Nghiên cứu sản xuất củ giống gốc khoai tây Minituber từ cây in vitro pdf

Nghiên cứu sản xuất củ giống gốc khoai tây minituber từ cây in vitro Research on the production of potato minitubers derived from in vitro plantlets Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Xuân Trờng, Nguyễn Thị Lý Anh, Phạm Văn Tuân, Lại Đức Lu Summary The research used the free pathogen diamant materials including in vitro plantlets, in vitro tubers, in vitro derived shoot tips cuttings on nursery beds. The experiments were carried out on insect-isolated net house. The results showed that: - The substrates for hardening had significantly affected the development and yield of the potato grown from in vitro materials. The best substrate for the production of minitubers from in vitro plants appeared to be the burnt rice husk+ humus+ muck (2,5 : 2,5 :1). The worst substrate was delta soil + muck (1:5). - The in vitro plants and their shoot tip cuttings at different time (different age) showed the difference in the development, growth and yield of the tubers. The shoot tip cuttings at the later time (higher physiological age) gave the lower of the average number of tubers per clump. - In compared with the in vitro tubers, the in vitro plants gave the better growth with the higher average number of tuber/plant (the average number of tubers per clump was 210,2 %, followed by the plants derived from shoot tip cuttings with 179,7 % in comparison with the plants grown from in vitro tubers (100%). - Growing the in vitro plants and shoot tip cuttings too late on the end of December gave the worse growth, development and yield in compared with the earlier growing time. Key words: potato, minituber 1. Đặt vấn đề Mô hình sản xuất khoai tây giống chất lợng cao bắt nguồn từ nuôi cấy mô đã đợc các tác giả Nguyễn Quang Thạch & cs (1991), Hoàng Minh Tấn, & cs (1995); Trần Văn Ngọc, Nguyễn Văn Uyển, Trơng Văn Hộ (1995) đề xuất. Tuy nhiên, để đa mô hình này vào vận hành, ngoài sản xuất ở quy mô lớn và đặc biệt trực tiếp cho vùng Đồng bằng Bắc bộ còn có rất nhiều khâu cần hoàn thiện. Nhiều năm qua, Viện Sinh học Nông nghiệp đã tập trung nghiên cứu hoàn thiện các khâu của các mô hình trên trong đó đặc biệt tập trung vào công đoạn sản xuất củ minituber từ cây in vitro. 2. Vật liệu và phơng pháp nghiên cứu Cây khoai tây nuôi cấy mô giống Diamant sạch bệnh. Các nguyên liệu làm giá thể: trấu hun, mùn thu thập từ các vùng núi khác nhau. Thí nghiệm đợc bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn, 3 lần lặp lại tuỳ theo thí nghiệm hoặc bố trí trong khay (30 cây/1khay), 5 lần lặp lại hoặc bố trí trong ô với diện tích ô 3m 2 /lần lặp lại. Trồng theo 3 thời vụ: Thời vụ 1: trồng ngày 18/12/2003; Thời vụ 2: trồng ngày 28/12/2003; Thời vụ 3: trồng ngày 08/01/2004 Thí nghiệm đợc tiến hành trong nhà màn cách ly của Viện Sinh học Nông nghiệp. Số liệu đợc xử lý thống kê theo chơng trình IRRISTAT. 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.1. ảnh hởng của giá thể đến số lợng củ và kích thớc củ giống khoai tây trồng từ cây nuôi cấy mô Bảng1. ảnh hởng của giá thể trồng đến năng suất và kích thớc củ giống khoai tây giống Diamant trồng từ cây nuôi cấy mô Chỉ tiêu theo dõi Ct1 Ct2 Ct3 Ct4 Ct5 CV% LSD 0,05 Số củ/ cây (củ/cây) 3,10 3,75 4,51 4,24 4,15 1,9 0,142 P trung bình củ (g/củ) 7,49 6,35 6,85 6,56 6,02 1,3 0,164 Củ C 1 ( < 1 cm) 5,24% 10,00% 10,53% 8,56% 7,23% Củ C 2 ( = 1 ữ < 2 cm) 50,81% 62,67% 47,37% 53,39% 56,33% Củ C 3 ( = 2 ữ < 3 cm) 39,11% 21,33% 32,68% 30,97% 34,94% Củ C 4 ( = 3 ữ < 4 cm) 4,84% 6,00% 9,42% 7,08% 1,50% Năng suất củ/m 2 (củ) 465 562 676 636 622 0,3 Năng suất thực thu (kg/m 2 ) 3,4 3,5 4,5 4,1 3,7 0,4 Chú thích: CT1- Đất phù sa : Phân chuồng (Tỷ lệ 5:1). CT2- Trấu hun : Phân chuồng hoai (Tỷ lệ 5:1). CT3- Trấu hun : Mùn A: Phân chuồng hoai ( Tỷ lệ 2,5 : 2,5 : 1). CT4- Trấu hun : Mùn B : Phân chuồng hoai ( Tỷ lệ 2,5 : 2,5 : 1). CT5- Trấu hun : Đất phù sa : Phân chuồng hoai ( Tỷ lệ 2,5 : 2,5 : 1). Tỷ lệ thành phần giá thể đợc tính theo thể tích, mùn A khai thác từ Hoà Bình và mùn B thu thập từ Đà Lạt. Giá thể trồng có ảnh hởng rõ rệt đến sinh trởng phát triển của cây. Cây trồng trên giá thể: trấu hun + mùn (Hoà Bình) + phân chuồng hoai (CT3) cho sinh trởng phát triển vợt trội, đồng thời có tổng thời gian sinh trởng dài nhất (90 ngày). Cây trồng ở công thức 2 (trấu hun + phân chuồng) và CT1 (đất + phân chuồng) có thời gian sinh trởng ngắn nhất (82 83 ngày). Xét về số củ tạo thành, CT3 cũng cho số củ tạo thành lớn nhất trong khi công thức I trồng trên đất + phân chuồng cho số củ thấp hơn cả. Tuy nhiên xét về khối lợng củ và tỷ lệ củ có kích thớc lớn thì CT1 cho khối lợng bình quân củ và kích thớc củ cao nhất. 3.2. ảnh hởng của tuổi cây đến sinh trởng phát triển và năng suất củ nhỏ (minituber). Bảng 2. ảnh hởng của tuổi cây đến năng suất và kích thớc củ giống khoai tây giống Diamant trồng từ cây nuôi cấy mô CTTD Ct1 Ct2 Ct3 Ct4 Cv% Lsd 0,05 Số củ/cây 5,51 3,73 2,99 2,38 1 0,077 Ptb củ(g/củ) 6,05 6,93 9,15 8,76 0,5 0,073 Củ C1 ( < 1cm) 16,53% 4,36% 5,44% 9,47% Củ C2 ( = 1ữ< 2cm) 47,37% 60,74% 46,03% 45,37% Củ C3 ( = 2 ữ<3cm) 34,68% 33,89% 43,10% 42,11% Củ C4 ( = 3 ữ< 4cm) 1,42% 1,01% 5,44% 3,05% Năng suất củ/m 2 (củ) 826,5 559,5 448,5 357,0 Năng suất thực thu (kg/m 2 ) 4,5 3,8 4,0 2,9 Chú thích: CT1- Trồng trực tiếp từ cây khoai tây nuôi cấy in vitro. CT2- Trồng từ ngọn cắt lần 1. CT3- Trồng từ ngọn cắt lần 2. CT4- Trồng từ ngọn cắt lần 3. Kết quả cho thấy: Có sự sai khác rõ rệt về số lợng củ tạo thành giữa công thức trồng trực tiếp từ cây in vitro và cây trồng từ ngọn cắt. Cây trồng từ ngọn cắt có số củ tạo ra giảm dần theo tuổi cây (tính theo số lần cắt) từ 5,51 (Đ/C) xuống còn 2,38 (ngọn cắt lần 3). Tuy số lợng củ giảm nhng củ tạo ra từ cây trồng từ ngọn cắt có kích thớc lớn hơn hẳn so với củ trồng trực tiếp từ cây nuôi cấy mô. Tỷ lệ củ có kích thớc sử dụng đợc làm củ giống (>1cm) ở cây nuôi cấy mô đạt 83,47 còn ở các công thức trồng từ cây trồng từ ngọn cắt dao động từ 95,64% - 90,53%. Từ đây cho phép giải thích kết quả điều tra ở Đà Lạt có số củ mini tạo ra khi trồng bằng ngọn cắt chỉ đạt 1 2 củ/cây. Đó là do sử dụng ngọn cắt qua quá nhiều đợt khai thác. 3.3. So sánh ảnh hởng của nguồn trồng: củ in vitro (microtuber), cây nuôi cấy mô, ngọn cắt đến sinh trởng phát triển và năng suất củ mini tạo thành. Khác với 2 thí nghiệm trên đợc tiến hành trồng trong các khay thí nghiệm, thí nghiệm này đợc bố trí trồng trực tiếp trên đất trong nhà màn. Kết quả nghiên cứu đợc trình bày ở bảng 3. Bảng 3. ảnh hởng của nguồn trồng (củ in vitro, cây in vitro, cây trồng từ ngọn cắt) đến số lợng và khối lợng củ Chỉ tiêu theo dõi Trồng từ củ in vitro Cây in vitro Ngọn cắt CV (%) LSD 0,05 Số củ/khóm(củ/khóm), % 5,44 100 11,44 210,2 9,78 179,7 0,50 0,08 Ptb củ (g/củ) 33,25 15,54 16,35 0,21 0,09 Củ C1 ( <1cm) 14,29% 9,71% 10,23% Củ C2 ( = 1ữ < 2cm) 18,37% 33,01% 30,68% Củ C3 ( = 2ữ < 3cm) 26,53% 34,95% 48,86% Củ C4 ( = 3ữ <4cm) 16,33% 19,42% 9,09% Củ C5 ( 4cm) 24,48% 2,91% 1,14% Năng suất lý thuyết (kg/m 2 ) 2,21 2,13 1,92 1,43 0,06 Năng suất thực thu ( kg/m 2 ) 1,93 1,75 1,74 2,47 0,09 thời gian sinh trởng (ngày) 120 112 104 Kết quả nghiên cứu cho thấy: cây trồng từ các nguồn nguyên liệu khác nhau: củ in vitro (microtuber), cây nuôi cấy mô, cây từ ngọn cắt lần 1 cho kết quả rất khác nhau diễn biến theo quy luật: Cây trồng từ cây in vitro cho số lợng củ cao nhất, số lợng củ bình quân/khóm đạt 210,2% sau đó là cây trồng từ ngọn cắt đạt 179,7% so với cây trồng từ củ in vitro (100%). Khối lợng củ trung bình của cây trồng từ củ in vitro cao nhất (33,25g/củ) sau đó đến củ trồng từ ngọn cắt (16,35g/củ) và cuối cùng là củ của cây trồng trực tiếp từ cây nuôi cấy mô (15,54g/củ). Nh vậy, trong việc sản xuất của minituber để tăng hiệu quả sản xuất củ giống nên sử dụng cây in vitro và ngọn cắt từ cây in vitro (với số lần cắt ít) để trồng. Không nên sử dụng củ microtuber làm nguồn trồng do chi phí tạo củ in vitro cao (chi phí điện năng tạo môi trờng lạnh để tạo củ và chi phí đờng làm môi trờng tạo củ). Hớng sử dụng cây in vitro và ngọn cắt sẽ góp phần giảm giá thành củ mini sản xuất ra. 3.4. ảnh hởng của thời vụ trồng đến sinh trởng phát triển và năng suất củ mini tạo thành Bảng 4. ảnh hởng của thời vụ trồng đến năng suất và chất lợng củ giống Chỉ tiêu theo dõi Thời vụ 1 Thời vụ 2 Thời vụ 3 CV(%) LSD 0,05 Cây in vitro 6,18 4,80 4,50 0,71 0,07 Ngọn cắt lần 1 3,73 4,36 3,20 1,15 0,08 Ngọn cắt lần 2 2,99 1,91 2,90 2,67 0,13 Số củ/cây (củ/cây) Ngọn cắt lần 3 2,38 1,81 2,40 1,17 0,05 Cây in vitro 2,98 2,60 2,18 0,95 0,05 Ngọn cắt lần 1 6,93 5,15 3,02 1,31 0,13 Ngọn cắt lần 2 9,15 11,45 4,15 0,38 0,06 Khối lợng củ (g/củ) Ngọn cắt lần 3 8,76 16,62 4,19 0,45 0,09 Tổng thời gian sinh trởng (ngày) 87 82 72 Kết quả cho thấy: Trong 3 thời vụ nghiên cứu (vụ đông muộn), cây trồng ở các thời vụ sớm có tổng thời gian sinh trởng dài hơn. Thời vụ trồng càng muộn, số củ tạo thành cũng nh khối lợng củ càng giảm. Điều này cho thấy, việc sản xuất khoai tây minituber từ các nguồn cây in vitro và cắt ngọn không nên tiến hành muộn vào vụ xuân. 4. Kết luận Giá thể trồng cây in vitro thích hợp là giá thể: mùn + trấu hun + phân chuồng (2,5 : 2,5 : 1). Giá thể này vừa cho số lợng củ cao, kích thớc củ phù hợp. Trồng khoai tây từ cây in vitro trực tiếp và từ ngọn cắt có sự sai khác rõ rệt về số củ cũng nh khối lợng củ tạo thành. Ngọn cắt càng qua nhiều đợt khai thác càng giảm số lợng củ tạo ra. Trồng khoai tây từ củ in vitro (microtuber) mặc dù cho khối lợng bình quân củ cao nhng số lợng củ giống tạo ra thấp hơn nhiều so với cây trồng từ cây nuôi cấy mô và ngọn cắt của chúng. Trong 3 thời vụ nghiên cứu (vụ đông muộn), cây trồng ở các thời vụ sớm có tổng thời gian sinh trởng dài hơn. Thời vụ trồng càng muộn, số củ tạo thành cũng nh khối lợng củ càng giảm. Tài liệu tham khảo Trần Văn Ngọc, Nguyễn Văn Uyển, Trơng Văn Hộ (1995). Công nghệ sinh học và vấn đề cung cấp giống khoai tây cho đồng bằng Bắc Bộ. Tạp chí KHKT Nông nghiệp. Nxb Nông nghiệp, trang 288 289. Nguyễn Thị Kim Thanh, Nguyễn Quang Thạch, Hoàng Minh Tấn (1995). "Nghiên cứu việc xây dựng quy trình sản xuất củ khoai tây trong ống nghiệm". Hội thảo quốc gia và khu vực nhân năm Louis Pasteur. Vi sinh vật học và công nghệ sinh học, tháng 10 năm 1995, Trang 501 - 505. Nguyễn Thị Kim Thanh, Hoàng Minh Tấn, Nguyễn Quang Thạch "ảnh huởng của kích thớc củ giống và mật độ của củ khoai tây siêu bi in vitro đến sinh trởng phát triển và năng suất ". Kết quả nghiên cứu khoa học Khoa Trồng trọt Nông nghiệp năm 1995 - 1996, NXB Nông nghiệp. Trang 54 - 59. Nguyễn Quang Thạch, Hoàng Minh Tấn, Mai Thị Tân, Nguyễn Thị Lý Anh "Xây dựng mô hình sản xuất khoai tây giống chất lợng cao bắt nguồn từ nuôi cấy in vitro". Thông báo khoa học của các trờng ĐH 1991, chuyên đề Sinh học - Nông nghiệp (ISSN 0868. 3034), Bộ GD & ĐT. Trang 94 -73. ả nh 3. ả nh hởng của giá thể đến sinh trởng phát triển và năng suất củ 1. Trấu hun + phân chuồng (5:1) 2. Trấu hun + mùn A + phân chuồng (2,5:2,5:1) 3. Trấu hun + mùn B + phân chuồng (2,5:2,5:1) 4. Đất phù sa phân chuồng (5:1) 5. Trấu hun + đất phù sa + phân chuồng (2,5:2,5:1) ả nh 1 + 2. Củ thu từ cây in vitro (trái) và củ thu từ củ siêu bi microtuber (phải) ả nh 4. ả nh hởng của tuổi câyđến sinh trởng phát triển và năng suất củ 1. Trồng trực tiếp từ cây in vitro 2. Trồng từ ngọn cắt lần 1 3. Trồng từ ngọn cắt lần 2 3. Trồng từ ngọn cắt lần 3 . Nghiên cứu sản xuất củ giống gốc khoai tây minituber từ cây in vitro Research on the production of potato minitubers derived from in vitro plantlets Nguyễn Quang. vậy, trong việc sản xuất của minituber để tăng hiệu quả sản xuất củ giống nên sử dụng cây in vitro và ngọn cắt từ cây in vitro (với số lần cắt ít) để trồng. Không nên sử dụng củ microtuber làm. củ trung bình của cây trồng từ củ in vitro cao nhất (33,25g /củ) sau đó đến củ trồng từ ngọn cắt (16,35g /củ) và cuối cùng là củ của cây trồng trực tiếp từ cây nuôi cấy mô (15,54g /củ) . Nh vậy,