Nghiên cứu nhân giống cây chuối sáp (Mussa blbisiaba) in vitro

ĐẠI HOC NGUYỄN TẤT THÀNH NGUYEN TAT THANH THỤC HỌC - THỤC HÀNH - THỤC DANH - THỤC NGHIỆP KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC KHĨA LUẬN TĨT NGHIỆP NGHIÊN CỨU NHÂN GIĨNG CÂY CHUỐI SÁP (Musa halhìsìana) IN VITRO Sinh viên thực : Đồ Thị Kim Phượng MSSV : 1711547491 GVHD : ThS Mai Thị Phương Hoa ThS ĐỖ Tiến Vinh TP HCM, 2020 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT iv SUMMARY V DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIẾU vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii ĐẶT VẤN ĐỀ ix CHƯƠNG TÓNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tong quan chuối Sáp 1.1.1 Phân loại 1.1.2 Đặc điếm hình thái 1.1.3 Đặc điếm phân bố 1.2 Tình hình phát triến ngồi nước 1.2.1 Tình hình phát triển ngồi nước 1.2.2 Tình hình phát triển nước 1.3 Gía trị kinh tế giá trị dược liệu 1.3.1 Giá trị dược liệu 1.3.2 Giá trị kinh tế 1.4 Phương pháp nhân giống 1.4.1 Phương pháp truyền thống 1.4.2 Phương pháp in vitro 1.5 Một so yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển in vitro 1.5.1 Chất điều hòa sinh trưởng ảnh hưởng đến rề (auxin) 1.5.2 Chất điều hòa sinh trưởng ảnh hưởng đến tạo chồi (cytokinin) 11 1.5.3 Các yếu tố khác 11 ii 1.6 Cơng trình nghiên cứu nước 13 1.6.1 Tình hình nghiên cứu nước 13 1.6.2 Tình hình nghiên cứu giới 15 CHƯƠNG NÔI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cúu 18 2.1 Nơi thực .18 2.2 Nội dung nghiên cứu 18 2.3 Phương pháp nghiên cứu 18 2.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng thành phần môi trường khoáng đến sinh trưởng phát triến chuối Sáp 19 2.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng chất điều hòa sinh trưởng đến khả tạo chồi chuối Sáp 20 2.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ auxin đến trình hình thành rễ chuối Sáp 21 2.4 Phương pháp thu thập xử lý số liệu .22 2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu 22 2.4.2 Xử lý số liệu .22 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23 3.1 Ket thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng thành phần mơi trường khống đến sinh trưởng phát triển cùa chuối Sáp 23 3.2 Ket thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng chất điều hòa sinh trưởng đến khả tạo chồi chuối Sáp 25 3.3 Ket thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ auxin đến trình hình thành rề chuối Sáp 28 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHỤ LỤC 35 iii TÓM TẤT Đe tài: “Nghiên cứu nhân giống chuối Sáp (Musa balbisìana) in vitro” thực từ tháng 06/2020 đến tháng 09/2020 Phịng Ni cấy mơ thực vật khoa Cơng nghệ Sinh học, trường Đại học Nguyễn Tất Thành với mục tiêu xác định thành phần khoáng chất điều hịa sinh trưởng thích hợp đe nhân nhanh giống chi Sáp (Musa balbisianà) in vitro Đe tài có ba nội dung: Khảo sát ảnh hưởng thành phần mơi trường khống đến sinh trưởng phát triển chuối Sáp Khảo sát ảnh hưởng chất điều hòa sinh trưởng đến khả tạo chồi chuối Sáp Khảo sát ảnh hưởng cùa nồng độ auxin đến trình hình thành rề chuối Sáp Các thí nghiệm bố trí theo kiêu hồn tồn ngầu nhiên Ket đạt được: - Mơi trường MS thích họp đe nhân giống chuối Sáp in vitro - Mơi trường thích họp để ni cấy tạo chồi chuối Sáp in vitro MS bổ sung BA mg/1, đường 30 g/1, agar g/1 - Mơi trường thích họp cho hình thành rễ chuối Sáp in vitro MS bổ sung NAA 0,25 mg/1, đường 30 g/1, agar g/1 IV DANH MỤC • CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cây chuối Sáp Hình 2.1 Sơ đồ tong quan nội dung nghiên cứu 19 Hình 3.1 Chồi chuối Sáp ni cấy mơi trường khống sau 30 ngày 24 Hình 3.2 Chồi chuối Sáp sau 30 ngày nuôi cấy mơi trường MS có bo sung BA, kinetin 28 Hình 3.3 Chồi chuối Sáp sau 30 ngày nuôi cấy môi trường MS có bơ sung auxin 31 vi DANH MỤC BANG BIÊU Bảng 2.1 Khảo sát ảnh hưởng cùa thành phần mơi trường khống đến sinh trưởng phát triển chuối Sáp 20 Bảng 2.2 Khảo sát ảnh hưởng chất điều hòa sinh trưởng đến khả tạo chồi chuối Sáp 20 Bảng 2.3 Khảo sát ảnh hưởng nong độ auxin đến trình hình thành rễ chuối Sáp 21 Bảng 3.1 Ket khảo sát ảnh hưởng cùa thành phần mơi trường khống đến sinh trưởng phát triển chuối Sáp 23 Bảng 3.2 Ket khảo sát ảnh hưởng chất điều hòa sinh trưởng đến khả tạo chồi chuối Sáp 26 Bảng 3.3 Ket khảo sát ảnh hưởng nong độ auxin đến trình hình thành rễ chuối Sáp 29 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẤT FAO To chức Nông Lương Liên hiệp quốc (Food and Agriculture Organization) BA Benzylaminopurin benzyl adenin IAA p-indol - acetic acid IBA indol - - acetic acid NAA a - Naphthaleneacetic acid SAS Statistical Analysis Systems MS Môi trường Murashige & Skoog - 1926 AMP Adenosine monophosphate CRD Complete randomized design AC Activated charcoal G Gram NT Nghiệm thức viii ĐẶT VẤN ĐÈ Tính cấp thiết đề tài Chuối thuộc chi Musa thường trồng vùng nhiệt đới điên hình Đơng Nam Á úc, chúng trồng 150 quốc gia có nhiều loại chuối Sáp, Tiêu, Hột, Xiêm Trong đó, chuối Sáp giống ăn đặc sản nước ta, có giá trị kinh tế cao, chất lượng thom ngon che biến thành nhiều ăn Bên cạnh đó, có nhiều dưỡng chất kali, magiê, natri loại vitamin B6, c với chất chống oxy hóa, thích họp làm dược liệu Nguyên to kali có chuối hồ trợ người hay bị chuột rút, hàm lượng sắt cao kích thích sản sinh hemoglobin hồ trợ người có huyết áp thấp, thiếu máu, ăn chuối Sáp tốt cho mắt giúp cải thiện hệ thần kinh, tránh táo bón, ngăn ngừa ung thư Việc xuất chuối tăng mạnh, chuối Sáp loại trái người tiêu dùng ưa chuộng Cây chuối Sáp ngày gặp phải nguy giống, việc áp dụng phương pháp nhân giống truyền thong khơng cịn hiệu quả, giống chuối không cung cấp đủ cho nhu cầu tiêu dùng thị trường Nguyên nhân thối hóa giống, hệ số nhân thấp, nhiễm bệnh vi khuẩn virus nên không cung cấp đù số lượng lớn giống sạch, suất cao Vì vậy, cần có biện pháp đế nhân nhanh giống chuối Sáp nhằm cung cấp cho thị trường giống khỏe mạnh vần giữ tính đặc trưng mồi loại Phương pháp in vitro đà khắc phục tình trạng mà phương pháp truyền thống không làm với ưu điếm đảm bảo giống có tính đồng mặt di truyền, hình thái, cung cấp thời điểm bệnh với số lượng lớn Việt Nam việc nghiên cứu nhân giống chuối Sáp dựa phương pháp in vitro nhiều hạn chế Xuất phát từ lý trên, thực đề tài “Nghiên cứu nhân giống chuối Sáp (Musa balbìsiana) in vitro” Mục tiêu đề tài Xác định thành phần khoáng chất điều hịa sinh trưởng thích hợp để nhân giống chuối Sáp (Musa balbisiand) ỉn vitro IX Chương Tổng quan tài liệu CHƯƠNG TÓNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan chuối Sáp 1.1.1 Phân loại Giới (regnum) : Plantea Bộ (ordo) : Zingiberales Họ (familia) : Musaceae Chi (genus) : Musa Hình 1.1 Cây chuối Sáp Chuối Sáp (Musa balbisỉana) thuộc chi Musa có nguồn gốc vùng nhiệt đới Đông Nam Á úc ’ Chuối trồng khoảng 150 quốc gia tồn giới với diện tích 4,84 triệu sản xuất 95,6 triệu mồi năm Có 1.000 giống chuối khác phát trien khắp giới, chia thành 50 nhóm Chuối biết đến loại thực phàm sử dụng rộng rãi giới Đối với nước Châu Âu Hoa Kì, người ta thường dùng chuối làm tráng miệng, chuối có vị thanh, dẻo, không ngấy Là lựa chọn hàng đầu chế độ dinh dưỡng ngày, sử dụng nấu chín Chúng nguồn giàu vitamin A, c, B6, khoáng chất magie với kali, với chất chống oxy hóa chuối chứa khoảng 105 calo bao gồm nước carbohydrate Theo thấy lượng protein chuối gần khơng chứa chất béo Chính yếu tố khiến loại trở thành lựa chọn “thân thiện” với người ăn kiêng Lợi ích chuối cịn giúp hệ tiêu hóa thêm khỏe mạnh, trung bình có khoảng g chất xơ Thành phần chứng minh có vai trị làm đường ruột ngăn ngừa nhiều vấn đề liên quan đen tiêu hóa Tại nước Đơng Nam Á, ngồi chuối biết đến bắp chuối dùng loại rau, hấp, trộn salad, ăn sống bổ ích Lá, dây chuối dùng để gói bánh, thân củ làm phụ phấm chăn ni tốt Chương Tổng quan tài liệu 1.1.2 Đặc điểm hình thái Việt Nam nước có khí hậu nhiệt đới, thích hợp cho việc trồng chuối vào tháng - âm lịch, thời gian phát triên đến thu hoạch 11 tháng Cây thường mọc lên cao, thẳng, loại thân giả, tạo thành lóp vỏ lá, trưởng thành có thân cao 6,25 - 7,20 m số lồi cao tới m, với kéo dài 3,5 m Mồi thân giả trước chết có the buồng chuối màu vàng, xanh, hay màu đở Quả chuối thành nải treo, nải có tới 20 quả, mồi buồng có - 20 nải, cuống nhỏ - cm Lá chuối mọc theo hình xoắn có mặt màu xanh đậm mặt màu xanh nhạt, cuống dài từ 54 - 94 cm rộng 60 cm 4’5 Chuối thuộc loại rễ chùm, có loại rễ (rề ngang rễ thăng) Rễ ngang mọc xung quanh củ chuối, phân bố lớp đất mặt, bề ngang rộng từ - cm, loại rề sinh trưởng khỏe, phân bố rộng Là loại rễ quan trọng có chức hút nước dinh dưỡng ni Rễ thẳng: Mọc phía củ chuối, tác dụng chủ yếu giúp đứng vững Hoa chuối thường lưỡng tính, đầu hoa thường hoa đực riêng, khơng sinh sản, cịn dược gọi bắp chuối Đất tốt đất thịt nhẹ, đất pha cát, đất phù sa, có độ xốp cao, giữ nước tốt, tầng canh tác dày rễ chuối ăn khỏe, độ dày tầng canh tác > 50 cm Độ pH đất từ 4,5 - 8, mọc bình thường Chuối chịu úng chịu hạn kém, đất phải có độ cao so với mực nước ngầm tối thiểu 0,6 m, thoát nước tốt Đối với đất trồng chuối cũ phải đào bỏ đất xung quanh gốc chuối cũ, dọn cỏ dại, cày phơi ải thời gian cho đất tơi xốp trở lại Hàm lượng nước phận chuối cao, thân giả 92,4%, rề 96%, 82,6% 96% Độ bốc lớn, ánh nắng mặt trời, sức tiêu hao nước chuối từ 40 - 50 mg/dm2/phút Chuối có khả thích ứng phạm vi cường độ ánh sáng tương đối rộng, lượng ánh sáng điều kiện nước ta cho phép chuối sinh trưởng phát triên tốt nhiệt độ 25 - 35°c Neu nhiệt độ 25°c trái sè nhở phát triển kém, phẩm chất kém, sinh trưởng chậm Chuối sợ rét sương muối, gặp sương muối kéo dài xám khô héo TÀI LIỆU THAM KHẢO Nelson Scot c, Randy c Ploetz, Angela Kay Kepler Musa species (banana and plantain) Species Profiles for Pacific Island Agroforestry 2006;2(2) Singh H, Uma s, Selvarajan, R and Karihaloo J Micropropagation for production of quality banana planting material in Asia-Pacific Asia-Pacific Consortium on Agricultural Biotechnology (APCoAB), New Delhi 2011 ;92 Solomon CNS Banana Flower Encyclopedia of Asian Food 1998 Kongkona Borborah, SK Borthakur, and Bhaben Tanti Musa balbisiana Colla Taxonomy, Traditional knowledge and economic potentialities of the plant in Assam, India India Journal of Traditional knowledge 2016; 15(1): 116 - 120 Morton JF Banana Fruits of warm climates; 1987 Phương NTT Chuỗi cung sản phẩm chuối địa bàn huyện hướng hóa tỉnh Quảng Trị Huế: Khoa kinh tế phát triển, Trường đại học kinh tế Huế Bibechana Timsina, Nadumane VK Anti-cancer potential of banana flower extract:Anin vitrostudy Bangladesh J Pharmacol 2014;9:628-635 Thorpe TA History of plant tissue culture Molecular Biotechnology 2007/10/01 2007;37(2): 169-180 Minh GTV Giáo trình ni cấy mơ tế bào thực vật NXB Khoa học Công nghệ 10 Nichodemus co Plant Tissue Culture: It's Techniques, Applications, Advantages and Disadvantages in Plant Biotechnology 2017 11 Rozov s, Zagorskaya A, Deineko E, Shumny V Auxins: Biosynthesis, metabolism, and transport Biology Bulletin Reviews 07/01 2013;3:286-295 12 PGS.TS Nguyền Bá Lộc, PGS.TS Trương Văn Lung, ThS Lê Thị Trĩ, ThS Lê Thị Hoa, Hương TLTM Giáo trình Sinh lý học thực vật Đại học Huế; 2006 13 Kerchev p, Muhlenbock p, Denecker J, et al Activation of auxin signalling counteracts photorespiratory H2O2-dependent cell death Plant Cell Environ 2015;38(2):253 - 265 14 Tomlin CDS A Guide to the Use of Pesticides 14th Edition ed2006 15 Chơn TNM Giảo trình Chất điều hịa sinh trưởng thực vật Trường ĐH cần Thơ; 2004 16 Pan MJ, Staden Jv The use of charcoal in in vitro culture - A review Plant Growth Regulation 1998/12/01 1998;26(3): 155-163 17 Wann SR, Veazey RL, Kaphammer J Activated charcoal does not catalyze sucrose hydrolysis in tissue culture media during autoclaving Plant Cell, Tissue and Organ Culture 1997/09/01 1997;50(3):221 -224 18 Vũ Ngọc Phượng, Hoàng Thị Phòng, Thái Xuân Du, Dũng TM nhãn giống in vitro chuối (Cavendish sp.) quy mô công nghiệp 2009 33 19 ĐỒ Đăng Giáp, Phạm Ngọc Vinh, Trần Trọng Tuấn, Nguyễn Thị Huyền Trang, Phạm Ngô Anh Thư, Du TX Tăng hệ sô nhân nhanh chôi chuôi Laba (Musa sp.) nuôi cay in vitro cách sử dụng ánh sáng, Myo - Inositol Adenin aulphate Tạp chí sinh học 2012;34(3se):180 - 187 20 Đặng Thị Mai, Trịnh Thị Nhất Chung Vai trò chất điều hòa sinh trưởng, ánh sáng giá thê nhân giông ỉn vitro chuôi tiêu hông Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2015 21 Toshio Murashige, Skoog F A Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Cultures Vol 151962 22 Vũ Thị Bạch Phương, Triệu Thị Yen Nhi, Dương Công Kiên, Quách Ngô Diễm Phương Khảo sát quy trình vi nhân giơng chi sáp (Musa balbasiana nhóm BBB) Tạp phát triển khoa học công nghệ 2018;2(3) 23 Bùi Thị Thu Hương, Đồng Huy Giới, Phùng Thị Hồng Lich, Linh TH Nghiên cứu vi nhân giông chi ngự Đại Hồng (Musa spp.) Tạp khoa học công nghệ lãm nghiệp 2020( 1) 24 Cox Elsie A, Stotzky G, Goos Roger D In vitro Culture of Musa balbisiana Colla Embryos Nature 1960/02/01 1960; 185(4710):403-404 25 Damasco, D.p Barba, R.c In vitro culture of Saba banana [Musa balbisiana cv Saba (BBB)] Inter-American Institute for Cooperation on Agriculture 1985 26 Afele JC, de Langhe E Increasing in vitro germination of Musa balbisiana seed Plant Cell, Tissue and Organ Culture 1991/10/01 1991 ;27( ):33-36 27 Asif MJ, Mak c, Othman RY In vitro zygotic embryo culture of wild Musa acuminata ssp.malaccensis and factors affecting germination and seedling growth Plant Cell, Tissue and Organ Culture 2001/12/01 2001;67(3):267-270 28 K Kalimuthu, M Saravanakumar, R Senthilkumar In vitro micropropagation of Musa sapientum L (Cavendish Dwarf) African Journal of Biotechnology 2007;6(9) 29 Taliane Leila Soares, Sebastião de Oliveira e Silva, Maria Angelica Pereira de Carvalho Costa, et al In vitro germination and viability of pollen grains of banana diploids Crop Breeding and Applied Biotechnology 2008;8:111-118 30 Ahmed s, Sharma A, Singh A, Wali VK, Kumari p In vitro multiplication of banana (Musa sp.) cv Grand Naine African Journal of Biotechnology 2014;13:2696-2703 31 E.uzaribara, V Nachegowda, h.ansar, b N Sathyanarayana, taj aa In vitro propagation of red banana (musa acuminata) The Bioscan 2015; 10(1): 125129 32 Mulugeta Gobena, Sunil T Hajare, and Girmaye Benti In vitro root development system in two popular cultivars of banana Original Research Article 2018;7(l):3583-3591 33 Sen NT Nhân giống in vitro Bình Vơi (Stephania) bang phương pháp nuôi cấy chồi đỉnh, ĐH Nguyền Tất Thành; 2020 34 PHỤ LỤC Phụ lục Môi trường MS: NH4NO3 : 1,65 g/1 KNO3 : 1,9 g/1 MgSO4.7H2O : 0,37 g/1 KH2PO4 : 0,17 g/1 CaCl2 : 0,332 g/1 Môi trường WPM: NH4NO3 : 0,4 g/1 K2SO4 : 0,99 g/1 Ca(NO3)2.4H2O : 0,556 g/1 MgSO4.7H2O : 0,37 g/1 CaCl2 : 0,0725 g/1 KH2PO4 : 0,17 g/1 Môi trường LV: NH4NO3 : 1,65 g/1 KNO3 : 1,9 g/1 MgSO4.7H2O : 1,85 g/1 KH2PO4 : 0,34 g/1 CaCl2.2H2O : 0,22 g/1 MyO Inositol : lg/1 Môi trường B5: KNO3 : 2,5 g/1 CaCl2.2H2O : 0,15 g/1 MgSO4.7H2O : 0,25 g/1 (NH4)2.SO4 : 0,134 g/1 NaH2PO4.H2O : 0,15 g/1 35 Phụ lục Bảng thống kê Anova thí nghiệm Thí nghiệm Chieu cao, MS, WPM, LV, B5 The ANOVA Procedure Class Level Information Levels Class T Values VI V2 V3 V4 Number of observations Read 12 Number of observations Used 12 Sum of Source DF Model Error Corrected Total Source T Mean Square F Value 27.08616667 9.02872222 79.97 0.90320000 0.11290000 11 27.98936667 Squares Pr > F 79.97 F Model 6.00669167 2.00223056 21.54 0.0003 Error 0.74380000 0.09297500 11 6.75049167 Source Corrected Total Source T R-Square Coeff Var Root MSE N Mean 0.889815 7.417426 0.304918 4.110833 Anova ss DF 6.00669167 Mean Square F Value 2.00223056 21.54 Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 092975 30600 Critical Value of t Least Significant Difference 0.5741 t Grouping Mean N T A 5.2233 V2 B 4.2200 V3 c 3.5567 VI 3.4433 V4 c c So la, MS, WPM, LV, B5 The ANOVA Procedure Class Level Information Class Levels T Values VI V2 V3 V4 Number of observations Read 12 Number of observations Used 12 37 Pr > F 0.0003 Sum of Mean Square F Value 22.14069167 7.38023056 82.26 0.71773333 0.08971667 11 22.85842500 Source DF Model Error Corrected Total Source Squares R-Square Coeff Var Root MSE N Mean 0.968601 6.282693 0.299527 4.767500 Pr > F < 0001 DF Anova ss Mean Square F Value Pr > F 22.14069167 7.38023056 82.26 F Model 1.40198333 0.20028333 11.36 F F Model 2.44898333 0.34985476 9.32 0.0001 Error 16 0.60086667 0.03755417 Source 39 Corrected Total Source T 23 3.04985000 R-Square Coeff Var Root MSE N Mean 0.802985 7.118052 0.193789 2.722500 DF Anova ss Mean Square F Value Pr > F 2.44898333 0.34985476 9.32 0.0001 0.01 Alpha Error Degrees of Freedom 16 Error Mean Square 0.037554 2.92078 Critical Value of t Least Significant Difference 0.4621 Mean N T A 3.4433 V3 B 2.8900 V7 2.7800 V6 2.6700 VI 2.6667 V2 2.5567 V8 2.4433 V5 2.3300 V4 Grouping B c c c c c c c c c c c B B B B B B B B B So la, MS + BA, kinetin The ANOVA Procedure Class Level Information Class Levels T Values VI V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 Number of observations Read 24 Number of observations Used 24 Sum of Source DF Mean Square Squares 40 F Value Pr > F Model 4.08758333 0.58394048 Error 16 0.65300000 0.04081250 Corrected Total 23 4.74058333 Source T 14.31 R-Square Coeff Var Root MSE N Mean 0.862253 6.272322 0.202021 3.220833 F 4.08758333 0.58394048 14.31 F 24.17 F 6.28453333 0.89779048 24.17 F Model 7.95509667 0.88389963 47.25 F 7.95509667 0.88389963 47.25 F 84.88 F < 0001 E D 1.8067 V9 1.5633 V6 1.2900 V3 E E F F F So la, đoi chung, MS + IAA, IBA, NAA The ANOVA Procedure Class Level Information Levels Class T Values VI V10 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 10 Number of observations Read 30 Number of observations Used 30 Sum of DF Squares Mlean Square F Value Pr > F Model 5.74213667 0.63801519 31.28 F 5.74213667 0.63801519 31.28