: chiều dài, W: trọng lượng.- Số liệu được xử lý với bảng tính Excel 2013 để

lấy giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, và Statistica 8.0 với phương pháp phân tích phương sai ANOVA một nhân tố để so sánh sự khác biệt có ý nghĩa giữa các nghiệm thức ở mức ý nghĩa p<0,05.


3.1. Nhiệt độ, pH và độ mặnNhiệt độ nước buổi sáng và trưa của ao thí

nghiệm biến động không lớn (Bảng 1), nhiệt độ buổi

sáng là 27,0 ± 0,70C và buổi chiều là 31,1 ± 1,00C. pH nước đo được vào buổi sáng là 7,6 ± 0,1 và buổi chiều là 8,2 ± 0,2. Độ mặn nước trong suốt quá trình thí nghiệm biến động không lớn, độ mặn trung bình cho cả chu kỳ thí nghiệm là 18,8 ± 1,7 ‰.

Bảng 1. Trung bình nhiệt độ, pH và độ mặn của môi trường thí nghiệm trong suốt

quá trình thí nghiệm (n=42)

3.2. Hàm lượng oxy hòa tan (DO), N-NO2-, NH4

+ và KH

Hàm lượng DO trong môi trường nước ao thí nghiệm không biến động lớn, trung bình DO trong suốt thời gian thí nghiệm là 3,1 ± 0,6 mg/L (Bảng2). Hàm lượng N-NO2 và NH4

+ trong suốt thời gian thí nghiệm là 0,05 ± 0,00 mg/L và 0,02 ± 0,00 mg/L. Hàm lượng KH trong suốt quá trình thí nghiệm là 143,8 ± 4,4 mg CaCO3/L.

Kết quả môi trường cho thấy mặc dù biến động nhưng các yếu tố thủy hóa trong thí nghiệm đều nằm trong khoảng thích hợp cho sinh trưởng của tôm.

3.3. Tăng trưởng về chiều dàiChiều dài tôm ban đầu của tôm (bảng 3) giữa các

nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05). Chiều dài của tôm ở G-NT3 (3,14 ± 0,88 cm/con) lớn hơn có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với tôm ở G-NT2 (2,43 ± 0,41 cm/con), nhưng không sai biệt có ý nghĩa thống kê so với tôm ở G-NT1 (2,96 ± 0,41 cm/con). Do tôm được ương với các hình thức khác nhau, tôm ương bằng bể lót bạt được thực hiện ngoài trời và chịu sự tác động khá lớn của thay đổi môi trường khá lớn trong ngày (mặc dầu có che lưới lan), nhất là vào cuối chu kỳ ương lượng mưa khá lớn và kéo dài, nên nồng độ muối và nhiệt độ của bể ương giảm đột ngột, sự biến động nhiệt độ và nồng độ muối có thể gây ảnh hưởng đến sinh lý và khả năng bắt mồi của tôm, có thể ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng của tôm. Trong nuôi tôm thương phẩm, tôm tăng trưởng về chiều dài khá rõ sau 14 ngày nuôi, tôm ở G-NT1 có chiều dài là

7,57 ± 0,98 cm/con, ở G-NT2 là 7,77 ± 0,76 cm/con và tôm ở G-NT3 là 8,93 ± 1,29 cm/con. Tôm ở G-NT3 dài hơn có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với tôm ở G-NT1 và G-NT2. Sau 28 ngày nuôi, tôm ở G-NT1 có chiều dài là 11,97 ± 1,03 cm/con, dài hơn có ý nghĩa thống kê so với tôm ở G-NT2 (10,91 ± 0,89 cm/con), nhưng dài hơn có ý nghĩa thống kê (p>0,05) so với tôm ở G-NT3 (11,36 ± 0,88 cm/con). Chiều dài tôm ở ngày nuôi thứ 42 khoảng 14 cm/con, sai biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) so giữa các nghiệm thức với nhau.

Tốc độ tăng trưởng về chiều dài của tôm trên ngày của tôm ở các nghiệm gần tương đương nhau dao động 0,07 - 0,13 cm/ngày cho các lần thu mẫu ngày 14, 28 và 42 (Bảng 3). Khi so sánh tốc độ tăng trưởng về chiều dài giữa các nghiệm thức theo đợt thu mẫu thì không tìm thấy sự sai biệt có ý nghĩa thống kê (p>0,05).

Nhiệt độ (oC) pH Độ mặn (‰)Sáng Chiều Sáng Chiều

Ao nuôi 27,0±0,7 31,1± 1,0 7,6±0,1 8,2±0,2 18,8±1,7

Bảng 2. Biến động hàm lượng DO, N-NO2-, NH4

+ và KH của môi trường nước trong ao thí nghiệm trong suốt quá trình thí nghiệm (n=6)

DO (mg/L) N-NO2-(mg/L) NH4

+(mg/L) KH (mg CaCO3/L)Ao nuôi 3,1±0,6 0,05±0,00 0,02±0,00 143,8±4,4

92


Bảng 3. Chiều dài tôm (L) và tăng trưởng về chiều dài trên ngày (DLG) ở các nghiệm thức

Ghi chú: Bảng 3, 4: Giá trị trung bình ± Độ lệch chuẩn (ĐLC). Các giá trị trên cùng một hàng có các chữ cái trên khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức (p<0,05)

Bảng 4. Khối lượng tôm (W), tăng trưởng tương đối (SGR) và tốc độ tăng trưởng tuyệt đối về khối lượng (DWG) ở các nghiệm thức

Chỉ tiêu G-NT1 G-NT2 G-NT3LBan đầu (cm/con) 2,96±0,41ab 2,43±0,41a 3,14±0,88b

L14 ngày (cm/con) 7,57±0,98a 7,77±0,76a 8,93±1,29b

L28 ngày (cm/con) 11,97±1,03b 10,91 ±0,89a 11,36±0,88ab

L42 ngày (cm/con) 13,93±1,06a 14,13±0,50a 14,40±0,73a

DLG14 ngày (cm/ngày) 0,067±0,008 0,083±0,004 0,074±0,009DLG28 ngày (cm/ngày) 0,100±0,002 0,107±0,001 0,092±0,004DLG42 ngày (cm/ngày) 0,111±0,001 0,126±0,001 0,109±0,001

3.4. Tăng trưởng về khối lượngKhối lượng trung bình của tôm (Bảng 4) ở các

nghiệm thức trong ngày đầu bố trí thí nghiệm khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05), tôm ở nghiệm thức G-NT3 có khối lượng trung bình lớn nhất (0,26 ± 0,05 g/con) và kế đến là tôm ở nghiệm thức G-NT1 (0,20 ± 0,01 g/con), khối lượng trung bình của tôm ở G-NT3 và G-NT3 đều sai biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với khối lượng tôm ở G-NT2 (0,11 ± 0,01 g/con). Sau 14 ngày nuôi, khối lượng tôm lớn nhất vẫn ở G-NT3 (4,68 ± 1,88 g/con) sai biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với tôm ở G-NT2 (3,12 ± 0,89 g/con) và tôm ở G-NT1 (3,02 ± 0,92 g/con). Theo thí nghiệm của Wasielesky et al. (2013) tôm thẻ chân trắng từ các mật độ ương 1.500, 3.000, 4.500 và 6.000 con/m2 sau 30 ngày ương có trọng lượng khác nhau, trọng lượng tôm giảm khi tăng mật độ ương lên, nhưng khi chuyển qua nuôi thương phẩm với mật độ 300 con/m2 thì sau 20 ngày nuôi, tôm có trọng lượng nhỏ từ các mật độ ương cao đã tăng về khối lượng và tương đương khối lượng với tôm từ các mật độ ương thấp. Sự tăng trưởng bổ sung là do tôm bị kích thích tính thèm ăn do thiếu hụt trong quá trình ương. Do vậy, sự tăng trưởng bổ sung về khối lượng

tôm ở nghiệm thức G-NT2 trong thí nghiệm hiện tại là hoàn toàn hợp lý. Nhưng đến ngày nuôi thứ 28, tốc độ tăng trưởng về khối lượng của tôm ở nghiệm thức G-NT1 lớn hơn hẳn và sai biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với tôm ở G-NT2 và G-NT3, khối lượng tôm ở G-NT3 vẫn lớn hơn khối lượng tôm ở G-NT2, nhưng sai biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05). Đến ngày nuôi thứ 42, tôm ở NT3 có tốc độ tăng trưởng về khối lượng tốt hơn so với tôm ở hai nghiệm thức còn lại, tôm ở G-NT2 có tốc độ tăng trưởng về khối lượng tốt hơn tôm ở G-NT3, nhưng không sai biệt có ý nghĩa thống kê (p>0,05) khi so sánh khối lượng tôm giữa các nghiệm thức.

Tốc độ tăng trưởng tương đối về khối lượng tôm ở ngày 14 dao động 20,04 - 24,23%/ngày, tôm ở nghiệm thức G-NT2 có tốc độ tăng trưởng tương đối về khối lượng cao nhất (24,23 ± 0,86%/ngày), nhưng không sai biệt có ý nghĩa thống kê (p>0,05) khi so sánh với tốc độ tăng trưởng tương đối của tôm ở hai nghiệm thức còn lại. Tốc độ tăng trưởng tương đối về khối lượng tăng lên đáng kể sau 14 ngày nuôi, đây là giai đoạn tăng trưởng bổ sung (Wasielesky et al. 2013). Tăng độ tăng trưởng tương đối về khối lượng của tôm đã giảm ở 2/3 chu kỳ nuôi còn lại.

Thông số G-NT1 G-NT2 G-NT3WBanđầu (g/con) 0,20±0,01b 0,11±0,01a 0,26±0,05b

W14 ngày (g/con) 3,02±0.92a 3,12±0,89a 4,68±1,88b

W28 ngày (g/con) 11,90±1,77b 9,24±2,07a 10,00±2,03a

W42 ngày (g/con) 17,73±1,08a 18,30± 3,50a 19,04± 1,28a

SGR14 ngày (%/ngày) 20,04±1,34a 24,23±0,86a 20,38±2,65a

SGR28 ngày (%/ngày) 14,74±0,29b 16,03±0,13c 13,06±0,37a

SGR42 ngày (%/ngày) 10,74± 0,02a 12,29±1,07b 10,25± 0,04a

DWG42 ngày (g/ngày) 0,418±0,026a 0,429±0,078a 0,452±0,031a

93


Tốc độ tăng trưởng tương đối về khối lượng của tôm sau 28 ngày nuôi dao động từ 13,06 - 16,03%/ngày, trong đó tốc tăng trưởng tương đối về khối lượng của tôm ở nghiệm thức G-NT2 cao nhất (16,03 ± 0,13), sai biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với tôm ở hai nghiệm thức còn lại, kế đến là tôm ở nghiệm thức G-NT1 có tốc độ tăng trưởng tương đối về khối lượng là 14,74 ± 0,29%/ngày, cao hơn có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với tôm ở G-NT3 (13,06 ± 0,37%/ngày). Tôm ở G-NT2 vẫn có tốc độ tăng trưởng tương đối cao hơn có ý nghĩa thống kê so (p<0,05) với tôm ở G-NT1 và G-NT3 vào giai đoạn cuối của chu kỳ thí nghiệm. Tốc độ tăng trưởng tuyệt đối về khối lượng tôm cao nhất ở G-NT3 (0,45 ± 0,03 g/ngày), kế đến là tôm ở G-NT2 (0,43 ± 0,08 g/ngày), và sau cùng là tôm ở G-NT1 (0,42 ± 0,03 g/ngày), nhưng tốc độ tăng trưởng tuyệt đối về khối lượng của tôm giữa các nghiệm thức không sai biệt có ý nghĩa thống kê (p>0,05).

3.5. Tỉ lệ sống, năng suất và hệ số thức ănTỉ lệ sống của tôm sau 42 ngày nuôi giữa các

nghiệm thức dao động từ 95,0 - 97,2%, trong đó tôm ở nghiệm thức G-NT3 có tỉ lệ sống cao nhất (97,2%), nhưng sai biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) so với tỉ lệ sống của tôm ở hai nghiệm thức còn lại. Theo Aalimahmoudi et al. (2016) tôm nuôi theo một đoạn có tỉ lệ sống khoảng 85 - 90% sau 8 tuần nuôi, nhưng còn đối với tôm nuôi hình thức nuôi hai giai đoạn, tỉ lệ sống tôm đạt được khá cao dao động khoảng 95 -97%. Theo Trần Ân Phong (2013) tôm ương có kích thước lớn thì tỉ lệ sống của tôm nuôi có thể đạt đến 95% cho ao nuôi thương phẩm. Tương tự, Wasielesky et al. (2013), tôm nuôi thương phẩm sau khi đã trãi qua giai đoạn ương thuần hóa có tỉ lệ sống khoảng 93 - 98% sau 35 ngày nuôi, mặc dù thời gian nuôi của thí nghiệm này ít ngày hơn thí nghiệm hiện tại, nhưng tỉ lệ sống đạt được cũng khá phù hợp với tỉ lệ sống của tôm ở thí nghiệm (95 - 97%).

Do tỉ lệ sống ở các nghiệm thức của thí nghiệm khá cao và tôm phát triển tốt trong quá trình nuôi thương phẩm nên sản lượng đạt được ở các nghiệm thức cũng khá cao, sau 42 ngày nuôi, nghiệm thức G-NT3 có năng suất tôm cao nhất (0,67 ± 0,06 kg/m2), kế đến là tôm ở nghiệm thức G-NT2 (0,60 ± 0,08 kg/m2), và sau cùng là tôm ở nghiệm thức G-NT1 (0,55 ±0,13), mặc dù tôm thu được có khối lượng khác nhau nhưng khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) giữa các nghiệm thức. Hệ số thức ăn cao nhất của tôm ở nghiệm thức G-NT1 (1,29), kế đến là tôm ở nghiệm thức G-NT2 và G-NT3 (cùng hệ số thức ăn là 1,21).

Bảng 5. Tỉ lệ sống, năng suất của tôm khi thu hoạch và hệ số thức ăn

Giá trị trung bình ± ĐLC. Các giá trị tỉ lệ sống, năng suất và FCR sai biệt không có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức (p>0,05)


4.1. Kết luậnQua kết quả nghiên cứu cho thấy, trong mô hình

nuôi tôm từ nguồn giống ương bằng vèo có tỉ lệ sống cao nhất, tăng trưởng về chiều dài và khối lượng tốt hơn tôm nuôi từ nguồn tôm ương bằng bể nhựa và bể lót bạt.

4.2. Đề nghịDo thí nghiệm nuôi thương phẩm mới được thực

hiện trong diện tích nhỏ, do đó các thí nghiệm kế tiếp cần phải được thực hiện với quy mô lớn hơn để đưa ra kết luận chắc chắn hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Ân Phong, 2013. Ương dưỡng tôm giống: Nâng

cao tỷ lệ sống, giảm chi phí nuôi. Báo Bà Rịa Vũng Tàu, http://www.vietlinh.vn/nuoi-trong-thuy-san/tom-giong-nha-veo.asp

Apud FD, Primavera JH, Torres PL., 1983. Farming of prawns and shrimps. SEAFDEC Aquaculture Department, Iloilo, Philippines. Extension Manual (5), p 67.

Mishra JK, Samocha TM, Patnaik S, Speed M, Gandy RL, Ali A., 2008. Performance of an intensive nursery system for the Pacific white shrimp, Litopenaeus vannamei, under limited discharge condition. Aquac Eng 38:2-15.

Samocha TM, Blacher T, Cordova J, DeWind A., 2000. Raceway nursery production increases shrimp survival and yields in Ecuador. Glob. Aquac. Advocate 3(6):66-68.

Sandifer PA, Stokes AD, Hopkins JS, Smiley RA., 1991. Furtherintensification of pond shrimp culture in South Carolina. In: Sandifer PA (ed.) Shrimp culture in North America and the Caribbean. World Aquaculture Society, Baton Rouge, pp 84-95.

Speck RC, Cavalli RO, Marchiori MA., 1993. Efeito da densidade de estocagem do camarão-rosa Penaeus paulensis (Pérez-Farfante, 1967) em sistema de berçário. In: Anais do Simpósio Brasileiro sobre

Thông số G-NT1 G-NT2 G-NT3Tỉ lệ sống (%) 95,0±6,0 95,0±3,3 97,2±4,8Năng suất (kg/m2) 0,55±0,13 0,60±0,08 0,67±0,06Hệ số thức ăn FCR 1,29 1,21 1,21

94


Cultivo de Camarão. João Pessoa, PB, pp 369-383.Wasielesky, W. Jr., Heidi Atwood, Al Stokes, Craig

L. Browdy, 2006. Effect of natural production in a zero exchange suspended microbialfloc based super-intensive culture system for white shrimpLitopenaeus

vannamei. Aquaculture 258: 396-403.Zorriehzahra, M. and Banaederakhshan, R., 2015.

Early Mortality Syndrome (EMS) as new emerging threat in shrimp industry. Advances in Animal and Veterinary Sciences 3 (2): 64-72.

Effect of white-leg shrimp (Litopenaeus vannamei) postlarvae from different nursing models on growth and survival of shrimp in growout phase in hapa net

Huynh Thanh Toi, Nguyen Thi Hong VanAbstractThe studies were carried out to culture white-leg shrimp (Litopenaeus vannamei) in raining season for Artemia culture region which aimed to find out suitable aquaculture models, to make full use of culture pond, and to increase the aquaculture famers’ income in coastal Vinh Chau-Bac Lieu. Shrimp’s seeds from different nursing models: nursed in plastic bucket (P), nursed in lined plastic sheet tank (L) and nursed in happa net (H), were reared in hapa nets with three treatments: G-NT1 (shrimps from P), G-NT2 (shrimps from L) and G-NT3 (shrimps from H), shrimps were reared at 30 ind./m2 and fed with commercial diet (C.P feed). The highest survival ratio was obtained in G-NT3 (97%), weight and length was 14.4 cm/ind. and 19g/ind., respectively. No significant difference was found when compared among treatments. The highest productivity (0,67 kg/m2) was obtained in G-NT3, and no significant difference was found when compared to that obtained in others. In general, the highest survival ratio, growth and productivity in growout phase were obtained where shrimps were nursed in happa net.Keywords: White-leg shrimp, Litopenaeus vannamei, nursery, growout

Ngày nhận bài: 9/3/2017 Người phản biện: TS. Lý Văn Khánh


1 Khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ

ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG LIPID KHÁC NHAU TRONG THỨC ĂN CHẾ BIẾN LÊN SINH TRƯỞNG VÀ SINH SẢN CỦA Artemia franciscana VĨNH CHÂU

Dương Thị Mỹ Hận1, Nguyễn Văn Hòa1, Nguyễn Thị Ngọc Anh1

TÓM TẮT Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng lipid khác nhau trong thức ăn chế biến

lên tỉ lệ sống, tăng trưởng và các chỉ tiêu sinh sản của Artemia franciscana Vĩnh Châu ở điều kiện trong phòng thí nghiệm. Thí nghiệm gồm 05 nghiệm thức thức ăn có hàm lượng lipid khác nhau: 5% (nguồn lipid nguyên liệu), 7%, 9%, 11% và 13%, các nghiệm thức có cùng hàm lượng protein 30%. Thí nghiệm được tiến hành gồm hai giai đoạn: (1) Nauplii Artemia mới nở được nuôi chung ở mật độ 100 con/lít trong chai nhựa 1,5 lít, độ mặn 80‰ đến giai đoạn thành thục để xác định tỉ lệ sống và tăng trưởng; và (2) Artemia thành thục ở các nghiệm thức được nuôi từng cặp cá thể trong ống Falcon 50ml để thu các chỉ tiêu sinh sản và tuổi thọ. Kết quả cho thấy tỷ lệ sống Artemia vào ngày 14 dao động 86,0-94,6%, trong đó nghiệm thức từ 5% đến 9% lipid có kết quả tương tự nhau và cao hơn có ý nghĩa (p<0,05) so với các nghiệm thức còn lại. Tăng trưởng về chiều dài, thời gian sinh sản, tuổi thọ và tổng số phôi được sinh ra trong vòng đời của Artemia cái ở nghiệm thức 9% lipid đạt cao nhất và khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) so với các nghiệm thức còn lại. Thức ăn chế biến có hàm lượng 9% lipid và hàm lượng protein 30% được xem là thức ăn thích hợp trong nuôi Artemia franciscana.

Từ khóa: Artemia franciscana, lipid, tăng trưởng, sinh sản

I. ĐẶT VẤN ĐỀLippid đóng một vai trò quan trọng trong dinh

dưỡng giáp xác vì chúng cung cấp năng lượng và các axit béo thiết yếu (EFAs), sterol, phospholipid và các vitamin tan trong chất béo cần thiết cho hoạt động

của các quá trình sinh lý và duy trì cấu trúc sinh học và chức năng của màng tế bào (D’Abramo, 1997; Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009). Lipid có khả năng chia sẽ năng lượng với protein và giảm sản xuất chất thải chứa nitơ (D’Abramo and

95


Robinson 1989; Cho and Bureau, 2001). Tuy nhiên, hàm lượng lipid trong khẩu phần thức ăn cao có thể làm giảm đáng kể tốc độ tăng trưởng, tiêu thụ thức ăn và cũng có thể làm giảm sử dụng các chất dinh dưỡng khác dẫn đến tăng trưởng giảm (D’Abramo, 1997). Ngoài ra, theo nghiên cứu của Dương Thị Mỹ Hận và ctv (2015) thức ăn chế biến với hàm lượng protein 30 % là thích hợp. Xuất phát từ thực tế trên nghiên cứu tìm ra hàm lượng lipid trong thức ăn Artemia là cần thiết.


2.1. Vật liệu nghiên cứuArtemia franciscana dòng Vĩnh Châu (có nguồn

gốc từ SFB được thả nuôi trên ruộng muối Sóc trăng, Bạc Liêu Việt Nam từ năm 1986). Artemia được nuôi

thí nghiệm trong chai nhựa hình chóp có thể tích 1,5 lít và ống falcon 50 ml. Nước nuôi Artemia có độ mặn 80‰ được xử lý bằng chlorine nồng độ 30 ppm trước khi sử dụng.


2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệmNguyên liệu phối chế thức ăn thí nghiệm gồm

bột cá, bột đậu nành ly trích dầu, bột mì và cám gạo được phân tích thành phần sinh hóa trước khi thiết lập công thức thức ăn (Bảng 1). Thức ăn thí nghiệm được tính toán dựa trên chương trình Solver trong phần mềm Excel. Tỉ lệ protein bột cá và protein bột đậu nành là 2:1. Các nguyên liệu khác gồm dầu mực, lecithin, premix khoáng-vitamin và CMC (chất kết dính các nguyên liệu trong hỗn hợp thức ăn).

Bảng 1. Thành phần sinh hóa của nguyên liệu và thức ăn thí nghiệm (% khối lượng khô)

Thí nghiệm gồm 5 nghiệm thức thức ăn được phối chế có hàm lượng lipid khác nhau gồm lipid 5%, 7%, 9%, 11% và 13% với cùng mức protein là 30%. Mỗi nghiệm thức được lặp lại 5 lần. Thí nghiệm được bố trí trong phòng gồm 2 giai đoạn: (1) Nuôi chung quần thể Artemia ở mật độ 100 con/lít trong chai nhựa 1,5 lít, ở độ mặn 80‰ và được sục khí liên tục để đánh giá tỉ lệ sống và tăng trưởng. (2) Khi quần thể Artemia đạt giai đoạn thành thục (xuất hiện bắt cặp) tiến hành chọn ngẫu nhiên 30 cặp (Artemia cái và đực đang bắt cặp) ở mỗi nghiệm thức nuôi riêng từng cặp cá thể trong ống facol 50 ml ở độ mặn 80‰ để theo dõi các chỉ tiêu sinh sản và tuổi thọ của Artemia. Artemia được cho ăn 2 lần/ngày vào 7 và 16 giờ với khẩu phần tiêu chuẩn cho 1 con Artemia (Nguyễn Văn Hòa, 1993) tính theo khối lượng khô.

2.2.2. Thu thập số liệu Các yếu tố môi trường gồm nhiệt độ, pH đo bằng

máy 2 lần/ngày vào lúc 7 và 14 giờ. Hàm lượng TAN

(NH4+/NH3

- ) và NO2- được xác định 3 ngày/lần bằng

bộ test SERA của Đức. Ở giai đoạn nuôi chung: Các chỉ tiêu đánh giá

Artemia gồm tỉ lệ sống và tăng trưởng về chiều dài của Artemia được xác định vào ngày 7 và 14. Chiều dài của Artemia được đo từ đỉnh đầu của Artemia đến điểm cuối của chạc đuôi bằng kính hiển vi có thước đo.

Tỷ lệ sống được xác định bằng cách đếm tất cả số Artemia tại thời điểm thu mẫu so với số Artemia thả ban đầu.

Chiều dài của Artemia được xác định bằng cách bắt ngẫu nhiên 30 con ở mỗi nghiệm thức sau đó cố định Artemia bằng Lugol. Tiến hành đo chiều dài bằng kính hiển vi có thước đo. Cách đo từ đỉnh đầu của Artemia đến điểm cuối của đuôi.

Trong đó: L là chiều dài của Artemia (mm); A là số vạch đo được; γ là độ phóng đại (0,8- 4).

Nguyên liệu (%) Ẩm độ Protein Lipid Tro Xơ NFEBột cá 9,89 60,04 7,82 27,68 0,47 3,99Bột đậu nành 10,03 47,18 1,24 7,12 2,35 42,10Cám gạo 11,59 15,11 14,63 9,17 7,24 0,14Bột mì 11,76 1,96 0,20 0,34 0,14 97,34Thức ăn thí nghiệm 5% lipid 9,39 29,78 5,05 11,74 2,21 51,227% lipid 10,83 30,58 7,06 12,80 2,10 47,46 9% lipid 9,04 31,14 8,96 12,80 2,12 44,9911% lipid 9,64 31,55 10,98 11,73 2,14 43,6113% lipid 9,49 30,96 13,07 11,98 2,17 41,82

96


Ở giai đoạn nuôi riêng (từng cặp cá thể): Mỗi cặp cá thể được theo dõi đến khi Artemia cái chết để theo dõi các chỉ tiêu sinh sản và tuổi thọ của Artemia.

2.2.3. Các chỉ tiêu về vòng đời của ArtemiaThời gian tiền sinh sản: Thời gian từ khi nuôi đến

lứa đẻ đầu tiên.Thời gian sinh sản: Thời gian từ khi con cái bắt

đầu đẻ cho đến lần đẻ cuối cùng.Tuổi thọ: Tính từ lúc Artemia mới nở đến lúc chết.

2.2.4. Các chỉ tiêu sinh sản của Artemia- Tổng số phôi/con cái: Tổng số trứng cyst và

nauplii được sinh ra bởi một con cái trong vòng đời.- Số lứa đẻ: Tổng số lần đẻ của con cái trong

vòng đời.- Chu kỳ sinh sản: Thời gian giữa hai lần sinh sản

của con cái.- Sức sinh sản: Bình quân số phôi/lần đẻ của

con cái.

2.3. Phương pháp xử ly số liệuCác giá trị trung bình và độ lệch chuẩn được tính

bằng phần mềm Excel. Sự khác biệt giữa các nghiệm thức được phân tích thống kê bằng phương pháp ANOVA với phép thử DUNCAN ở mức ý nghĩa p<0,05, sử dụng chương trình SPSS 13,0.


3.1. Các yếu tố thủy ly hóaNhiệt độ, pH, TAN và NO2

- trung bình trong thời gian thí nghiệm được trình bày trong bảng 2. Thí nghiệm được thực hiện trong phòng, do đó nhiệt độ và pH giữa các nghiệm thức tương tự nhau và ít biến động trong ngày, với giá trị trung bình nhiệt độ dao động trong khoảng 29,0-30,5oC và pH từ 8,7-8,8. Nghiên cứu của Browne et al., (1988) cho rằng trong tất cả các dòng Artemia khác nhau thì dòng Artemia franciscana có khả năng chịu đựng nhiệt độ rộng nhất và dao động trong khoảng 27-32,5oC. Theo Nguyễn Văn Hòa và ctv., (2007), thì khoảng nhiệt độ và pH thích hợp cho Artemia Vĩnh Châu phát triển lần lượt là 24 - 35oC và pH 7 - 9. Do đó, nhiệt độ và pH của thí nghiệm nằm trong khoảng thích hợp cho sự phát triển của Artemia.

Hàm lượng TAN và NO2- giữa các nghiệm thức

thức ăn không khác nhau nhiều, dao động trung bình 0,88-0,96 mg/L và 0,63-0,68 mg/L. Theo Dhont and Lavens, (1996). Khi nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng NH4 và NO2

- đến tỉ lệ sống của ấu trùng Artemia Great Salt Lake cho thấy LC50 1.000 mg/L NH4 và 320 mg/L NO2

- thì ảnh hưởng không đáng kể đến hoạt động của ấu trùng Artemia. Theo các kết quả nghiên cứu thí nghiệm này, các thông số thủy lý hóa trong thí nghiệm đều nằm trong khoảng thích hợp cho sự phát triển của Artemia.

3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng lipid khác nhau đến tỷ lệ sống và tăng trưởng của Artemia

Tỷ lệ sống của Artemia sau 7 ngày nuôi đạt rất cao, dao động trung bình trong khoảng 93,4- 97,6%, khác biệt không có ý nghĩa (p>0,05) giữa các nghiệm

thức. Sau 14 ngày nuôi, tỉ lệ sống của Artemia có nhiều thay đổi trung bình đạt 86,0- 94,6%. Trong đó, ở các nghiệm thức 5% lipid, 11% và 13% lipid thì tỉ lệ sống bị giảm thấp đặc biệt là nghiệm thức 13% lipid có tỉ lệ sống thấp nhất và khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) so với các nghiệm thức còn lại (Bảng 3). Mặc dù, ở nghiệm thức 5% lipid Artemia có tỉ lệ sống thấp hơn nhưng không khác biệt có ý nghĩa (p>0,05) so với các nghiệm thức 7, 9 và 11% lipid. Kết quả cho thấy thức ăn thí nghiệm có hàm lượng lipid cao (11% và 13% lipid) đã làm giảm tỉ lệ sống của Artemia sau 14 ngày nuôi ( Bảng 3).

Nhiều nghiên cứu cho rằng đối với giáp xác thức ăn phối chế có hàm lượng lipid thấp hơn hoặc cao hơn nhu cầu có ảnh hưởng nhiều đến tỉ lệ sống của loài nuôi (Wickins and Lee, 2002; FAO, 2013).

Bảng 2. Nhiệt độ, pH, TAN và NO2- trung bình trong thời gian thí nghiệm

Nghiệm thứcNhiệt độ (oC) pH TAN

mg/LNO2

-

mg/LSáng Chiều Sáng Chiều5% lipid 29,3±0,7 30,4±0,7 8,8±0,1 8,8±0,1 0,96±0,86 0,68±0,717% lipid 29,5±0, 7 30,5±0,7 8,7±0,1 8,8±0,1 0,94±0,61 0,63±0,689% lipid 29,0±0.6 30,4±0,6 8,8±0,1 8,8±0,1 0,93±0,64 0,64±0,48

11% lipid 29,0±0.6 30,2±0,6 8,8±0,1 8,8±0,1 0,88±0,70 0,63±0,6813% lipid 29,3±0,7 30,5±0,7 8,7±0,1 8,7±0,1 0,89±0,61 0,69±0,54

97


Bảng 3 cho thấy chiều dài của Artemia vào ngày thứ 7 ở các nghiệm thức thức ăn dao động 6,46 -7,54 mm và có khuynh hướng tăng theo mức tăng lipid trong thức ăn từ 5% đến và 9% lipid và kích thước giảm ở mức lipid cao hơn (11% và 13% lipid). Kết quả thống kê biểu thị nghiệm thức 7% và 9% lipid có chiều dài lớn hơn có ý nghĩa (p<0,05) so với các nghiệm thức còn lại. Ở nghiệm thức 5% lipid Artemia có chiều dài nhỏ nhất khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với nghiệm thức 7%, 9% và 11% lipid, nhưng không khác biệt so với nghiệm thức 13% (p>0,05). Như vậy sau 7 ngày nuôi, thức ăn có hàm lượng lipid khác nhau đã ảnh hưởng đến tăng trưởng của Artemia.

Sau 14 ngày nuôi, sự khác biệt tăng trưởng về chiều dài của Artemia càng thể hiện rõ giữa các nghiệm thức thức ăn có hàm lượng lipid khác nhau. Nghiệm thức 9% lipid có tăng trưởng tốt nhất, kế đến là nghiệm thức 7% lipid, nghiệm thức 11% và 13% lipid cho kết quả tăng trưởng tương tự nhau, và kém nhất là nghiệm thức 5% lipid. Qua phân tích thống kê cho thấy nghiệm thức 5% lipid thấp hơn có ý nghĩa so với so với các nghiệm thức còn lại (p<0,05). Do đó, tăng trưởng chiều dài của Artemia sau 14 ngày nuôi có thể được xếp theo thứ tự giảm dần: 9% lipid> 7% lipid> 11% và 13% lipid> 5%lipid.

Nguyễn Thị Kim Phượng và Nguyễn Văn Hòa (2013) đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ thức ăn tôm sú số 0 và cám gạo ủ men thay thế tảo Chaetoceros trong khẩu phần ăn. Kết quả cho thấy tỉ lệ sống và tăng trưởng của Artemia vào ngày 10 và khả năng sinh sản của Aretmia cái ở nghiệm thức cho ăn kết

hợp tốt hơn nghiệm thức cho ăn đơn một loại thức ăn vì trong thức ăn tôm sú có hàm lượng lipid 7% và protein 42%. Nhiều nghiên cứu khẳng định thức ăn cung cấp cho các loài giáp xác phải đảm bảo hàm lượng lipid thích hợp để vật nuôi đạt tăng trưởng tối ưu. Nếu thức ăn có hàm lượng lipid thấp hơn hoặc cao hơn nhu cầu sẽ làm giảm tỉ lệ sống và tốc độ tăng trưởng của loài nuôi (Wickins and Lee, 2002; FAO, 2013).

Nhận định tương tự của Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn (2009), nguồn và hàm lượng lipid trong thức ăn có ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng của động vật thủy sản (ĐVTS) ở giai đoạn ấu trùng và giống cũng như giai đoạn nuôi vỗ thành thục. Thức ăn được bổ sung hàm lượng và nguồn lipid thích hợp sẽ cho tăng trưởng tối ưu.

3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng lipid khác nhau đến thời gian sinh sản và tuổi thọ của Artemia

Qua bảng 4 cho thấy thời gian tiền sinh sản của Artemia cái của nghiệm thức 7% và 9% lipid tăng trưởng về chiều dài tốt hơn và bắt đầu tham gia sinh sản sớm hơn, trung bình từ 9,6 và 9,9 ngày nhưng không khác biệt (p>0,05) so với nghiệm thức 11% lipid (10,6 ngày) và 13% lipid (11 ngày) , nhưng lại khác biệt thống kê (p<0,05) so với nghiệm thức 5% lipid (13,1 ngày). Theo Nguyễn Thị Hồng Vân và ctv. (2011) khi nuôi Artemia trong phòng thí nghiệm trong điều kiện bình thường thì thời gian tiền sinh sản trung bình của Artemia là 16,2 ngày có thể loại thức ăn tác giả sử dụng có hàm lượng lipid khác với thức ăn sử dụng ở thí nghiệm này.

Bảng 3. Ảnh hưởng của hàm lượng lipid trong thức ăn đến tỉ lệ sống và chiều dài của Artemia

Bảng 4. Ảnh hưởng của hàm lượng lipid trong thức ăn đến thời gian sinh sản và tuổi thọ của Artemia cái

Ghi chú: Bảng 3, 4, 5: Các giá trị trong cùng một cột mang chữ cái khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).

Nghiệm thức Tỉ lệ sống (%) Chiều dài (mm)

Ngày 7 Ngày 14 Ngày 7 Ngày 145% lipid 96,0±1,6a 91,4±1,8bc 6,46±0,65a 7,16±0,47a

7% lipid 97,6±1,8a 94,2±3,6c 7,24±0,38c 7,88±0,17c

9% lipid 97,4±1,5a 94,6±1,7c 7,54±0,34c 8,26±0,38d

11% lipid 94,0±3,7a 89,6±2,6b 6,78±0,36b 7,38±0,37b

13% lipid 93,4±3,9a 86,0±2,0a 6,66±0,57ab 7,38±0,58b

Nghiệm thức Thời gian tiền sinh sản (ngày)

Thời gian sinh sản (ngày)

Chu kỳ sinh sản (ngày)

Tuổi thọ (ngày)

5% lipid 13,2±2,7b 26,4 ± 5,2a 3,0 ± 1,0a 39,0 ± 4,5a

7% lipid 9,6± 1,2a 35,8 ± 3,4c 2,7 ± 0,5a 44,2 ± 2,8b

9% lpid 9,9±1,3a 38,2 ± 3,4c 2,6 ± 0,4a 48,6 ± 4,1c

11% lipid 10,6 ±1,4a 33,2 ± 4,6b 2,7 ± 0,5a 42,4 ± 4,7b

13% lipid 11,0 ±1,4a 33,0 ± 4,5b 2,7 ± 0,5a 42,8 ± 4,8b

98


Thêm vào đó, kết quả cho thấy thời gian sinh sản của Artemia cái có khuynh hướng tăng theo mức tăng lipid trong thức ăn 7% (ĐC) đến 9% và ở mức lipid cao hơn từ 11% đến 13% thì thời gian sinh sản giảm đáng kể. Ngược lại, thức ăn với hàm lượng lipid sẵn có trong nguyên liệu (5%), Artemia cái có thời gian sinh sản ngắn nhất. Kết quả thống kê cho thấy nghiệm thức 7% và 9% lipid có thời gian sinh sản (38,2 và 35,8 ngày) không khác biệt thống kê (p>0,05) cả hai nghiệm thức này cao hơn có ý nghĩa so với các nghiệm thức còn lại (26,4-33,2 ngày). Mặc dù, chu kỳ sinh sản của Artemia cái ở nghiệm thức 5% lipid dài hơn các nghiệm thức khác nhưng sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) giữa các nghiệm thức lipid dao động trung bình 2,6 - 3,0 ngày.

Tuổi thọ của Artemia cái dao động 39,0-48,6 ngày, trong đó nghiệm thức 9% lipid có giá trị cao nhất và khác biệt so với các nghiệm thức còn lại, trong khi ở nghiệm thức 5% lipid Artemia cái có tuổi thọ ngắn nhất và khác biệt thống kê (p<0,05) so với các nghiệm thức khác. Tuổi thọ của Artemia ở nghiệm thức 7%, 11% và 13% lipid khác nhau không có ý nghĩa thống kê (p>0,05).

3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng lipid khác nhau đến khả năng sinh sản của Artemia

Kết quả ở bảng 5 cho thấy ảnh hưởng của hàm lượng lipid khác nhau trong thức ăn đến khả năng sinh sản của Artemia thể hiện rất rõ bởi chênh lệch rất lớn về các chỉ tiêu sinh sản (sức sinh sản, tổng số lứa đẻ và tổng số phôi trong vòng đời của Artemia cái) giữa các nghiệm thức thức ăn. Sức sinh sản bình quân của Artemia cái dao động 62,9 - 97,9 phôi/lứa, tổng số lứa đẻ từ 7,7 đến 13,3 lần và tổng số phôi trung bình 480 -1.254 phôi/con cái.

Bảng 5. Ảnh hưởng của hàm lượng lipid trong thức ăn đến khả năng sinh sản của Artemia

Kết quả thống kê cho thấy nghiệm thức 9% lipid có các chỉ tiêu sinh sản tốt nhất gồm sức sinh sản,

tổng số lứa đẻ và tổng số phôi trong vòng đời của Artemia cái và khác biệt rất có ý nghĩa (p<0,01) so với các nghiệm thức còn lại. Nghiệm thức 5% lipid có khả năng sinh sản kém nhất.

Hình 1. Mối tương quan giữa hàm lượng lipid trong thức ăn và tổng số phôi/con cái

Tổng số phôi được sinh ra trong vòng đời của Artemia cái có liên quan đến thời gian sinh sản, tuổi thọ và sức sinh sản. Do đó, chỉ tiêu này được xem là quan trọng nhất để đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố thí nghiệm (nhiệt độ, độ mặn, thức ăn,..) đến khả năng sinh sản của Artemia cái (Sorgeloos et al., 1986). Hình 1 cho thấy mối tương quan giữa hàm lượng lipid trong thức ăn và tổng số phôi được sinh ra trong vòng đời của Artemia cái khá chặt chẽ (R2=0,824) và có ý nghĩa thống kê (p<0,05) (Bảng 5). Tổng số phôi có xu hướng tăng cao từ mức lipid 5% và đạt cao nhất với mức lipid 9%, và có xu hướng giảm từ 11% lipid trở lên. Qua kết quả này càng thể hiện rõ hàm lượng lipid trong thức ăn ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của Artemia và thức ăn có hàm lượng protein và lipid thích hợp thì Artemia sinh trưởng và sinh sản tốt hơn.

Nhiều nghhiên cứu khẳng định lippid đóng một vai trò quan trọng trong dinh dưỡng giáp xác vì chúng cung cấp năng lượng và các acid béo thiết yếu, sterol, phospholipid và các vitamin tan trong chất béo cần thiết cho hoạt động của các quá trình sinh lý và duy trì cấu trúc sinh học và chức năng của màng tế bào (D’Abramo and Robinson, 1989; Sargent et al., 1989; D’Abramo 1997; Teshima, 1997; Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009). Ngoài ra, lipid có khả năng chia sẽ năng lượng với protein và giảm sản xuất chất thải chứa nitơ (D’Abramo and Robinson 1989; Lim & Sessa, 1995; Cho and Bureau, 2001). Tuy nhiên, mức độ lipid trong khẩu phần thức ăn cao có thể làm giảm đáng kể tốc độ tăng trưởng, tiêu thụ thức ăn và cũng có thể làm giảm sử dụng các chất dinh dưỡng khác dẫn đến tăng trưởng giảm (D’ Abramo, 1997).

Nghiệm thức

Sức sinh sản (số

phôi/lứa)

Tổng số

lần đẻ (lần)

Tổng số phôi/con

cái

5% lipid 62,9±13,8a 7,7± ,0a 480±147a

7% lipid 86,3±9,4c 11,4±1,3c 985±149c

9% lipid 97,2±8,9d 13,3±1,5d 1254±150d

11% lipid 76,9±9,8b 9,8±1,6b 850±115b

13% lipid 75,6±8,2b 9,9±1,4b 743±98b

400500600700800900

10001100120013001400 y = -33.92x2 + 629.9x - 1788

R² = 0.824

5 7 9 11 13

Tổng

số p

hôi/c

on c

ái

Hàm lượng lipid (%) trong thức ăn

99


Tóm lại, trong thí nghiệm này, thức ăn phối chế có cùng hàm lượng protein là 30% với các mức lipid khác nhau từ 5% đến 13%. Kết quả cho thấy các chỉ tiêu về tỷ lệ sống, tăng tưởng chiều dài, thời gian sinh sản, tuổi thọ và các chỉ tiêu sinh sản (số lứa đẻ, sức sinh sản và tổng số phôi trong vòng đời của Artemia cái) ở nghiệm thức thức ăn 9% lipid là tốt nhất, kế đến là nghiệm thức 7% lipid và giảm ở mức lipid cao hơn. Đặc biệt, nghiệm thức 5% thì các chỉ tiêu trên của Artemia có các giá trị thấp nhất.

Nguyên nhân có thể do ở nghiệm thức thức ăn 5% lipid là nguồn lipid sẵn có chủ yếu từ nguồn lipid của bột cá và cám gạo. Ngược lại, các nghiệm thức thức ăn có hàm lượng lipid từ 7% trở lên, ngoài nguồn lipid nguyên liệu còn được bổ sung dầu mực và lecithin với thành phần chất béo đa dạng hơn nhằm đảm bảo hàm lượng lipid theo mục tiêu của thí nghiệm, đồng thời lượng dầu mực và lecithin được bổ sung tăng theo mức tăng của lipid trong thức ăn (Bảng 1). Điều này có thể xảy ra 2 khả năng (1) nghiệm thức thức ăn 5% lipid từ nguyên liệu, có thể thức ăn của nghiệm thức này thiếu một số chất dinh dưỡng quan trọng hoặc thiếu một số acid béo thiết yếu mạch cao không no hoặc nếu có với lượng thấp có thể không đáp ứng nhu cầu của Artemia. (2) các nghiệm thức thức ăn 7%, 9%, 11% và 13% lipid thì được bổ sung dầu mực và lecithin tăng theo mức tăng lipid và sự gia tăng này có thể đồng nghĩa với việc bổ sung một số chất dinh dưỡng quan trọng hoặc một số acid béo thiết yếu mạch cao không no giúp cải thiện tất cả hoạt động sống của Artemia. Tuy nhiên, ở nghiệm thức 7% lipid được bổ sung ít hơn có thể chưa thỏa mãn nhu cầu Artemia trong khi ở nghiệm thức 11% và 13% việc bổ sung lipid nhiều hơn có thể dẫn đến thừa một số acid béo vượt nhu cầu của Artemia. Như vậy, với các nguồn nguyên liệu trong thí nghiệm này thức ăn phối chế có hàm lượng lipid 9% có thể được xem là thích hợp cho Artemia tăng trưởng và sinh sản.


4.1. Kết luậnTừ kết quả thí nghiệm cho thấy thức ăn phối chế

với hàm lượng lipid 9%, protein 30% được xem là thức ăn thích hợp cho Artemia sinh trưởng và sinh sản.

4.2. Đề nghịCần nghiên cứu tiếp về phối chế thức ăn có hàm

lượng acid béo thiết yếu nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng của trứng bào xác và sinh khối Artemia.

TÀI LIỆU THAM KHẢODương Thị Mỹ Hận, Nguyễn Văn Hòa, Nguyễn Thị

Ngọc Anh, 2016. Ảnh hưởng của hàm lượng Protein khác nhau trong thức ăn lên sinh trưởng và sinh sản của Artemia franciscana Vĩnh Châu. Tạp chí Khoa học và phát triển, Học viện Nông nghiệp Vệt Nam, 1-9.

Nguyễn Tấn Sỹ, 2012. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn, mật độ nuôi và thức ăn đến năng suất và chất lượng sinh khối Artemia franciscana nuôi trong ao đất tại Cam Ranh. Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học Nha Trang, 131 trang.

Nguyễn Thị Hồng Vân, Nguyễn Đình Thọ, Nguyễn Văn Hòa, 2011. Ảnh hưởng của nhiệt độ, lượng thức ăn và cường độ chọn giống lên kích thước trứng bào xác Artemia qua các thế hệ. Kỷ yếu hội nghị khoa học lần 4. Nhà xuất bản nông nghiệp, 114-124

Nguyễn Thị Kim Phượng và Nguyễn Văn Hòa, 2013. Ảnh hưởng của khẩu phần thức ăn lên sinh trưởng và một số chỉ tiêu sinh sản của Artemia franciscana (dòng Vĩnh Châu). Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ, 34-42.

Nguyễn Văn Hòa (chủ biên), Nguyễn Thị Hồng Vân, Nguyễn Thị Ngọc Anh, Pham Thị Tuyết Ngân, Huỳnh Thanh Tới, Trần Hữu Lễ, 2007. Artemia nghiên cứu và ứng dung trong nuôi trồng thủy sản. Nhà xuất bản Nông nghiệp. 134 trang.

Trần Thị Thanh Hiền và Nguyễn Anh Tuấn, 2009. Dinh dưỡng và thức ăn thủy sản. Nhà xuất bản Nông nghiệp. 191 trang.

Browne, R.A., Davis, L.E. and Sallee S.E., 1988. Efects of temperature and relative fitness of sexual and asexual brine shrimp Artemia. In : J. Exp. Mar. Biol. Ecol., vol.124, page : 1-20.

Catacutan, M. R., 2002. Growth and body composition of juvenile mud crab, Scylla serrata, fed different dietary protein and lipid levels and protein to energy ratios. Aquaculture. Volume 208, Issues 1-2, 31 May 2002, Pages 113-123.

Cho, C.Y. & Bureau, D.P., 2001. A review of diet formulation strategies and feeding systems to reduce excretory and feed wastes in aquaculture. Aquacult. Res., 32, 349-360.

D’Abramo, L.R. & Robinson, E.H., 1989. Nutrition of crayfish. CRC Crit. Rev. Aquat. Sci., 1, 711–728.

D’Abramo, L.R., 1997. Triacylglycerols and fatty acids. In: Crustacean Nutrition, Vol. 6 (D’Abramo, L.R., Conklin, D.E. & Akiyama, D.M. eds), pp. 71–84. Advances in World Aquaculture, World Aquaculture Society, Baton Rouge, Louisiana, USA.

Dhont, J., Lavens,P., 1996. Tank production and use of ongrown Artemia. In: Manual on the production and use of live food for aquaculture (Editors). FAO

100


Fisheries Technical Paper. No. 361. Rome, FAO. 1996. 295p.

FAO, 2013. On-farm feedingand feed management in aquaculture. (Ed.) Hasan, M.R. Hasan and New M.B. FAO Fisheries and Aquaculture Technical Paper No. 578. Rome, 90 pp.

Lim, L.C., Soh, A., Dhert, P. and Sorgeloos, P., 2001. Production and application of ongrown Artemiain freshwater ornamental fish farm. Aquaculture Economics and Management 5, 211-228.

Nguyen Van Hoa, 1993. Effect of Environment Conditions on the Quantitative Feed Requirements

of the Brine Shrimp A. franciscana (Kellogg). Thesis Submitted in Partial Fulfilment of the Requirements for the Academic Degree of Master of Science in Aquaculture. University of Ghent.

Sorgeloos, P., Lavens, P., Lesger, P., Tackaert, W., Versichele, D., 1986. Manual for the culture and use of brine shrimp Artemia in aquaculture. Artemia Reference Center. Faculty of Agriculture. State University of Ghent, Belgium. 320 pages.

Wickins, J.F. and Lee, D.O’C. 2002. Crustacean Farming, Ranching and Culture, Second edition. Blackwell Science Ltd., Oxford. 434 pp.

Effect of dietary lipid levels in formulated feeds on survival, growth and reproductive characteristics of Artemia franciscana Vinh Chau

Duong Thi My Han, Nguyen Van Hoa and Nguyen Thi Ngoc AnhAbstract The study was conducted to evaluate the effect of dietary lipid levels in formulated feeds on survival, growth and reproductive characteristics of Artemia franciscana Vinh Chau in laboratory conditions. There were five isonitrogenous diets containing 30% crude protein with increasing dietary lipid levels of 5% (lipid source from feed ingredients), 7%, 9%, 11% and 13%. This experiment was divided two stages: Artemia were cultured until reaching the mature stage to monitor the growth indicators and thirty pairs of mature Artemia were taken from the same treatment for recording reproductive characteristics. After 14 days of culture, survival rates of Artemia ranged from 86.0 to 94.6%, of which diets containing from 5% to 9% lipid were similar (p>0.05), and significantly higher than other feeding treatments (p<0.05). Growth in length, reproductive period, life span and total offspring per Artemia female in the 9% lipid diet attained the highest values, and statistically differed (p<0.05) from the remaining treatments. Besides, proximate composition of Artemia biomass in which their lipid was increased according to the lipid level in formulated feed while water contents of Artemia decreased with increasing levels of dietary lipid. These results indicated that formulated feed containing 30% protein and 9% lipid could be an appropriate diet for rearing Artemia franciscana.Key words: Artemia franciscana, lipid, survival, growth

Ngày nhận bài: 03/02/2017Người phản biện: Lý Văn Khánh


1 Khoa Thủy sản - Trường Đại học Cần Thơ

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC LOẠI GIÁ THỂ LÊN SỰ PHÁT TRIỂN VÀ TỶ LỆ SỐNG CỦA ẤU TRÙNG BA KHÍA (Sesarma sederi)

ƯƠNG TRONG HỆ THỐNG NƯỚC XANH VÀ NƯỚC TRONGChâu Tài Tảo1, Trần Ngọc Hải1

TÓM TẮTNghiên cứu nhằm xác định các loại giá thể tốt nhất cho tăng trưởng và tỷ lệ sống của ba khía-1. Thí nghiệm gồm

6 nghiệm thức ương ấu trùng ba khía từ Zoea-4 đến ba khía-1 với các loại giá thể là lưới cước đen, dây nylon và lưới lan trong hệ thống nước xanh và nước trong. Kết quả nghiên cứu cho thấy ương trong hệ thống nước xanh hay nước trong khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) về tăng trưởng, tỉ lệ sống và năng suất. Tỷ lệ sống và năng suất của ba khía-1 ở nghiệm thức giá thể bằng dây nylon thấp hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với giá thể bằng lưới cước đen và lưới lan; trong đó giá thể bằng lưới lan là tốt nhất.

Từ khóa: Ấu trùng ba khía, giá thể, tăng trưởng, tỷ lệ sống

101


I. ĐẶT VẤN ĐỀBa khía là đối tượng có giá trị kinh tế và đang

được khai thác quá mức ở các vùng ven biển Kiên Giang, Bạc Liêu, Cà Mau, Trà Vinh... và có nguy cơ cạn kiệt trong thời gian sắp tới. Theo cơ sở thu mua ba khía ở tỉnh Trà Vinh thì hiện nay lượng ba khía giảm nhiều so với 7 - 8 năm trước, sản lượng cơ sở thu gom ngày nào nhiều cũng chỉ khoảng 20 - 30% sản lượng so với trước đây (Bộ Nông Nghiệp và PTNT, 2014). Hiện nay mô hình thí điểm nuôi ba khía triển khai tại ấp Giồng Kè xã Bình Giang, huyện Hòn Đất với diện tích trên 1.100 ha đất rừng phòng hộ bước đầu đem lại thu nhập ổn định cho người dân (Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh Kiên Giang, 2014). Từ đó mô hình nuôi ba khía được nhân rộng nhiều nơi thuộc tỉnh Kiên Giang, nguồn giống thả nuôi chủ yếu là khai thác tự nhiên, khi thả nuôi còn hao hụt nhiều ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của người nuôi. Hiện nay nghiên cứu đã xác định được độ mặn thích hợp cho ương ấu trùng ba khía (Trần Ngọc Hải và Châu Tài Tảo, 2017); nghiên cứu xác định được mật độ và thức ăn cho các giai đoạn phát triển của ấu trùng ba khía (Lâm Huỳnh Phúc, 2014; Nguyễn Nghi Lễ, 2017). Tuy nhiên tỷ lệ sống của ba khía-1 chưa cao vì ba khía có tập tính ăn nhau, để cải thiện tỷ lệ sống của ấu trùng ba khía thì tìm ra loại giá thể thích hợp cho ba khía bám để hạn chế ăn nhau là rất cần thiết.

II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nguồn nướcNước ót có độ mặn 80‰ được pha với nước ngọt

(nước máy thành phố) để được độ mặn 20‰, sau đó xử lý bằng chlorine với nồng độ 50 g/m3, sục khí mạnh cho hết chlorine rồi bơm qua ống vi lọc 1 µm trước khi sử dụng.

2.2. Nguồn ấu trùngẤu trùng được thu từ ba khía mẹ mang trứng

cho nở tại trại thực nghiệm nước lợ Khoa Thủy sản - Trường Đại học Cần Thơ. Chọn ấu trùng khỏe mạnh rồi tắm bằng formol 200 ppm trong 30 giây trước khi bố trí vào bể ương 2 m3 đến giai đoạn Zoea-4 thì thu và bố trí thí nghiệm.

2.3. Bố trí thí nghiệmThí nghiệm hai nhân tố gồm 6 nghiệm thức ương

ấu trùng ba khía từ Zoea-4 đến ba khía-1 với các loại giá thể là lưới cước đen, dây nylon và lưới lan trong hệ thống nước xanh và nước trong, mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần, cách bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên, bể ương ấu trùng ba khía có thể tích 100 lít, mật độ 100 con/lít và được sục khí liên tục, độ mặn 20‰ (Trần Ngọc Hải và Châu Tài Tảo, 2017). Lượng giá thể cho vào bể ương của các nghiệm thức bằng nhau dựa vào diện tích bề mặt của từng loại giá thể. Lượng giá thể cho vào bể chiếm 50 % thể tích bể ương, giá thể được đặt đều trong bể ương.

2.4. Chăm sóc và cho ănThức ăn của ấu trùng ba khía là Frippak-150

và Artemia nở (Nguyễn Nghi Lễ, 2017). Mỗi ngày cho ấu trùng ba khía ăn 8 lần, cách 3 giờ cho ăn 1 lần. Các nghiệm thức cho ăn giống nhau và cho ăn theo nhu cầu. Tảo Chlorella từ nguồn tảo cá rô phi được cấp vào các nghiệm thức nước xanh với mật độ 60.000 tế bào/mL trước khi bố trí ấu trùng Zoea-4. Trong hệ thống nước xanh không thay nước và tảo được duy trì trong suốt quá trình ương nuôi. Định kỳ 3 ngày kiểm tra mật độ tảo 1 lần. Đối với hệ thống

nước trong định kỳ 3 ngày siphon và thay nước 1 lần, mỗi lần thay 20% nước bể ương.

2.5. Các chỉ tiêu theo dõiCác chỉ tiêu theo dõi gồm: Nhiệt độ, pH được đo

2 lần/ngày, TAN, NO2-, đo 4 ngày/lần bằng test sera

của Đức. Tăng trưởng về chiều dài được xác định ở các giai đoạn Megalopa và ba khía-1. Chiều dài ba khía được đo bằng kính hiển vi có trắc vi thị kính. Mỗi giai đoạn đo 30 cá thể/bể, giai đoạn Megalopa đo chiều dài, ba khía-1 đo chiều rộng mai (CW). Tỷ

Hình 1. Các loại giá thể làm thí nghiệmLưới cước đen Dây nilon Lưới lan

102


lệ sống và năng suất được xác định ở giai đoạn ba khía-1.

2.6. Phương pháp xử ly số liệuCác số liệu được thu thập tính toán giá trị trung

bình, độ lệch chuẩn và tỷ lệ phần trăm, sử dụng phần mềm Microsolf Excel của office 2013. So sánh sự khác nhau giữa các nghiệm thức áp dụng phương pháp ANOVA (SPSS 13,0) với phép thử DUNCAN ở mức ý nghĩa p<0,05.


3.1. Biến động các yếu tố môi trường trong bể ương của các nghiệm thức

Nhiệt độ của các nghiệm thức trong thời gian thí nghiệm dao động không lớn, nhiệt độ buổi sáng nằm trong khoảng 28,2 - 28,5ºC, nhiệt độ buổi chiều dao động từ 29,3 - 29,8ºC. Theo Nguyễn Nghi Lễ và ctv, (2016) ương ấu trùng ba khía ở các mật độ khác nhau cho thấy nhiệt độ vào buổi sáng từ 27,20C đến 27,40C và buổi chiều từ 29,10C đến 29,40C thì ấu trùng ba khía phát triển tốt. Qua đó cho thấy nhiệt độ ở các nghiệm thức đều nằm trong khoảng tối ưu cho sự phát triển của ấu trùng ba khía.

pH là yếu tố quan trọng và có sự ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến quá trình sinh trưởng và phát triển của ấu trùng các loài thủy sản. Qua kết quả thí nghiệm này cho thấy pH vào buổi sáng là 7,4 - 7,8 và buổi chiều 8,1 - 8,2. Theo Swingle (1969) pH thích

hợp cho ương nuôi giáp xác 6,5 - 9. Như vậy giá trị pH ở các nghiệm thức phù hợp với sự sinh trưởng và phát triển của ấu trùng ba khía.

Hàm lượng TAN đo được ở các nghiệm thức dao động từ 0,21 mg/L đến 0,61 mg/L. Trong quá trình thí nghiệm có thay nước định kỳ nên hàm lượng TAN ở các nghiệm thức ở mức thấp. Lâm Huỳnh Phúc (2014) cho rằng hàm lượng TAN nhỏ hơn 0,79 mg/L ấu trùng ba khía phát triển tốt. Từ đó cho thấy trong thí nghiệm này hàm lượng TAN nằm trong giới hạn cho phép ương nuôi ấu trùng.

Theo Trương Quốc Phú và ctv (2006) hàm lượng NO2

- trong môi trường nước thích hợp nhất cho đời sống thủy sinh vật là 0 - 0,5 ppm, vừa là 0,5 - 2 ppm và xấu khi lớn hơn 2 ppm. Kết quả thí nghiệm cho thấy hàm lượng NO2

- dao động từ 0,22 - 1,01 ppm. Trong thí nghiệm này hàm lượng Nitrite ở các nghiệm thức có sự gia tăng ở giai đoạn sau do sự tích lũy dinh dưỡng trong quá trình ương nhưng kết quả đo được vẫn nằm trong ngưỡng thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của ấu trùng.

Độ kiềm của các nghiệm thức dao động từ 105,3 - 109,9 mg CaCO3/L. Theo Lý Văn Khánh và ctv (2015), nghiên cứu ảnh hưởng của độ kiềm đến tỷ lệ biến thái và tỷ lệ sống của ấu trùng cua biển Scylla paramamosain, cho rằng ương ấu trùng cua biển tốt nhất từ 80-120 mg CaCO3/L. Như vậy độ kiềm vẫn nằm trong khoảng thích hợp cho ấu trùng ba khía phát triển tốt .

3.2. Chiều dài của Megalopa và chiều rộng mai ba khía-1 của các nghiệm thức

Kết quả phân tích chiều dài của Megalopa và chiều rộng mai của ba khía-1 được trình bày ở bảng 2. Qua kết quả cho thấy khi sử dụng 3 loại giá thể khác nhau ở giai đoạn Megalopa có chiều dài trung bình của ấu trùng qua các nghiệm thức chênh lệch không nhiều giữa 2 hệ thống nước xanh và nước

trong. Sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05). Kết quả chiều dài của Megalopa và chiều rộng mai của ba khía 1 cao nhất là nghiệm thức có sử dụng giá thể lưới lan trong hệ thống nước xanh lần lượt là 1,67 mm và 1,37 mm và nước trong là 1,70 mm và 1,37 mm, kế đến là nghiệm thức sử dụng dây nylon trong hệ thống nước xanh là 1,69 mm và 1,37 mm và hệ thống nước trong là 1,63 mm và 1,34

Bảng 1. Biến động các chỉ tiêu môi trường bể ương của các nghiệm thúc

Chỉ tiêuNước xanh Nước trong

Lưới cước đen Dây nylon Lưới lan Lưới cước đen Dây nylon Lưới lanNhiệt độ

(oC)Sáng 28,3±0,1 28,5±0,2 28,4±0,3 28,2±0,4 28,4±0,2 28,2±0,3Chiều 29,8±0,3 29,7±0,2 29,4±0,4 29,3±0,2 29,4±0,3 29,8±0,4

pHSáng 7,6±0,3 7,7±0,2 7,4±0,1 7,7±0,3 7,8±0,4 7,6±0,2Chiều 8,2±0,4 8,1±0,2 8,2±0,3 8,1±0,1 8,2±0,3 8,1±0,2

TAN (mg/L) 0,21±0,03 0,26±0,11 0,44±0,04 0,57±0,13 0,61±0,18 0,45±0,22NO2

- (mg/L) 0,22±0,12 0,32±0,11 0,46±0,25 0,83±0,23 1,01±0,24 0,74±0,16Độ kiềm (mg CaCO3/L) 109,4±3,7 106,9±2,2 107,4±2,9 109,9±3,2 106,2±2,8 105,3±1,7

103


mm và nghiệm thức sử dụng lưới cước đen trong hệ thống nước xanh có chiều dài ngắn nhất là 1,67 mm và 1,36 mm và hệ thống nước trong là 1,67 mm và 1,35 mm. Theo Lâm Huỳnh Phúc (2014), giai đoạn ba khía-1 ở 3 nghiệm thức mật độ 75, 50, 25 con/L thì ba khía-1 có chiều rộng mai lần lượt là 1,44 mm, 1,47 mm và 1,49 mm. Qua kết quả thí nghiệm cho thấy kích cỡ của ấu trùng ba khía nhỏ hơn so với nghiên cứu của Lâm Huỳnh Phúc (2014) do mật độ ương cao hơn dẫn đến ba khía-1 nhỏ hơn.

Bảng 2. Chiều dài (mm) của Megalopa và chiều rộng mai (mm) ba khía 1 (nhân tố hệ thống nước xanh và

nước trong không tương tác với các loại giá thể, p>0,05)

Ghi chú: Bảng 2, 3, 4: Các số liệu trong cùng giai đoạn và cùng một hàng a, b hoặc một cột A, B khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).

3.3. Tỷ lệ sống của ba khía-1Từ kết quả của bảng 3 cho thấy tỉ lệ sống của ba

khía-1 trong hai hệ thống nước xanh và nước trong khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05). Tuy nhiên khi ương ở nghiệm thức có giá thể lưới lan thì cho tỉ lệ sống cao nhất (30,3%), kế đến là nghiệm thức có giá thể lưới cước đen (27,4%) khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với nghiệm thức có giá thể dây nilon là (23,1%). Tỉ lệ sống của ba khía-1 ở hệ thống nước xanh là (27,6%) và hệ thống nước trong (26,3%) khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05). Trần Ngọc Hải và ctv (2017) thí nghiệm ương ấu trùng ba khía ở các độ mặn khác nhau cho kết quả tỷ lệ sống của ba khía-1 dao động từ 2,3 đến 16,9%. Trần Ngọc Hải và ctv (2008) kết hợp 2 loại giá thể là chùm nylon và lưới cước đen ở đáy bể để ương ấu trùng ghẹ xanh cho kết quả về tỉ lệ sống cao hơn sử dụng đơn lẻ từng loại giá thể. Lâm Huỳnh Phúc (2014) ương ấu trùng ba khía ở các mật độ ương và chế độ cho ăn khác nhau thì ở giai đoạn ba khía-1 có tỉ lệ sống cao nhất là (21,89±2,77%) ở mật độ

ương 25 con/L và thấp nhất ở mật độ ương 75 con/L (15,68 ± 3,26%). Theo Trần Minh Nhứt (2010) ương ấu trùng cua từ giai đoạn Zoea 5 đến cua-1 trong bể 50 lít, tỷ lệ sống trung bình cua-1 dao động (9,63 - 24,57%). Theo Đoàn Xuân Diệp (2005) khi ương ấu trùng ghẹ xanh với các mật độ ương khác nhau ở hệ thống nước xanh thì cho tỉ lệ sống đến giai đoạn ghẹ-1 cao nhất (12,44 ± 3,97%) ở mật độ 100 con/L và thấp nhất ở mật độ 400 con/L (3,95 ± 0,61%). Qua kết quả thí nghiệm cho thấy tỷ lệ sống của ba khía-1 tương đối cao so với cua biển, ghẹ xanh.

Bảng 3. Tỷ lệ sống (%) của ba khía-1 (nhân tố hệ thống nước xanh và nước trong không tương tác với các loại giá thể p>0,05)

3.4. Năng suất của ba khía-1 Quả Bảng 4 cho thấy năng suất chung của ba

khía-1 ở hệ thống nước xanh cao hơn hệ thống nước trong nhưng khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05). Tuy nhiên nghiệm thức các loại giá thể khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05). Năng suất cao nhất là nghiệm thức lưới lan (30 con/L) kế đến là lưới cước đen (27 con/L) khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với giá thể bằng dây nylon. Theo Nguyễn Nghi lễ (2017) ương ấu trùng ba khía mật độ 100 con/L giá thể bằng lưới thì năng suất của ba khía-1 là 29 con/L. Kết quả thí nghiệm này sử dụng giá thể bằng lưới lan cao hơn.

Bảng 4. Năng suất (con/L) của ba khía-1 (nhân tố hệ thống nước xanh và nước trong không tương tác với các loại giá thể p>0,05)


4.1. Kết luận- Ương ấu trùng ba khía trong hệ thống nước

xanh và nước trong ở các loại giá thể khác nhau khác biệt không có ý nghĩa thống kê về tăng trưởng, tỷ lệ sống và năng suất.

Giai đoan Megalopa

Nước xanh

Nước trong TB Tổng

Lưới cước đen 1,67±0,01 1,67±0,01 1,67±0,01A

Dây nylon 1,69±0,02 1,63±0,07 1,67±0,06A

Lưới lan 1,67±0,02 1,70±0,06 1,69±0,02A

TB tổng 1,68±0,02a 1,67±0,05a

Giai đoạn Ba khía-1 Nước xanh Nước

trong TB Tổng

Lưới cước đen 1,36±0,01 1,35±0,04 1,36±0,03A

Dây nylon 1,37±0,06 1,34±0,01 1,36±0,01A

Lưới lan 1,37±0,02 1,37±0,01 1,37±0,01A

TB tổng 1,37±0,01a 1,36±0,02a

Tỉ lệ sống (%) Nước xanh Nước trong TB tổngLưới cước đen 28,3±2,4 26,4±2,0 27,4±2,2B

Dây nylon 24,4±4,1 21,9±2,7 23,1±3,4A

Lưới lan 30,0±1,8 30,5±1,7 30,3±1,6B

TB tổng 27,6±3,5a 26,3±4,2a

Năng suất (con/L) Nước xanh Nước trong TB tổng

Lưới cước đen 28±3 26±2 27±2B

Dây nylon 24±5 22±3 23±4A

Lưới lan 30±2 30±2 30±2B

TB tổng 28±4a 26±4a

104


- Ương ấu trùng ba khía từ Zoea-4 đến ba khía-1 với loại giá thể bằng lưới lan thì chiều rộng mai (1,37 ± 0,01 mm), tỷ lệ sống (30,3 ± 1,6%) và năng suất (30 ± 2 con/L) của ba khía-1 là tốt nhất.

4.2. Đề nghịCó thể ứng dụng ương ấu trùng ba khía từ Zoea-

4 đến ba khía-1 ở mật độ 100 con/L với loại thức ăn là Artemia nở và Frippak-150, bổ sung giá thể bằng lưới lan từ giai đoạn megalopa.

TÀI LIỆU THAM KHẢOBộ Nông Nghiệp và PTNT, 2014. Loài ba khía có nguy

cơ cạn kiệt. Truy cập từ Website http://wcag.mard.gov.vn/pages/news detail.aspx?NewsId=17531. Ngày truy cập 05/09/2016.

Đoàn Xuân Diệp, 2005. Thực nghiệm sinh sản nhân tạo và ương nuôi ấu trùng ghẹ xanh (Portunus pelagicus) trong hệ thống nước xanh và nước tuần hoàn. Luận văn cao học ngành nuôi trồng thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ.

Trần Ngọc Hải và Trần Minh Nhứt, 2008. Ảnh hưởng của mật độ ương, Artemia và giá thể lên sự phát triển và tỷ lệ sống ấu trùng ghẹ xanh (Portunus pelagicus). Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Cần Thơ, quyển 2:124 - 132.

Trần Ngọc Hải và Châu Tài Tảo, 2017. Ảnh hưởng của độ mặn lên tăng trưởng và tỷ lệ sống của ấu trùng ba khía (Sesarma sederi). Tạp chí Nông nghiệp và PTNT, số 3+4:183-189.

Ly Văn Khánh, Võ Nam Sơn, Châu Tài Tảo và Trần Ngọc Hải, 2015. Ảnh hưởng của độ kiềm đến tỷ

lệ biến thái và tỷ lệ sống của ấu trùng cua (Scylla paramamosain). Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Cần Thơ số 38: 61- 65.

Nguyễn Nghi Lễ, Châu Tài Tảo, 2016. Ảnh hưởng của mật đô lên sự phát triển và tỷ lệ sống của âu trùng ba khía (Sesarma sederi) ương trong hệ thống nươc xanh và nươc trong. Tap chi Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 12: 80-85.

Nguyễn Nghi Lễ, 2017. Nghiên cứu ương ấu trùng ba khía (Sesarma sederi) theo 2 hệ thống nước xanh và nước trong. Luận văn cao học ngành nuôi trồng thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ.

Trần Minh Nhứt, 2010. Ương ấu trùng cua biển (Scylla paramamosain) hai giai đoạn và khẩu phần ăn khác nhau. Luận văn cao học ngành nuôi trồng thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ.

Trương Quốc Phú, Nguyễn Lê Hoàng Yến và Huỳnh Trường Giang, 2006. Giáo trình Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sản. Khoa thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ.

Lâm Huỳnh Phúc, 2014. Ảnh hưởng của thức ăn, mật độ và độ mặn lên tăng trưởng và tỷ lệ sống trong ương nuôi ấu trùng ba khía (Sesarma sederi). Luận văn cao học ngành nuôi trồng thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ.

Sở Nông nghiệp và PTNT Kiên Giang, 2014. Hiệu quả từ mô hình nuôi ba khía. Truy cập từ Website http://sonongnghiepkiengiang.gov.vn. Ngày truy cập 8/11/2016.

Swingle. H. S., 1969. Methods of analysis for waters, organic matter and pond bottom soils in fisheries research. Publisher not identified, page 238.

Effect of substrate materials on growth performance and survival rate of red claw crab larvae (Sesarma sederi) cultured in green water and open system

Chau Tai Tao and Tran Ngoc HaiAbstract The study aimed to determine the best substrate material for the growth and survival rate of crab-1 stage of red claw crab. The experiment had six treatments to nurse Zoea-4 to crab-1 with three kinds of substrates such as “black nylon net”, “nylon tape string” and “orchid net” in the green and clear water systems. Results indicated that there were not significant difference (p>0.05) of growth, survival rate and productivity of red claw crab between nursing in green and in clear water systems. The productivity and survival rate of crab-1 at nylon substrate treatment were lower than those of nylon tape string and “orchid net” and differences were significant at p<0.05; the treatment using “orchid net” had the best results in term of growth and survival rate of crab-1.Key words: Red claw crab larvae, substrate material, growth, survival rate

Ngày nhận bài: 09/02/2017Người phản biện: TS. Lý Văn Khánh


105


I. ĐẶT VẤN ĐỀCá nâu là loài có giá trị kinh tế cao, có nhiều ưu

điểm như là loài rộng muối, sức sống cao, thức ăn chủ yếu là mùn bã hữu cơ và thực vật thủy sinh là đối tượng mang những nét đặc trưng của vùng ven biển (Nguyễn Thanh Phương và ctv., 2004; Võ Thành Tiếm, 2004) . Việc đưa cá nâu vào nuôi rộng rãi sẽ góp phần làm đa dạng hóa đối tượng nuôi, đồng thời làm tăng tính hiệu quả và bền vững cho nuôi trồng thủy sản. Các nghiên cứu về cá nâu còn rất hạn chế, chỉ mới một số nghiên cứu bước đầu về hình thái phân loại, thành phần giống loài (Mai Đình Yên, 1992; Trương Thủ Khoa và Trần Thị Thu Hương, 1993; Barry et al., 1992), sự phân bố (Nguyễn Hữu Phụng, 1995; Nguyễn Tấn Trịnh và ctv., 1996), mô tả hình thái (Võ Văn Chi, 1993) và một số đặc điểm sinh học (Võ Thành Tiếm, 2004; Nguyễn Thanh Phương và ctv, 2004; Nguyễn Thanh Phương và ctv, 2008). Tuy nhiên nuôi cá nâu còn gặp nhiều khó khăn như không chủ động được con giống, mật độ nuôi chưa phù hợp và quan trọng hơn là vấn đề sử dụng thức ăn chưa hợp lý. Để nuôi cá nâu đạt hiệu quả cao không những cần con giống tốt, mật độ nuôi phù hợp, các yếu tố môi trường thuận lợi mà loại thức ăn và khẩu phần ăn, cũng như tận dụng nguồn thức tự nhiên đóng vai trò vô cùng quan trọng. Chính vì vậy nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá khả năng tận dụng tối ưu nguồn thức ăn tự nhiên trong quá trình nuôi cá nâu, góp phần làm cơ sở để hoàn thiện quy trình nuôi cá nâu.


2.1. Vật liệu nghiên cứu- Nguồn nước: Nước thí nghiệm 5‰ được pha

từ nước ót 90‰ và nước máy sinh hoạt, sau đó xử

lý bằng chlorine với lượng 50 g/m3 và sục khí mạnh đến khi hết chlorine.

- Nguồn cá giống: Cá nâu giống có khối lượng trung bình khoảng 4,69 được mua từ nguồn cá nâu thu gom ngoài tự nhiên ở Cà Mau.


2.2.1. Bố trí thí nghiệmThí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên

với 3 nghiệm thức: (i) periphyton + thức ăn công nghiệp; (ii) phytoplankton + thức ăn công nghiệp và (iii) chỉ sử dụng thức ăn công nghiệp (TACN); mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần. Các bể nuôi có thể tích nước 10 m3/bể và được sục khí liên tục. Cá nâu giống có khối lượng trung bình 4,69 ± 1,95 g/con được nuôi ở mật độ 10 con/m3 và độ mặn 5‰. Thời gian nuôi là 4 tháng.

2.2.2. Chăm sóc và quản lýNghiệm thức periphyton + TACN và nghiệm

thức phytoplankton + TACN, nước được cấp vào bể trước khi thả cá 2 tuần đồng thời được bón hỗn hợp (10 g NPK, 10 g urê và 20 g bột cá)/10 m3 nước nhằm tạo periphyton và phytoplankton làm thức ăn cho cá. Bên cạnh đó, định kỳ 2 tuần/lần bón hỗn hợp (10 g NPK, 10 g urê và 20 g bột cá)/10 m3 nước nhằm duy trì sự phát triển của periphyton và phytoplankton trong môi trường nước bể nuôi. Nghiệm thức chỉ sử dụng TACN thì không bón hỗn hợp NPK, urê và bột cá trong suốt thời gian nuôi. Đối với nghiệm thức periphyton + TACN được đặt các giá thể là các tấm lưới cước treo theo chiều thẳng đứng trong bể để các periphyton bám vào. Các tấm lưới có diện tích 0,5 m2 và mỗi bế được bố trí 10 giá thể/bể. Đối với nghiệm thức phytoplankton + TACN và nghiệm thức chỉ sử dụng TACN thì không đặt giá thể. Ở cả 3

1 Khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC LOẠI THỨC ĂN ĐẾN TĂNG TRƯỞNG VÀ TỶ LỆ SỐNG CỦA CÁ NÂU (Scatophagus argus)

Lý Văn Khánh1

TÓM TẮTNghiên cứu nhằm đánh giá khả năng tận dụng tối ưu nguồn thức ăn tự nhiên trong quá trình nuôi cá nâu, góp

phần làm cơ sở để hoàn thiện quy trình nuôi cá nâu. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 nghiệm thức: (i) Periphyton + thức ăn công nghiệp; (ii) Phytoplankton+thức ăn công nghiệp và (iii) Chỉ sử dụng thức ăn công nghiệp. Thí nghiệm được bố trí trong bể nuôi có thể tích 10 m3, được sục khí liên tục với mật độ nuôi 10 con/m3 và được nuôi ở độ mặn 5‰. Kết quả sau 4 tháng nuôi, khác biệt về tốc độ tăng trưởng, FCR và sinh khối ở các nghiệm thức không có ý nghĩa thống kê với p>0,05. Tỷ lệ sống cao nhất ở nghiệm thức Periphyton + thức ăn công nghiệp khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với nghiệm thức Phytoplankton + thức ăn công nghiệp và nghiệm thức chỉ sử dụng thức ăn công nghiệp.

Từ khóa: Cá nâu (Scatophagus argus), loại thức ăn, tăng trưởng, tỷ lệ sống

106


nghiệm thức đều được cho ăn TACN dạng viên nổi có hàm lượng đạm 30% và được cho ăn theo nhu cầu mỗi ngày 2 lần. Trong thời gian thí nghiệm định kỳ thay nước bể nuôi 1 lần/tháng; mỗi lần thay 30% lượng nước trong bể. Periphyton là các loại rong, tảo và mùn bã,... bám trên giá thể được đặt trong bể và Phytoplankton là các loại phiêu sinh thực vật có trong môi trường nước bể nuôi.

2.2.3. Các chỉ tiêu theo dõiCác chỉ tiêu thoe dõi bao gồm: Nhiệt độ, pH được

đo bằng máy 2 tuần/lần (7 giờ và 14 giờ); TAN và NO2

- đo bằng test sera của Đức định kỳ 2 tuần/lần. Mẫu cá trước khi thí nghiệm được cân khối lượng ngẫu nhiên 30 con cho các nghiệm thức. Khi kết thúc thí nghiệm cá được thu 30 con/bể cân khối lượng để xác định tăng trưởng của cá trong thời gian nuôi. Tỷ lệ sống, sinh khối và FCR của thức ăn công nghiệp được xác định khi kết thúc thí nghiệm.

Tốc độ tăng trưởng tuyệt đối (g/ngày) = (Wc – Wđ)/tTốc độ tăng trưởng đặc biệt (%/ngày) = 100 ˟

[(lnWc – lnWđ)/t] Tỉ lệ sống (%) = 100 ˟ (số cá thể cuối/số cá thể

ban đầu)Sinh khối (g/m3) = Tổng khối lượng cá/m3

Hệ số thức ăn: FCR = Khối lượng thức ăn/(Wc –Wđ)Trong đó: Wđ là khối lượng cá ban đầu (g); W c: Khối lượng cá cuối (g); t: Thời gian thí nghiệm

(ngày).

2.2.4. Phân tích số liệuCác số liệu thu thập được tính toán các giá trị

trung bình, độ lệch chuẩn bằng phần mềm Excel và phân tích thống kê (One-way ANOVA với phép thử Duncan) để tìm ra sự khác biệt giữa các nghiệm thức bằng phần mềm SPSS phiên bản 16.0 ở mức ý nghĩa p<0,05.

II. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Các yếu tố môi trường nướcQua bảng 1 cho thấy nhiệt độ nước buổi sáng và

chiều giữa các nghiệm thức thí nghiệm tương đối ổn định, chênh lệch thấp dao động trong khoảng từ 28,1 - 29,6oC. Theo Boyd (1990) thì nhiệt độ thích hợp cho sự tăng trưởng của cá, tôm vùng nhiệt đới nằm trong khoảng 25 - 32oC. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa sáng và chiều tương đối thấp dao động từ 1,2 - 1,3oC. Qua đó cho thấy sự chênh lệch nhiệt độ giữa sáng và chiều tương đối nhỏ không ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cá.

pH biến động trong khoảng 8,4 - 9,02. Theo Boyd (1990) thì khoảng pH thích hợp cho cá nói chung từ 6 - 9. pH sáng và chiều của các nghiệm thức chênh dao động trong khoảng 0,49 - 0,62.

Hàm lượng NO2- dao động trong khoảng 0,45

- 0,67 mg/L, cao nhất ở nghiệm thức periphyton + TACN (0,67 mg/L), thấp nhất ở nghiệm thức chỉ sử dụng TACN (0,45 mg/L). Theo Boyd (1990) và Trương Quốc Phú (2006) trong môi trường nuôi tôm, cá có hàm lượng NO2

- thích hợp nhỏ hơn nhỏ hơn 0,3 mg/L và gây độc khi lớn hơn 2 mg/L. Nhìn chung nồng độ NO2

- nằm trong giới hạn thích hợp cho sinh trưởng và phát triển của cá.

TAN dao động từ 0,08 - 0,14 mg/L, cao nhất ở nghiệm thức chỉ sử dụng TACN (0,14 mg/L), thấp nhất ở nghiệm thức phytoplankton +TACN (0,08 mg/L). Theo Boyd (1990) thì hàm lượng TAN thích hợp cho ao nuôi thủy sản là 0,2-2 mg/L.

3.2. Tốc độ tăng trưởng của cá nâu sau 4 tháng nuôiBảng 2 cho thấy sau 4 tháng nuôi, tốc độ tăng

trưởng tuyệt đối của cá nâu dao động từ 0,303 - 0,419 g/ngày, giữa các nghiệm thức khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05). Tốc độ tăng trưởng tuyệt đối ở nghiệm thức phytoplankton + TACN cá có tốc độ tăng trưởng tuyệt đối cao nhất (0,419 g/ngày) so với hai nghiệm thức còn lại là nghiệm thức periphyton + TACN (0,303 g/ngày) và nghiệm thức chỉ sử dụng TACN (0,349 g/ngày). Tương tự, tốc độ tăng trưởng đặc biệt của cá nâu ở cả 3 nghiệm thức tương đương nhau và khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05), trong đó nghiệm thức phytoplankton + TACN (0,020 g/ngày) cao hơn 2 nghiệm thức còn lại là nghiệm thức periphyton + TACN (0,018 g/ngày) và nghiệm thức chỉ sử dụng thức ăn công nghiệp (0,019 g/ngày).

Bảng 1. Các yếu tố môi trường nước trong thời gian thí nghiệm

Nghiệm thứcNhiệt độ (oC) pH TAN

(mg/L)NO2

-

(mg/L)Sáng Chiều Sáng ChiềuPeriphyton + TACN 28,1±0,09 29,4±0,02 8,41±0,02 9,00±0,03 0,11±0,08 0,67±0,08Phytoplankton + TACN 28,4±0,03 29,6±0,05 8,47±0,12 8,96±0,17 0,08±0,04 0,59±0,74Thức ăn công nghiệp 28,1±0,20 29,3±0,15 8,40±0,02 9,02±0,01 0,14±0,04 0,45±0,55

107


Kết quả nghiên cứu phù hợp với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thanh Phương và ctv. (2004); Võ Thành Tiếm (2004), Nguyễn Tấn Trịnh và ctv. (1996) cá nâu là loài ăn thực vật nên Phytoplanton chính là thức ăn của loài đáp ứng tốt nhu cầu dinh dưỡng của cá do đó cá ở nghiệm thức phytoplankton + TACN có tốt độ tăng trưởng nhanh hơn so với 2 nghiệm thức còn lại. Tốc độ tăng trưởng của cá nâu trong thí nghiệm thấp hơn nhiều so với kết quả nuôi cá nâu của Nguyễn Hữu Khánh và ctv. (2007), khi thử nghiệm nuôi ghép cá dìa (Siganus guttatus), cá kình (Siganus oramin) kết hợp với cá nâu (Scatophagus argus) và cá đối (Mugil cephalus) ở đầm phá Tam Giang - Cầu Hai, tỉnh Thừa Thiên Huế, cá có tốc độ tăng trưởng về khối lượng 0,83 - 0,88 g/ngày và tốc

độ tăng trưởng đặc biệt 1,75 - 1,79 %/ngày.

3.3. Tỷ lệ sống, sinh khối và FCR của cá nâu sau 4 tháng nuôi

Kết quả sau 4 tháng nuôi, tỉ lệ sống của cá giữa 3 nghiệm thức periphyton + TACN, phytoplankton + TACN và chỉ sử dụng TACN có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05). Tỷ lệ sống cao nhất 95,5% ở nghiệm thức periphyton + TACN khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với 2 nghiệm thức còn lại. Nghiệm thức phytoplankton + TACN có tỷ lệ sống của cá là 88,2% và nghiệm thức chỉ sử dụng TACN là 87,3% khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05). Như vậy các nghiệm thức về thức ăn trong thí nghiệm có ảnh hưởng đến tỷ lệ sống của cá nâu.

Bảng 2. Tốc độ tăng trưởng của cá nâu sau 4 tháng nuôi

Bảng 3. Tỷ lệ sống, sinh khối và FCR của cá nâu sau 4 tháng nuôi

Ghi chú: Bảng 2, 3: Các giá trị trong cùng một cột có chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).

Nghiệm thứcKhối lượng cá (g/con) Tốc độ tăng trưởng

Ban đầu 4 tháng Tuyệt đối (g/ngày) Đặc biệt (%/ngày)Periphyton+TACN 4,69±1,95 55,0±16,1a 0,303±0,108a 0,018±0,003a

Phytoplankton+TACN 4,69±1,95 41,1±12,9a 0,419±0,134a 0,020±0,002a

Thức ăn công nghiệp 4,69±1,95 46,6±5,94a 0,349±0,049a 0,019±0,001a

Kết quả nghiên cứu phù hợp với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thanh Phương và ctv., (2004); Võ Thành Tiếm, (2004), cá nâu sống theo bầy đàn, nơi có giá thể, đá ngầm nên các giá thể trong nghiệm thức periphyton + TACN vừa là nơi trú ẩn và vừa tạo nguồn thức ăn tự nhiên cho cá do đó phù hợp với điều kiện cá sống ngoài tự nhiên nâng cao tỷ lệ sống của cá nâu. Kết quả trong thí nghiệm có tỷ lệ sống của cá từ 88,2 - 95,5% cao hơn rất nhiều so với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Hữu Khánh và ctv. (2007) (42,3 - 61,0%); tương đương với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Quốc Hùng, (2010) khi nuôi thương phẩm cá nâu trong giai ở khu vực đầm phá Tam Giang (90,10 - 92,76%).

FCR ở các nghiệm thức thí nghiệm dao động từ 1,23 - 1,33, cao nhất là nghiệm thức periphyton + TACN (1,33), kế đến là nghiệm thức chỉ sử dụng TACN (1,29) và thấp nhất là nghiệm thức phytoplankton + TACN (1,23). Theo kết quả phân tích thống kê, FCR của ba nghiệm thức khác biệt

không có ý nghĩa thống kê (p>0,05). Từ kết quả này cho thấy việc tận dụng nguồn thức ăn tự nhiên trong nuôi cá nâu chưa thay đổi nhiều về hệ số TACN.

Sau 4 tháng nuôi ở các nghiệm thức thí nghiệm sinh khối cá dao động từ 391 - 490 g/m3 và khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05). Sinh khối cao nhất ở nghiệm thức phytoplankton + TACN (490 g/m3), thấp nhất ở nghiệm thức periphyton + TACN (391 g/m3). Nhìn chung, có thể thấy sinh khối cá của các nghiệm thức không bị ảnh hưởng nhiều bởi việc tận dụng nguồn thức ăn tự nhiên kết hợp với TACN.


4.1. Kết luậnTốc độ tăng trưởng, FCR và sinh khối của cá nâu

không có sự khác biệt giữa các nghiệm thức.Tỷ lệ sống của cá nâu cao nhất ở nghiệm thức

periphyton + TACN (95,5%) khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức pytoplanton + TACN và nghiệm thức chỉ sử dụng TACN (87,3%).

Nghiệm thức Tỷ lệ sống (%) Sinh khối (g/m3) FCRPeriphyton + TACN 95,5±1,29b 391±118a 1,33±0,28a

Phytoplankton + TACN 88,2±6,43a 490±178a 1,23±0,47a

Thức ăn công nghiệp 87,3±5,14a 405±27,9a 1,29±0,20a

108


4.2. Đề nghịCó thể ứng dụng nuôi cá nâu bằng thức ăn công

nghiệp có bổ sung giá thể để tạo nguồn thức ăn tự nhiên và là nơi trú ẩn của cá nâu.

TÀI LIỆU THAM KHẢOVõ Văn Chi, 1993. Cá cảnh. NXB Khoa học và kỹ thuật,

Hà Nội, 308 trang. Nguyễn Hữu Khánh, Hồ Thị Bích Ngân, Đặng Đình

Dũng, Ngô Nguyên Đáng, 2007. Kết quả thử nghiệm nuôi cá dìa (Siganus guttatus), cá kình (Siganus oramin) kết hợp với cá nâu (Scatophagus argus) và cá đối (Mugil cephalus) ở đầm phá Tam Giang - Cầu Hai, tỉnh Thừa Thiên Huế. Tuyển tập các công trình nghiên cứu khoa học công nghệ (2005 - 2009). NXB Nông nghiệp, TP. Hồ Chí Minh.

Trương Thủ Khoa và Trần Thị Thu Hương, 1993. Định loại cá nước ngọt vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Đại học Cần Thơ, 361 trang.

Nguyễn Quốc Hùng, 2010. Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ đến sự sinh trưởng và tỷ lệ sống của cá nâu (Scatophagus argus Linnaeus, 1766) nuôi tại Thừa Thiên Huế. Khóa luận tốt nghiệp đại học, Trường Đại học Nông Lâm Huế.

Trương Quốc Phú, 2006. Quản lý chất lượng nước trong nuôi thủy sản. Khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ. 199 trang.

Nguyễn Hữu Phụng, 1995. Danh muc cá biển Việt Nam. NXB Khoa học kỹ thuật, 606 trang.

Nguyễn Thanh Phương, Bùi Minh Tâm, Ly Văn Khánh, Nguyễn Thị Kim Liên, Dương Nhựt Long, Nguyễn Thanh Hiệu, Nguyễn Hoàng Thanh, Trần Tấn Huy, Trần Ngọc Hải, Lê Quốc Việt, Trần Thị

Thanh Hiền, Vũ Ngọc Út và Nguyễn Huấn, 2008. Nghiên cứu sản xuất giống các loài thủy sản bản địa Đồng bằng Sông cửu Long. Báo cáo tổng kết đề tài Vườn ươm công nghệ, Khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ, 128 trang.

Nguyễn Thanh Phương, Trần Thị Thanh Hiền, Ly Văn Khánh, 2004. Nghiên cứu đặc điểm sinh học dinh dưỡng và sinh sản của cá nâu (Scatophagus argus Linnaeus, 1766). Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Đại học Cần Thơ số 2, trang 49 - 57.

Võ Thành Tiếm, 2004. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của cá nâu (Scatophagus argus) tại Cà Mau. Luận văn thạc sĩ ngành nuôi trồng thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ.

Nguyễn Tấn Trịnh, Bùi Đình Trung, Nguyễn Hữu Dực, Nguyễn Tiến Cảnh, Nguyễn Công Rương, Nguyễn Hữu Tường, Nguyễn Hữu Dụng, Lê Đình Nam, Nguyễn Thế Tưởng, Hồ Thanh Hải, Nguyễn Văn Hảo, Mai Đình Yên, Vũ Trung Tang, Thái Trần Bá, Trần Kiên, Pham Ngọc Đẳng, Trần Định, Nguyễn Văn Chung, Nguyễn Chính, Nguyễn Xuân Dục, Phan Nguyên Hồng, Đỗ Văn Khương, Nguyễn Xuân Ly, Nguyễn Quang Phách, Pham Thược, Nguyễn Văn Tiến, Chu Tiến Vĩnh, Nguyễn Huy Yết, Hà Ky và Lê Cường, 1996. Nguồn lợi thủy sản Việt Nam. NXB Nông nghiệp.

Mai Đình Yên, 1992. Định loại cá nước ngọt Nam bộ. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ Thuật, 389 trang.

Barry, T. P. and A. W. Fast, 1992. Abstract: Biology of the spotted scat (Scatophagus argus) in the Philippines. Asian fisheries science.

Boyd, C.E., 1990. Water quality in ponds for aquaculture. Ala. Agr. Exp. Sta., Auburn Univer, Ala, 462 pp.

Effects of food types on growth and survival rate of spotted scat (Scatophagus argus)

Ly Van KhanhAbstractThis study aimed to determine appropriate food types and to establish procedures for spotted scat culture. The experiment designs were completely randomized with three replications including: (i) feeding periphyton in combination with commercial food; (ii) feeding phytoplankton in combination with commercial food and (iii) feeding only commercial food. The experiment was carried out in tanks (10 m3) with continuous aeration at stocking density of 10 fish/m3 and salinity of 5‰. After four months of rearing, the difference in growth rate, FCR and biomass between all treatments was not statistically significant at p>0.05. The highest survival rate was found in the treatment of periphyton in combination with commercial food and the difference was statistically significant in comparison with the treatment of phytoplankton in combination with commercial food and the treatment of only commercial food. Key words: Spotted scat (Scatophagus argus), food types, survival rate

Ngày nhận bài: 10/02/2017Người phản biện: TS. Lê Quốc Việt


journal of vietnam agricultural science and technologyvaas.org.vn/upload/documents/so 3-2017/so...

Documents