BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
---------

HỒNG THỊ NGA

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG NGUỒN GEN
CÂY SEN (Nelumbo nucifera Gaertn.) PHỤC VỤ
CÔNG TÁC BẢO TỒN VÀ CHỌN TẠO GIỐNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Hà Nội - 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
--------

HỒNG THỊ NGA

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG NGUỒN GEN
CÂY SEN (Nelumbo nucifera Gaertn.) PHỤC VỤ
CÔNG TÁC BẢO TỒN VÀ CHỌN TẠO GIỐNG
Chuyên ngành:

Di truyền và Chọn giống cây trồng

Mã số:

62.62.01.11

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. NGUYỄN THỊ NGỌC HUỆ
2. PGS.TS. LÃ TUẤN NGHĨA

Hà Nội - 2016


iii

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan, đây là cơng trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu và kết
quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa từng được cơng bố trong bất
kỳ một cơng trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ, hợp tác cho việc thực hiện luận án
này đã được cám ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ dẫn
rõ nguồn gốc.
Tác giả luận án

Hoàng Thị Nga



iv

LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành luận án này, tơi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình
của các Thầy, Cô giáo, các tập thể, cá nhân cùng bạn bè đồng nghiệp và gia đình.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS Nguyễn Thị Ngọc Huệ Hội Giống cây trồng Việt Nam, PGS.TS. Lã Tuấn Nghĩa - Giám đốc Trung tâm
Tài nguyên thực vật - những Cơ Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi trong suốt
q trình thực hiện đề tài cũng như hồn thành luận án.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm Tài nguyên thực vật,
Lãnh đạo Bộ môn Quản lý Ngân hàng gen, các bạn bè đồng nghiệp trong
Trung tâm Tài nguyên thực vật đã tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tơi trong q
trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo, các anh, chị, em trong
Ban Đào tạo sau đại học, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ
và chỉ bảo tơi trong suốt q trình học tập và thực hiện đề tài.
Tơi xin chân thành cảm ơn các tập thể, cá nhân, bà con nông dân tại Bắc
Ninh, Bắc Giang, Hà Nam, Hà Nội, Hải Dương, Hưng Yên, Hải Phòng, Nghệ An,
Quảng Ninh, Thừa Thiên Huế, Đồng Tháp và cơ sở chế biến sen lão tại Hưng Yên
đã hợp tác giúp đỡ và chia sẻ thông tin, kinh nghiệm quý báu, cung cấp các mẫu
giống sen trong quá trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng tôi vô cùng biết ơn các thành viên trong gia đình đã ln bên
cạnh, động viên khích lệ, tiếp thêm sức mạnh và nghị lực để tơi hồn thiện cơng
trình nghiên cứu này.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng
Tác giả

Hoàng Thị Nga


năm 2016


v

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN

i

LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC

ii
iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

vi

DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH

vii
x

MỞ ĐẦU

1


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Giới thiệu chung về cây sen
1.1.1. Nguồn gốc cây sen

6
6
6

1.1.2. Phân loại và phân bố cây sen
1.1.3. Giá trị của cây sen
1.1.4. Đặc điểm thực vật học cơ bản của cây sen
1.1.5. Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh của cây sen
1.2. Tình hình sản xuất và thị trường các sản phẩm từ cây sen trên thế giới và
ở Việt Nam
1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm từ cây sen trên thế giới
1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm từ cây sen ở Việt Nam

7
8
11
12

1.3. Phân tích đa dạng di truyền ở cây sen
1.3.1. Đa dạng di truyền và các phương pháp đánh giá đa dạng di truyền
1.3.2. Một số loại chỉ thị phân tử thường được sử dụng trong đánh giá đa dạng
di truyền ở cây sen
1.3.3. Kết quả nghiên cứu đa dạng di truyền cây sen
1.4. Thu thập, lưu giữ và sử dụng nguồn gen cây sen
1.4.1. Thu thập và lưu giữ nguồn gen cây sen

1.4.2. Khai thác và sử dụng nguồn gen cây sen
1.5. Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật canh tác
1.5.1. Kỹ thuật nhân giống
1.5.2. Kỹ thuật trồng trọt, chăm sóc, quản lý sâu bệnh hại
1.5.3. Thu hoạch và bảo quản

19
19

CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU

15
15
16

22
24
29
29
32
35
35
36
38
40


vi


2.1. Vật liệu nghiên cứu
2.2. Nội dung nghiên cứu

40
42

2.2.1. Điều tra tình hình sản xuất, thị trường và thu thập các mẫu giống sen tại
một số tỉnh ở Việt Nam

42

2.2.2. Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống trong tập đoàn
cây sen.
2.2.3. Nghiên cứu đa dạng di truyền các mẫu giống sen

43
43

2.2.4. Đánh giá và xác định một số mẫu giống sen triển vọng
2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

43
43

2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp điều tra tình hình sản xuất, thị trường và thu thập các mẫu
giống sen

44


2.4.2. Phương pháp, mô tả đánh giá đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống
sen
2.4.3. Các phương pháp sử dụng đánh giá đa dạng di truyền
2.4.4. Đánh giá, xác định một số giống sen triển vọng
2.4.5. Phương pháp đánh giá mức độ sâu bệnh hại
2.4.6. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Hiện trạng sản xuất, thị trường và thu thập các mẫu giống sen tại một số
tỉnh ở Việt Nam
3.1.1. Hiện trạng sản xuất, thị trường các sản phẩm từ cây sen
3.1.2. Thu thập mẫu giống và tạo lập tập đoàn sen
3.2. Đánh giá đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống sen
3.2.1. Đặc điểm thân, lá của các mẫu giống trong tập đoàn cây sen
3.2.2. Đặc điểm nụ hoa và hoa của các mẫu giống trong tập đoàn sen
3.2.3. Đặc điểm nhị hoa của các mẫu giống trong tập đoàn sen
3.2.4. Đặc điểm gương, hạt sen của các mẫu giống trong tập đoàn cây sen
3.2.5. Khả năng sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống sen
3.2.6. Xác định mối tương quan giữa một số tính trạng
3.2.7. Đánh giá tình hình sâu bệnh hại của các mẫu giống sen
3.2.8. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất hạt sen của các mẫu giống

44
47
49
53
56
58
59
59
59

75
78
78
83
90
95
99
101
103
107


vii

3.3. Đánh giá tính đa dạng di truyền các mẫu giống sen trong tập đoàn
3.3.1. Đánh giá đa dạng di truyền các mẫu giống sen dựa vào kiểu hình

110
111

3.3.2. Đánh giá đa dạng di truyền các mẫu giống sen bằng chỉ thị SSR
3.3.3. Đề xuất các hướng khai thác sử dụng nguồn gen sen hiện có

121
129

3.4. Đánh giá, xác định một số mẫu giống sen triển vọng có tiềm năng khai
thác mở rộng sản xuất
3.4.1. Nghiên cứu xác định mẫu giống triển vọng từ nhóm sen lấy hoa


131
131

3.4.2. Nghiên cứu xác định mẫu giống triển vọng từ nhóm sen lấy hạt
3.4.3. Nghiên cứu, xác định mẫu giống sen lấy củ

138
148

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

150

DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

152
153


viii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AFLP

Amplified Fragment Length Polymorphism

ARN


Đa hình độ dài nhân bản chọn lọc
Ribonucleic Acid- Axit Ribonucleic

bp

Base pair- Cặp bazơ

BGCI

Botanic Gardens Conservation International
Bảo tồn vườn thực vật quốc tế

Cinet
DNA
dNTP
ĐBSCL

Trang thơng tin điện tử Bộ Văn hóa, Thể thao, Du lịch
Deoxyribonucleic Acid-Axit Deoxyribonucleic
Deoxyribonucleotide triphosphate
Đồng bằng sông Cửu Long

ĐBSH

Đồng bằng sông Hồng
International Waterlily and Water Gardening Society –
Hiệp hội làm vườn cây thủy sinh và hoa súng quốc tế
Inter-Simple Sequence Repeats -Chuỗi lặp lại đơn giản giữa
Kilobase (=1.000 cặp bazơ)

Royal Botanic Gardens, Kew-Vườn thực vật Hồng Gia Anh Kew
Nơng nghiệp và Phát triển nơng thơn
Phương pháp phân tích phối hợp chính

IWGS
ISSR
Kb
Kew
NN và PTNT
PCA
PCR
RAPD
SSR
SWOT
TNTV
TPP
VHTTDL
WA

Polymerase Chain ReactionPhản ứng khuếch đại chuỗi polymerase
Randomly Amplified Polymorphic DNA
DNA đa hình được nhân bản ngẫu nhiên
Simple Sequence Repeats – Kỹ thuật chuỗi lặp lại đơn giản
Strengths - Weaknesses - Opportunities - Threats
Phân tích SWOT: điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội và thách thức
Tài nguyên thực vật
Trans-Pacific Strategic Economic Partnership Agreement
Hiệp định Đối tác Kinh tế Xuyên Thái Bình Dương
Văn hóa Thể thao Du lịch
Water Agar -Mơi trường nước Agar



ix

DANH MỤC BẢNG
TT
Tên bảng
Bảng
1.1. Giá trị dinh dưỡng trong 100g củ sen và hạt sen

Trang
8

2.1. Danh sách các mẫu giống sen được thu thập năm 2011-2012 và bảo

40

tồn tại Trung tâm TNTV (An Khánh-Hoài Đức-Hà Nội)
2.2. Danh sách các chỉ thị SSR sử dụng trong nghiên cứu

42

2.3. Thành phần phản ứng PCR cho các mẫu giống sen
3.1. Diện tích và các giống sen hiện trồng tại các địa phương,
(Kết quả điều tra năm 2012-2013)
3.2. Phương thức canh tác cây sen tại các điểm điều tra

51
60


3.3. Các sản phẩm từ cây sen và năng suất sen tại các vùng điều tra,
năm 2012-2013
3.4. Các sản phẩm từ cây sen và thị trường tiêu thụ
( Điều tra năm 2012-2013)
3.5. Các yếu tố hạn chế trong sản xuất cây sen tại các điểm điều tra
3.6. Phân tích điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội và thách thức của canh tác và
phát triển cây sen tại vùng nghiên cứu
3.7. Danh sách 42 mẫu giống sen và tọa độ địa lý nơi thu thập

65

3.8 Phân nhóm các mẫu giống sen theo đặc điểm thân, lá
(năm 2012-2013, Hoài Đức-Hà Nội)
3.9. Tham số thống kê tính trạng số lượng về thân lá của các mẫu giống
sen theo nhóm (năm 2012-2013, Hồi Đức-Hà Nội)
3.10. Phân nhóm các mẫu giống sen theo đặc điểm nụ hoa và hoa
(năm 2012-2013, Hoài Đức-Hà Nội)
3.11. Tham số thống kê các tính trạng số lượng về cánh hoa lớp bên ngoài
của các mẫu giống sen phân theo nhóm (năm 2012-2013, Hồi ĐứcHà Nội)
3.12. Tham số thống kê các tính trạng số lượng về cánh hoa lớp bên trong
của các mẫu giống sen phân theo nhóm (năm 2012-2013, Hồi ĐứcHà Nội)
3.13. Phân nhóm các mẫu giống sen theo đặc điểm nhị hoa
(năm 2012-2013, Hoài Đức-Hà Nội)

79

62

69
72

73
75

81
84
88

90

91


x

TT
Tên bảng
Bảng
3.14. Tham số thống kê tính trạng số lượng về nhị hoa của các mẫu giống
sen (năm 2012-2013, Hoài Đức-Hà Nội)

Trang
93

3.15. Tham số thống kê tính trạng số lượng về nụ, hoa và năng suất hoa của

94

các mẫu giống sen (năm 2012-2013, Hồi Đức-Hà Nội)
3.16. Phân nhóm các mẫu giống theo đặc điểm gương sen và hạt sen (năm


98

2012-2013, Hồi Đức-Hà Nội)
3.17. Phân nhóm các mẫu giống sen qua các giai đoạn sinh trưởng và tham

100

số thống kê (năm 2012-2013, Hồi Đức- Hà Nội)
3.18. Tình hình sâu hại trên cây sen (Hoài Đức, 2012-2014)
3.19. Mức độ nhiễm bệnh thối thân trên cây sen (Hồi Đức, 2015)

104
105

3.20. Phân nhóm các mẫu giống sen theo một số tính trạng chính và năng
suất hạt sen (năm 2012-2013, Hồi Đức-Hà Nội)
3.21. Phân nhóm các mẫu giống ở mức tương đồng 0,355
3.22. Thông tin đa hình các locut SSR ở các mẫu giống sen nghiên cứu.
3.23. Tỷ lệ dị hợp (H%) và tỷ lệ khuyết số liệu (M%) của 42 mẫu giống sen
3.24. Đặc điểm sinh trưởng của 7 mẫu giống thuộc nhóm sen lấy hoa
(năm 2014, Hoài Đức-Hà Nội)

108

3.25. Đặc điểm sinh trưởng phát triển của 7 mẫu giống thuộc nhóm sen lấy
hoa (năm 2014, Hoài Đức-Hà Nội)
3.26. Số lượng cánh hoa, nhị hoa của 7 mẫu giống thuộc nhóm sen lấy hoa
(năm 2014, Hoài Đức-Hà Nội)
3.27. Năng suất và chất lượng hoa của 7 mẫu giống thuộc nhóm sen lấy
hoa (năm 2014, Hồi Đức-Hà Nội)

3.28. Phân nhóm 33 mẫu giống sen lấy hạt theo sinh trưởng, phát triển
và các tham số thống kê (năm 2012-2013, Hoài Đức-Hà Nội)
3.29. Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của 18 mẫu giống sen lấy hạt
(năm 2013, Hồi Đức, Hà Nội)
3.30. Một số đặc điểm nơng học và năng suất hạt của 18 mẫu giống sen
lấy hạt (năm 2013-2014, Hoài Đức-Hà Nội)
3.31. Đặc điểm sinh trưởng phát triển của 3 giống sen lấy hạt triển vọng
(năm 2014, Hoài Đức, Hà Nội)

134

118
124
126
134

135
137
140
142
144
145


xi

TT
Tên bảng
Bảng
3.32. Một số tính trạng chính và năng suất của 3 giống sen lấy hạt triển

vọng (năm 2014, Hoài Đức-Hà Nội)

Trang
146

3.33. Đặc điểm hạt sen của 3 mẫu giống sen lấy hạt triển vọng

146

(năm 2014, Hoài Đức-Hà Nội)
3.34. Kết qủa phân tích chất lượng hạt sen

147

3.35. Đặc điểm sinh trưởng phát triển của 2 giống sen lấy củ
(năm 2012-2013, Hồi Đức-Hà Nội)

148

3.36. Một số tính trạng và năng suất của 2 giống sen lấy củ
(năm 2012-2013, Hoài Đức-Hà Nội)

149


xii

DANH MỤC HÌNH
TT


Tên hình

Trang

Hình
2.1. Quy trình tách chiết ADN tổng số từ lá sen

50

2.2. Sơ đồ tuyển chọn, xác định giống sen lấy hạt triển vọng

54

3.1. Một số hình ảnh về hoạt động điều tra tình hình sản xuất, thị

68

trường tiêu thụ các sản phẩm từ cây sen
3.2. Quá trình chế biến hạt sen lão thành sen trắng

71

3.3. Bản đồ phân bố 42 mẫu giống sen thu thập tại các vùng khác nhau

76

trong cả nước
3.4.

Hình dạng nụ hoa của các mẫu giống trong tập đoàn cây sen


85

3.5

Cấu tạo kiểu hoa của các mẫu giống trong tập đồn cây sen

85

3.6.

Hình dạng hoa của các mẫu giống trong tập đoàn cây sen

86

3.7.

Cánh hoa ở lớp cánh bên ngoài, lớp cánh bên trong

86

và hình dạng nhị hoa của các mẫu giống trong tập đồn cây sen
3.8.

Hình dạng gương sen khi sắp chín

96

3.9.


Bề mặt gương sen và vị trí đính hạt trên gương sen

96

3.10. Cách sắp xếp hạt trên gương sen

97

3.11. Hình dạng hạt sen của các mẫu giống trong tập đoàn

97

3.12 Tương quan giữa màu sắc nụ hoa và màu sắc hoa

101

3.13. Tương quan giữa năng suất sen chè và tỷ lệ hạt chắc/gương

102

3.14. Tương quan giữa năng suất sen chè và số hạt/gương sen

102

3.15. Tương quan giữa năng suất sen chè và khối lượng 100 hạt

102

3.16 Tương quan giữa năng suất sen chè và số hàng hạt/gương sen


102

3.17. Nấm Pythium sp và Phythopthora sp gây thối thân ở sen Lai lùn S7

106

3.18. Sơ đồ hình cây về mối quan hệ di truyền của 42 mẫu giống sen dựa

114

trên chỉ thị hình thái với 26 tính trạng hình thái nơng học
3.19. Hình ảnh điện di ADN tổng số của 42 mẫu giống sen trên gel
agarose 1%

121


xiii

TT

Tên hình

Trang

Hình
3.20. Hình ảnh điện di sản phẩm PCR của 42 mẫu giống sen với 5 cặp

123


mồi Nelumbo-34, PR01, PR10, PL 69 và PL 74.
3.21. Sơ đồ hình cây về mối quan hệ di truyền của 42 mẫu giống sen

128

bằng chỉ thị SSR
3.22. Hình dạng nụ hoa của các mẫu giống thuộc nhóm sen lấy hoa

132

3.23. Hình dạng hoa của 7 mẫu giống thuộc nhóm sen lấy hoa

132


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ở Việt Nam cây sen mọc hoang dại và được trồng khá phổ biến suốt từ Bắc
vào Nam trong các ao, hồ, đầm, ruộng sâu nhiều bùn, thậm chí có thể sinh trưởng,
phát triển tốt ngay cả trong điều kiện đất trũng, nước ngập sâu mà các cây trồng
khác không thể tồn tại được. Diện tích trồng sen ở nước ta cịn ít, ước chừng khoảng
trên 3000 ha, nhưng hàng năm đã cung cấp từ vài trăm đến 1.000 tấn hạt sen cho thị
trường trong nước và xuất khẩu. Từ lâu cây sen đã trở nên thân thuộc và gần gũi với
người dân Việt Nam. Miền Bắc nổi tiếng với sen Tây Hồ dùng làm hoa cảnh và ướp
chè; miền Trung có sen Hồng Nghệ An; sen Trắng Đại nội Huế dùng lấy hạt, làm
hoa cảnh; miền Nam có sen Hồng Đồng Tháp lấy hạt. Giá trị của cây sen không chỉ
dừng lại ở ý nghĩa vật chất, kinh tế mà còn mang cả ý nghĩa về mặt tinh thần. Tại
Myanmar từ cuống lá sen người ta cịn có thể sản xuất ra tơ và vải lụa gắn với tín

ngưỡng Phật giáo (Bộ Ngoại giao Việt Nam, 2013).
Hầu hết các bộ phận của cây sen đều có thể sử dụng được trong văn hóa ẩm
thực và trong y học. Từ phiến lá, cuống lá, nụ, hoa, hạt đến ngó sen, củ sen đều có
thể dùng để chế biến các món ăn, thức uống ngon và bổ dưỡng như nộm ngó sen,
mứt sen, chè sen Huế, gà hấp lá sen, cá hấp lá sen, bánh lá sen, củ sen muối, cốm
trong lá sen, trà sen Tây Hồ, rượu sen Đồng Tháp… mang đậm nét văn hóa Việt.
Hạt sen và củ sen là những thực phẩm quý, giàu dinh dưỡng, chứa nhiều nguyên tố
vi lượng, các vitamin, chất xơ… giúp tăng cường sức khỏe cho con người (Nguyen,
Q., 2001b). Hạt sen, tâm sen, lá sen cũng là những nguyên liệu quý trong các bài
thuốc cổ truyền giúp an thần, điều trị mất ngủ, ổn định huyết áp và cầm máu.
Giá trị tinh thần mà cây sen mang lại được thể hiện trong các lĩnh vực văn
học, văn hóa mỹ thuật. Hình ảnh hoa sen xuất hiện rất nhiều trong thơ ca nhằm ca
ngợi Bác Hồ kính u: “Tháp Mười đẹp nhất bơng sen/Việt Nam đẹp nhất có tên
Bác Hồ”; Ca ngợi sức sống bền vững và mãnh liệt: “Hoa sen mọc bãi cát lâm/Tuy
rằng lấm láp vẫn mầm hoa sen” và ca ngợi tình yêu đôi lứa: “Hôm qua tát nước đầu


2

đình/Bỏ quên chiếc áo trên cành hoa sen”. Hình ảnh hoa sen còn xuất hiện trong
nhiều tác phẩm nghệ thuật từ thời Đinh, Lý, Trần, Lê như kiến trúc Chùa Một Cột,
bia tiến sĩ ở Văn Miếu, bệ tượng Phật… và hiện nay là biểu tượng của Hãng hàng
không quốc gia Việt Nam hay trên trang thông tin điện tử của Bộ VHTTDL. Tại các
vùng trồng sen người dân còn gắn với du lịch sinh thái để phục vụ giáo dục và
quảng bá hình ảnh quê hương đất nước.
Tuy đã có vị trí nhất định trong đời sống văn hóa và đậm nét trong tiềm thức
của người Việt nhưng đến nay hoa sen vẫn chưa được lựa chọn, suy tôn là Quốc hoa
của Việt Nam, mặc dù kết quả lựa chọn Quốc hoa do Bộ VHTTDL tổ chức năm
2011 được người dân hưởng ứng, đã có 62,1% ý kiến được hỏi trên mạng internet
chọn hoa sen là Quốc hoa Việt Nam (Thanh Hồi, 2013). Một số ngun nhân

chính được xác định do: (1) Hoa sen Trắng đã được Ấn Độ tôn vinh là Quốc hoa;
(2) Bộ sưu tập hoa sen của Việt Nam còn nghèo nàn, đồng thời ở miền Bắc nước ta
chỉ có duy nhất 1 vụ sen/năm; (3) Hoa sen rất nhanh tàn; (4) Nghiên cứu và khai
thác cơng dụng của cây sen cịn rất hạn chế, vì vậy giá trị cũng như vị thế của cây
sen chưa xứng tầm với những gì vốn có thuộc về lồi cây này (Đặng Văn Đơng,
2011), do đó rất cần có những nghiên cứu sâu thêm về giống và kỹ thuật canh tác.
Trong khi đó, hiện nay các giống sen địa phương có các đặc tính q đang bị
suy giảm một cách nghiêm trọng và đứng trước nguy cơ mất dần theo thời gian do
phương thức tự để giống và lối canh tác theo kinh nghiệm dân gian, sản xuất manh
mún, tự phát, thiếu qui hoạch tổng thể và diện tích trồng sen có xu hướng giảm dần
do qũy đất nơng nghiệp ngày càng hạn hẹp. Việc chế biến sản phẩm sen tươi hồn
tồn thủ cơng chưa có máy móc hỗ trợ nên khơng thể sản xuất hàng hóa lớn cũng là
một nguyên nhân hạn chế việc mở rộng diện tích trồng sen ở nhiều vùng có điều
kiện thuận lợi phát triển sen. Hơn nữa, việc nghiên cứu trên cây sen chưa nhiều, chủ
yếu tập trung vào lĩnh vực thực phẩm và dược liệu dùng làm thuốc, thực phẩm chức
năng thông thường, mới có một số nghiên cứu nhập nội giống và kỹ thuật canh tác
trong khi công tác bảo tồn và chọn tạo giống sen ở Việt Nam hầu như chưa được
quan tâm nghiên cứu.


3

Tạo lập tập đoàn sen với đầy đủ các dữ liệu quản lý, dữ liệu mô tả, đánh giá
của các giống sen ở Việt Nam để phục vụ công tác bảo tồn và khai thác sử dụng là
việc làm tất yếu, cấp bách phục vụ công tác bảo tồn và khai thác tài nguyên hoa sen
trong nền kinh tế tri thức.
Đánh giá nguồn gen, bao gồm đánh giá đa dạng di truyền và xác định đơn vị
bảo tồn (kiểu gen) là công đoạn quan trọng trong công tác bảo tồn và sử dụng
nguồn gen thực vật. Hiểu biết về phân loại, phân nhóm và mối quan hệ di truyền
giữa các nguồn gen là cơ sở để sử dụng hiệu quả nguồn vật liệu cho công tác chọn

tạo giống sen mới cũng như định hướng bảo tồn và thực hiện quyền sở hữu trí tuệ
về sản phẩm hoa sen bản địa q. Tuy nhiên, đến nay chưa có cơng trình nào nghiên
cứu về công tác thu thập, bảo tồn, đánh giá và phân lập tập đoàn sen ở Việt Nam
dựa vào đặc điểm hình thái đặc trưng của giống và bằng chỉ thị phân tử, từ đó đề
xuất hướng khai thác sử dụng nguồn gen cây sen phục vụ cho bảo tồn và chọn tạo
cải tiến giống sen.
Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu đa dạng
nguồn gen cây sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) phục vụ công tác bảo tồn và chọn
tạo giống”.
2. Mục tiêu của đề tài
Điều tra thu thập và tạo lập được tập đồn cây sen có quy mơ 35-40 mẫu
giống, xây dựng được bản đồ phân bố các mẫu giống sen trong tập đồn.
Đánh giá được các đặc điểm nơng sinh học, đa dạng hình thái và mức độ đa
dạng di truyền của các mẫu giống sen trong tập đoàn phục vụ cho công tác bảo tồn
và chọn tạo giống.
Tuyển chọn, xác định được các mẫu giống sen triển vọng, phù hợp cho các
mục đích sử dụng khác nhau (lấy hoa, lấy hạt, lấy củ) và một số tổ hợp lai tiềm
năng phục vụ cho công tác chọn tạo, cải tiến giống sen.


4

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp các dẫn liệu khoa học có giá trị về
đặc điểm nơng sinh học, phân nhóm theo các tính trạng đặc trưng và mức độ đa
dạng di truyền của tập đoàn 42 mẫu giống sen được thu thập từ các vùng miền của
Việt Nam cũng như nguồn vật liệu di truyền khởi đầu cho công tác bảo tồn và chọn
tạo giống sen.
Luận án là tài liệu tham khảo tốt cho công tác nghiên cứu, đào tạo, bảo tồn

và phát triển nguồn gen cây sen Việt Nam.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đã chỉ ra được những khó khăn và hạn chế của sản xuất và tiêu thụ sen, góp
phần thiết thực vào việc định hướng bảo tồn và phát triển cây sen ở ĐBSH nói riêng
và cả nước nói chung.
Kết quả về đánh giá đặc điểm nông sinh học và phân tích đa dạng di truyền là
cơ sở khoa học để đề xuất các hướng khai thác sử dụng hiệu quả tập đồn 42 mẫu
giống sen hiện có.
Đề tài đã tuyển chọn và giới thiệu cho sản xuất 6 giống sen triển vọng, trong
đó có 3 giống sen lấy hoa gồm sen Tây Hồ (S21), sen Trắng (S22) sen Cảnh (S25)
và 3 giống sen lấy hạt là sen Mặt Bằng (S2), sen Bát xanh (S12) và sen Cánh hồng
(S18). Bước đầu đề xuất được 8 tổ hợp lai cho mục đích sen lấy hoa, sen lấy hạt,
phục vụ cơng tác chọn tạo giống sen.
4. Những đóng góp mới của đề tài
Tạo lập được tập đoàn với 42 mẫu giống sen Việt Nam với đầy đủ bộ dữ liệu
về quản lý và dữ liệu mô tả là nguồn vật liệu di truyền q phục vụ cơng tác bảo tồn
và khai thác sử dụng nguồn gen sen ở Việt Nam.
Bổ sung những dẫn liệu khoa học mới về đặc điểm nông sinh học và đa dạng
di truyền của 42 mẫu giống sen thu thập từ 3 miền của Việt Nam. Kết quả phân


5

nhóm mẫu giống theo các tính trạng đặc trưng, theo mối quan hệ di truyền dựa trên
sự kết hợp phân tích chỉ thị hình thái và chỉ thị phân tử là cơ sở khoa học tin cậy
cho công tác bảo tồn và khai thác sử dụng hiệu quả các nguồn gen sen hiện có.
Giới thiệu 8 tổ hợp lai và 6 giống sen triển vọng cho mục đích lấy hoa, lấy hạt
phục vụ sản xuất, nhằm nâng cao giá trị sử dụng và giá trị kinh tế của cây sen.
5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
5.1. Đối tượng nghiên cứu

Các mẫu giống sen hiện còn tồn tại trong sản xuất và đã được trồng tại Việt
Nam; hiện trạng sản xuất và thị trường sen tại vùng ĐBSH; đa dạng di truyền của
42 mẫu nguồn gen sen hiện có.
5.2. Phạm vi nghiên cứu
Điều tra, đánh giá tình hình sản xuất và thị trường tiêu thụ các sản phẩm từ
cây sen chỉ tiến hành tại 6 tỉnh ở miền Bắc bao gồm Bắc Giang, Bắc Ninh, Hà Nội,
Hải Dương, Hưng Yên và Hà Nam.
Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, đa dạng hình thái và tính đa dạng di
truyền của tập đoàn 42 mẫu giống sen được thu thập từ 10 tỉnh thành trong cả nước
gồm: Hà Nội, Bắc Ninh, Hải Dương, Hưng Yên, Hà Nam, Hải Phòng, Quảng Ninh,
Nghệ An, Thừa Thiên Huế và Đồng Tháp.
Tuyển chọn xác định giống sen triển vọng theo các mục đích sử dụng.
Tồn bộ các thí nghiệm của đề tài được thực hiện tại Trung tâm Tài nguyên
thực vật trong thời gian từ 2011-2015.


6

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Giới thiệu chung về cây sen
1.1.1. Nguồn gốc cây sen
Cây sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) là loại cây thủy sinh đa niên có nguồn
gốc từ các nước châu Á nhiệt đới (Trần Hợp, 2000), xuất phát từ Ấn Độ (Makino
and Tomitaro, 1979), sau đó được đưa đến Trung Quốc, Nhật Bản, vùng bắc châu
Úc và nhiều nước khác. Ngày nay, cây sen được trồng phổ biến tại Ấn Độ, Nhật
Bản, Trung Quốc… đồng thời các sản phẩm từ cây sen cũng được tiêu thụ mạnh
khắp châu Á (Nguyễn Phước Tuyên, 2007).
Sen là một trong 12 loài cây thủy sinh được trồng cách đây hơn 3.000 năm.
Cây sen còn được coi là một trong số những cây cổ nhất cho đến nay. Năm 1972,

các nhà khảo cổ của Trung Quốc đã tìm thấy hóa thạch của hạt sen 5.000 tuổi ở tỉnh
Vân Nam. Năm 1973, hạt sen 7.000 tuổi khác được tìm thấy ở tỉnh Chekiang. Một
lượng lớn hạt sen được khám phá ở tỉnh Shan-tung, Liaoning và ngoại thành phía
tây Bắc Kinh có niên đại trên 1.000 năm. Shen Miller và cs., (1995) phát hiện hạt
sen 1228±271 tuổi trong những hồ cổ của tỉnh Putatien, Liaoning vẫn còn khả năng
nẩy mầm, một kỷ lục về sức sống bền lâu nhất được ghi nhận từ trước tới nay. Hạt
sen tìm thấy ở Đơng bắc Trung Quốc nằm trong vùng nhiệt độ thấp được phủ một
lớp bùn, hạt vẫn duy trì được sức sống sau hơn 600 năm (Xueming H., 1987).
Các nhà khảo cổ Nhật Bản cũng tìm thấy những hạt sen đã bị đốt cháy trong
hồ cổ sâu 6m tại Chiba có niên đại 1.200 năm (Iwao, 1986). Một số giống sen lấy
hạt có nguồn gốc từ Nhật Bản nhưng các giống sen lấy củ thì xuất phát từ Trung
Quốc (Takahashi B., 1994). Các giống sen của Trung Quốc khi du nhập sang Nhật
Bản bị nội địa hóa và mang các tên gọi Nhật Bản như Taihakubasu, Benitenjo,
Kunshikobasu, Sakurabasu và Tenjinkubasu (Yamaguchi M., 1990). Ngày nay, các
quẩn thể sen dạng hoang dại vẫn được tìm thấy dễ dàng tại các nước châu Á và
châu Mỹ (Qichao and Xingyan, 2005).


7

1.1.2. Phân loại và phân bố cây sen
Cây sen (N. nucifera Gaertn.) thuộc chi Nelumbo Adans, họ sen Nelumbonaceae, bộ sen -Nelumbonales, phân lớp Mộc Lan - Magnoliales, lớp hai
lá mầm - Dicotyledonae, ngành thực vật hạt kín - Angiospermea (Phạm Văn Duệ,
2005). Trong bộ sen chỉ có duy nhất một họ sen và trong họ sen chỉ có một chi
Nelumbo Adans với hai loài rất gần nhau là N. nucifera và N. lutea (Savolainen and
Chase, 2003). Loài N. nucifera Gaertn. được phân bố ở châu Á và châu Đại Dương
còn N. lutea Willd (sen Mỹ) phân bố ở Bắc và Nam Mỹ (Qichao and Xingyan,
2005). Hai loài sen này khác biệt nhau bởi đặc điểm hình thái giữa chúng như kích
cỡ cây, hình dạng lá, hình dạng và màu sắc cánh hoa (Zhang Xy et al., 2011).
Loài N. nucifera Gaernt. có bộ nhiễm sắc thể 2n=16, được trồng làm sen

cảnh, sen lấy củ và sen lấy hạt. Đặc điểm thân dày, cao và nhiều gai, củ đều phát
triển ở đáy ruộng hoặc ao, lá gần trịn có đường kính lớn. Cây non có khả năng
thích nghi trong nước sâu rất nhanh (Magness et al., 1971). Một chu kỳ sống của
cây sen thường chưa tới 12 tháng, thông thường cây sen cần phải mất từ 4-6 tháng
để hình thành lá, nụ, hoa, hạt, củ, trưởng thành trước khi bước sang giai đoạn ngừng
sinh trưởng của cây (Xueming, 1987).
Loài N. lutea Willd hình thành ở tầng nước nơng rồi phát triển ra vùng nước
sâu hơn, mực nước thích hợp từ 0,6-2,0 m. Thời gian nở hoa từ tháng 6-9, hoa màu
vàng hoặc màu kem, đường kính từ 7,6 đến 20,0 cm, kéo dài 3-4 ngày. Ở châu Mỹ,
môi trường sống của cây sen trong tự nhiên đã và đang bị phá hủy nên những quần
thể sen của loài N. lutea Willd. đã giảm đáng kể về diện tích, chúng đã được đưa
vào danh sách lồi có nguy cơ tuyệt chủng ở New Jersey, Pennsylvania và bị đe dọa
ở Michigan, Delaware (Sayre, 2004).
Theo kết quả nghiên cứu của Warner-Orozco O. (2009), hầu hết các giống sen
được lai tạo ra giữa loài N. lutea với N. nucifera là các giống sen cảnh.
Ở Việt Nam, cây sen chỉ có một lồi là N. nucifera, phân bố rộng rãi khắp
mọi nơi trong các ao, hồ, đầm lầy hay ruộng sâu. Các tỉnh trồng nhiều sen như Bắc