Cổng thông tin điện tử Tài năng trẻ quốc gia

Cây khoai tây có nguồn gốc ở vùng cao thuộc dãy núi Andes, Nam Mỹ. Cây khoai tây đã từ Nam Mỹ du nhập vào Tây Ban Nha vào khoảng năm 1570 và Anh Quốc vào năm 1590. Sau đó, nó được lan truyền khắp châu Âu và tiếp theo là châu Á (Hawkes 1994). Thế kỷ 17, người Châu Âu đã bắt đầu ăn khoai tây và nó đã trở thành một cây lương thực quan trọng của thế giới.
 

 
Trên thế giới, cây khoai tây được coi là cây lương thực có tầm quan trọng đứng hàng thứ tư sau lúa mì, lúa nước và ngô (Steveson, Loria, Frane và Weingartner, 2001). Cây khoai tây vốn là một cây ưa lạnh có nguồn gốc ở vùng cao nhiệt đới (từ 1000 m trở lên). Trải qua quá trình chọn lọc và thuần hoá, nó có thể được trồng ở các vùng khí hậu khác nhau bao gồm các vùng ôn đới, á nhiệt đới và nhiệt đới với các điều kiện sinh thái nông nghiệp khác nhau từ vùng đồng bằng đến vùng núi cao (Struik and Wiersema, 1999).

Ở Việt Nam, có thời kỳ coi khoai tây là nhóm cây lương thực có tầm quan trọng thứ ba sau lúa và ngô. Khoai tây có thời gian sinh trưởng ngắn, từ 80 - 100 ngày, nhưng có khả năng cho năng suất từ 15 - 30 tấn củ/ha với giá trị dinh dưỡng cao. Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu tiêu thụ khoai tây của thị trường nói chung, đặc biệt là các đô thị, khu công nghiệp và khu du lịch, sẽ ngày càng tăng.

Việt Nam có khả năng phát triển mạnh khoai tây, nhất là ở vùng đồng bằng Bắc Bộ, miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên. ước tính, ít nhất có vào khoảng 200.000 ha đất có thể trồng được khoai tây. Tuy nhiên, những năm gần đây, diện tích trồng khoai tây chỉ dao động trong khoảng 30.000 - 35.000 ha với năng suất bình quân khoảng từ 10 - 11 tấn/ha. Một trong những nguyên nhân chủ yếu dẫn đến năng suất thấp và diện tích trồng giảm dần là do thiếu nguồn củ giống tốt, củ giống trồng phổ biến là loại củ giống chất lượng thấp (tỷ lệ nhiễm bệnh virus cao, già sinh lý và độ thuần chủng thấp).

Như vậy, việc xây dựng hệ thống sản xuất, kiểm định, xác nhận, bảo quản và cung ứng giống khoai tây có ý nghĩa rất quan trọng để thúc đẩy sản xuất khoai tây phát triển. Trong đó phát triển công nghệ sản xuất giống khoai tây sạch bệnh đóng vai trò then chốt.
Công nghệ nhân nhanh, sản xuất tiền gốc và giống đực.

Trồng khoai tây trong ống nghiệm ở điều kiện vô trùng và hoàn toàn nhân tạo được gọi là nuôi cấy khoai tây in vitro. Trồng khoai tây ở ngoài đồng ruộng gọi là trồng khoai tây in vivo. Có loại trồng trọt trung gian giữa hai loại trên, đó là trồng trọt khoai tây trong nhà kính hoặc nhà lưới. Trồng trọt như vậy gọi là trồng trọt bán in vitro (semi in vitro) hoặc bán in vivo (semi in vivo).

Phương pháp cổ điển nhân giống khoai tây là sản xuất khoai tây giống ở ngoài đồng. Phương pháp này thường được gọi là chọn dòng. Phương pháp chọn dòng thường tốn công sức và thời gian, tốc độ nhân giống chậm.

Các công nghệ nhân giống khoai tây in vitro và bán in vitro đảm bảo nhân giống sạch bệnh với tốc độ nhanh. Hiện nay, hầu hết các chương trình nhân giống khoai tây trên thế giới dựa vào công nghệ nhân giống này. Nó có thể tạo ra được giống xác nhận từ 3 - 5 năm sau vụ trồng đầu tiên trên đồng ruộng.

Các phương pháp nhân giống in vitro và bán in vitro có thể được áp dụng xen kẽ vào các thời kỳ khác nhau của chương trình nhân giống chủ yếu là để tạo ra các vật liệu giống sạch bệnh ban đầu, là nguồn giống hạt nhân hoặc giống gốc.

Phương pháp in vitro:

Các bộ phận của cây được nhân và tái tạo thành các cây hoàn chỉnh hoạc củ trong các điều kiện nhân tạo, vô trùng. Có ba loại vật liệu thường được dùng trong nhân nhanh giống khoai tây in vitro:
- Các đoạn cắt.
- Các đoạn ngọn cắt.
- Các củ siêu nhỏ (microtubers).
- Thông thường, các vật liệu in vitro được gọi là giống tiền gốc.

Các phương pháp bán in vitro:

Các vật liệu bán in vitro được trồng trong điều kiện nửa tự nhiên, nửa nhân tạo, bao gồm (thường là ở trong nhà kính hoặc nhà lưới):
- Sản xuất các đoạn cắt mầm.
- Sản các các đoạn cắt thân.
- Sản xuất đoạn cắt chồi lá kép.
- Sản xuất các đoạn cắt một đốt.
- Sản xuất các củ nhỏ (minitubers).

Các củ nhỏ này có thể được sản xuất trên giá thể đông đặc (các khay nhựa hoặc bồn xi măng có chứa hỗn hợp, mùn và đất sạch đã được khử trung với tỷ lệ thích hợp) hoặc trên giá thể lỏng, thường được gọi là thuỷ canh (hydroponic culture).

Nhân giống tiền gốc và giống gốc:

Trên thế giới, trong một hệ thống nhân giống chuẩn, càng giảm được số vụ trồng ở ngoài đồng càng nhiều càng tốt. Bởi vì, nhân giống ở ngoài đồng hiệu quả thấp (do giá chi phí cao), liên tục có sự rủi ro do các bệnh hại chủ yếu như các loại virus, vi khuẩn, nấm và các loại sâu hại.

Trong sản xuất giống khoai tây, điều mong muốn nhất là: giống phải có độ sạch bệnh cao, ít sử dụng hoá chất độc hại cho môi trường và giống thương mại phải được sản xuất ra từ giống gốc tạo ra bằng điều kiện nhân tạo.

Trong trường hợp, nguồn củ gióng của một số giống phổ biến bị thoái hoá, và cần phải được tái tạo từ một số ít vật liệu giống sạch bệnh, việc nhân nhanh giống sạch bệnh sẽ đảm bảo an toàn cho thị phần của giống.

Hơn nữa, trong trường hợp giống đang tồn tại được cải tiến bằng công nghệ chuyển gen, muốn nhanh chóng có đủ lượng giống thương mại, cần phải tổ chức nhân nhanh giống.

Cuối cùng, để sử dụng nguồn vật liệu di truyền nước ngoài hoặc đưa nhanh giống mới vào sản xuất, cũng cần phải áp dụng công nghệ nhân nhanh giống.

Hệ thống sản xuất và cung ứng giống khoai tây sạch bệnh

Phương pháp in vitro và bán in vitro:

Trạm Sapa (Lào Cai) ở độ cao 1500 m so với mặt biển: sản xuất các củ siêu nhỏ (microtubers) và các cây trong ống nghiệm bằng phương pháp in vitro (giống tiền gốc). Đồng thời tăng cường sản xuất củ nhỏ (minitubers) bằng phương pháp bán in vitro (semi in vitro), củ giống gốc Go.

Cơ sở sản xuất giống trên đồng ruộng (lúa nước) cách ly tại các vùng cao phía Bắc có độ cao từ 1000 m so với mặt biển trở lên: sử dụng củ nhỏ sản xuất ở Sapa để sản xuất ra củ giống gốc sạch bệnh (G1). Ở đây có kết hợp phương pháp chọn lọc quần thể thải loại các cây bị bệnh virus. Cũng có thể sản xuất củ giống G1 ở chân ruộng lúa nước tại các vùng đồng bằng ven biển hoặc Hải đảo của tỉnh Quảng Ninh.

Xây dựng mạng lưới các Hợp tác xã tiên tiến ở ĐBSH (Thái Bình, Nam Định, Hà Tây và Hưng Yên) để sản xuất ra giống xác nhận (G2 và G3) trong vụ Xuân nhằm cung cấp giống cho nông dân. Ở những địa điểm nhân giống này, phương pháp chọn lọc quần thể thải loại các bệnh virus phải được áp dụng nghiêm ngặt.

Tất cả các củ giống thuộc các cấp giống đều có sự kiểm định và xác định của Trung tâm Khảo nghiệm Giống cây trồng Trung ương.

Hệ thống sản xuất giống nói trên bao gồm các cấp giống: giống tiền gốc (các vật liệu in vitro như microtubers và các cây trong ống nghiệm), giống gốc bao gồm giống Go (củ nhỏ sản xuất trong nhà lưới hoặc sản xuất bằng phương pháp thuỷ canh trong nhà lưới), giống G1 (giống nguyên chủng sản xuất trên đồng ruộng cách ly ở vùng cao hoặc Hải đảo thuộc vùng Đông Bắc), G2 & G3 (giống xác nhận sản xuất ở các vùng cách ly thuộc ĐBSH). Số thế hệ nhân giống chỉ là 4 đời (sau đời tiền gốc). Điều này phù hợp với ý kiến cho rằng các điều kiện ở ĐBSH là không thuận lợi cho việc nhân giống. Tốc độ thoái hoá giống nhanh ngăn cản việc nhân giống có chất lượng (Struick and Wiersema, 1999).

Phương pháp truyền thống:

Nguồn cung cấp giống sạch bệnh (sản xuất trong nước hoặc nhập từ nước ngoài) được trồng duy trì và nhân giống thông qua phương pháp chọn dòng hoặc chọn lọc quần thể thải loại bệnh virus ở vùng có độ cao từ 1000 - 1500 m so với mặt nước biển. Ở những vùng cao này, chủ yếu là duy trì và nhân giống G1. Sau đó giống được chuyển đến những vùng cách ly (các HTX có chọn lọc ở ĐBSH) để sản xuất giống G2và G3 (giống xác nhận).

Về không gian, chủ yếu sản xuất giống tiền gốc và giống gốc (Go và G1) ở các vùng núi cao có độ cao từ 1500 - 1600 m so với mặt biển. Sản xuất giống gốc cần được tiến hành vào vụ Xuân Hè trên chân ruộng lúa nước ở vùng cách ly có độ cao từ 1000 - 1500 m so với mặt biển. Sản xuất giống xác nhận G2 có thể được tiến hành ở những hợp tác xã nông nghiệp (có chọn lọc) ở ĐBSH.