hoàn thiện, triển khai công nghệ vi nhân giống trong sản xuất công nghiệp cây giống bạch đàn u6 và một số dòng bạch đàn urô có triển vọng khác tại quảng ninh

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRUNG TÂM KHSX LÂM NÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH BÁO CÁO TỔNG KẾT DỰ ÁN CẤP BỘ HOÀN THIỆN TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ VI NHÂN GIỐNG TRONG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP GIỐNG CÂY BẠCH ĐÀN U6 VÀ MỘT SỐ GIỐNG BẠCH ĐÀN URÔ CÓ TRIỂN VỌNG KHÁC TẠI QUẢNG NINH Chủ nhiệm đề tài: TRẦN THỊ DOANH 7866 15/4/2010 HÀ NỘI – 2010 1 THÔNG TIN CHUNG VỀ DỰ ÁN Mã số: CNSH.DASXTN.02/2007-2010 1. Tên Dự án: Hoàn thiện, triển khai công nghệ vi nhân giống trong sản xuất công nghiệp cây giống bạch đàn U 6 và một số dòng bạch đàn urô có triển vọng khác tại Quảng Ninh. 2. Thời gian thực hiện: 36 tháng, từ tháng 9/2007 đến tháng 9/2010 3. Cấp quản lý: Bộ NN & PTNT 4. Thuộc chương trình: Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến 2020 của Bộ Nông nghiệp và PTNT. 5. Kinh phí thực hiện: Tổng số: 9.055,439 triệu đồng. Ngân sách SNKH: 2.500,00 triệu đồng 6. Kinh phí thu hồi: - T ỷ lệ thu hồi: 60% kinh phí SNKH - Tổng kinh phí thu hồi: 1.500,00 triệu đồng + Đợt 1 (sau kết thúc dự án 6 tháng): 700,00 triệu đồng + Đợt 2 (sau kết thúc dự án 12 tháng): 800,00 triệu đồng 7. Cơ quan chủ trì Dự án: Trung tâm KH&SX lâm nông nghiệp Quảng Ninh 9. Chủ nhiệm Dự án: - Họ và tên:Trần Thị Doanh - Học vị: Thạc sỹ - Chức vụ: Trưởng Phòng Công nghệ sinh học – Trung tâm KH&SX Lâm Nông nghiệp Quảng ninh 2 PHẦN THỨ NHẤT MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ. Trong chương trình triển khai trồng mới 5 triệu hecta rừng, những loài cây được trồng không chỉ là những cây lâu năm, có tán phù hợp với đất rừng mà còn phải đảm bảo cho năng suất cao, có chu kỳ kinh doanh ngắn, có nhiều tác dụng đáp ứng nhu cầu cấp thiết đặt ra hiện nay. Thực tiễn kinh doanh trồng rừng hiện nay ở Vi ệt Nam đang gặp phải rất nhiều khó khăn, trong đó bên cạnh các vấn đề về mặt kỹ thuật là xây dựng được mô hình trồng rừng năng suất cao, các giải pháp thâm canh hợp lý thì khâu giống là một trong những nhân tố quan trọng quyết định không nhỏ đến năng suất hiệu quả rừng trồng. Bạch đàn là một trong số các loài cây trồng rừng chính của Việt Nam, không chỉ đối với trồng rừng tập trung mà còn cả đối với trồng cây phân tán, trồng cây trong các hộ gia đình. Theo Nguyễn Hoàng Nghĩa thì trong giai đoạn 1986 – 1992, diện tích trồng các loại Bạch đàn ở Việt Nam chiếm tới 46,5% tổng diện tích rừng trồng. Bạch đàn Urophylla dòng U6 được nhập nội từ Trung Quốc vào nước ta từ năm 1986. Đây là dòng Bạch đàn có biên độ sinh thái rộng, thích nghi tốt với nhiều điều kiện lậ p địa, tính kháng bệnh cao, sinh trưởng, phát triển nhanh, tính chất cơ lý khá tốt rất phù hợp cho trồng rừng kinh tế cung cấp gỗ nguyên liệu giấy, gỗ trụ mỏ, ván ép Tháng 5/1999, dòng Bạch đàn này đã được Bộ NN& PTNT công nhận là giống quốc gia và khuyến khích trồng trên diện rộng. Bên cạnh đó các dòng Bạch đàn lai mới U 29 E 1 , UE 35 của Trung tâm giống cây rừng - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, qua trồng khảo nghiệm đã được Bộ đánh giá là những dòng rất có triển vọng Trước đây, cây giống Bạch đàn đem trồng chủ yếu là cây hạt thực sinh có độ phân ly lớn, do vậy năng suất rừng trồng thấp, độ đồng đều của rừng trồng không cao. Việc nhân giống Bạch đàn bằ ng công nghệ giâm hom tuy có ưu điểm là kỹ thuật tương đối đơn giản, không đòi hỏi máy móc thiết bị hiện đại, dễ áp dụng nhưng cũng có nhiều nhược điểm như: hệ số nhân giống chưa cao, đòi hỏi nguồn vật liệu cung cấp hom giâm thường xuyên là rất lớn, cây giống sản xuất ra không hoàn toàn sạch bệnh, khi trồng cây phân cành sớm; sản xuất phụ thuộc vào mùa vụ, việc vận chuyển cây giống đến những địa bàn xa xôi gặp 3 nhiều khó khăn, chi phí lớn, chất lượng cây giống không được đảm bảo, vì vậy chưa đáp ứng được yêu cầu về số lượng và chất lượng cây giống. Công nghệ nuôi cấy mô - tế bào với những ưu điểm nổi trội là: cho hệ số nhân giống rất cao; sản xuất quanh năm không phụ thuộc vào mùa vụ, cần ít diện tích sản xuất và vật liệu nhân giống ban đầu; cây giống sản xuất ra hoàn toàn sạch bệnh, đồng nhất về mặt di truyền, việc vận chuyển cây giống đi xa thuận tiện, tổn thất ít, chất lượng cây được đảm bảo do đó đáp ứng được các yêu cầu về sản xuất cây giống Bạch đàn hiện nay. Tuy nhiên, những nghiên cứu nuôi cấy mô về cây Lâm nghiệp nói chung và cây Bạch đàn nói riêng ở Việt Nam còn rất hạn chế, mới chỉ có một vài cơ quan nghiên cứu và sản xuất lâm nghiệp của Bộ NN&PTNT và Tổng Công ty nguyên liệu giấy tiến hành như: Viện Khoa học Lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp, Trung tâm nguyên liệu giấy Phù Ninh, Công ty giống vùng Đông Nam Bộ, Trung tâm KH&SX Lâm Nông nghiệp Quảng Ninh, Các kết quả đạt được còn rất khiêm tốn: mới chỉ nghiên cứu xây dựng quy trình nhân giống cho một số dòng bạch đàn nhất định, các quy trình chủ yếu vẫ n mang tính chất nghiên cứu, sản xuất thử nghiệm, tính ứng dụng sản xuất (đặc biệt là sản xuất lớn trên quy mô công nghiệp) còn chưa cao. Đặc biệt, qua điều tra đánh giá trên một số địa bàn của Quảng Ninh, khu vực Đông Bắc, Tây Nguyên cho thấy dòng bạch đàn U 6 là một dòng sinh trưởng tốt, khả năng kháng bệnh cao, dễ thích nghi trên nhiều điều kiện lập địa. Trong Chiến lược phát triển Lâm nghiệp giai đoạn 2006-2020, mục tiêu đến 2010 tỷ lệ cây con bằng nhân giống sinh dưỡng (mô- hom) sẽ tăng lên 40% và đến 2015 là 50%. Đối với Bạch đàn Urô, giai đoạn 2001-2004, nhu cầu về cây giống vô tính là 84 triệu cây/năm. Còn trong giai đoạn phát triển (2006-2015) và định hình (2016-2020) con số này là 90 triệu cây/năm. Như vậy khả năng tiêu thụ cây giống Bạch đàn mô trên thị trường là rất lớn; Trong khi đó tổng công suất của các cơ sở sản xuất cây Bạch đàn mô tính đến thời điểm hiện tại mới chỉ đạt khoảng 8-9 triệu cây/năm chưa đáp ứng được nhu cầu thị trường. Công nghệ nhân giống in vitro cho dòng Bạch đàn U 6 và một số dòng Bạch đàn Uro có triển vọng khác bằng phương pháp nuôi cấy mô- tế bào đã được Trung tâm Khoa học và Sản xuất Lâm Nông nghiệp Quảng Ninh nghiên cứu và ứng dụng sản xuất .Tuy nhiên, việc áp dụng quy trình hiện có để cung cấp cho nhu cầu sản xuất hiện nay còn gặp nhiều hạn 4 chế, nhiều công đoạn trong công nghệ sản xuất chưa được hoàn thiện dẫn đến sản lượng chưa đáp ứng được nhu cầu đặt ra hiện nay . Vì vậy, để khắc phục những tồn tại trên, Trung tâm KH&SX Lâm Nông nghiệp Quảng ninh xin đề xuất được thực hiện dự án: “Hoàn thiện, triển khai công nghệ vi nhân giống trong sản xuất công nghiệp cây giống bạch đàn U 6 và một số dòng bạch đàn urô có triển vọng khác tại Quảng Ninh”. 1.2. MỤC TIÊU CỦA DỰ ÁN. 1.2.1. Mục tiêu tổng quát Phát triển công nghệ vi nhân giống dòng Bạch đàn U 6 và một số dòng Bạch đàn Urô có triển vọng khác (U 29 E 1 ) trên quy mô công nghiệp nhằm đáp ứng tốt nhu cầu về giống cây trồng có năng suất, chất lượng cao, sạch bệnh, phục vụ mục tiêu đẩy mạnh phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học của Chính phủ. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Hoàn thiện và triển khai thành công công nghệ vi nhân giốngđòng Bạch đàn U 6 và một số dòng Bạch đàn Urô có triển vọng khác (U 29 E 1 ) theo hướng công nghiệp tại địa phương. - Trong thời gian thực hiện dự án sản xuất được 20 triệu cây bạch đàn mô mầm các loại. 1.3. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Phương pháp nhân giống bằng nuôi cấy mô và cơ quan có ưu thế hơn hẳn các phương pháp nhân giống sinh dưỡng khác là có tỷ lệ nhân giống cao, tới hàng triệu cây mỗi năm. Ngoài ra còn có thể áp dụng nhiều biện pháp xử lý lên nuôi cấy mô hơn là các phương pháp khác. Trong tương lai, kỹ thuật nuôi cấy mô-tế bào cho phép chọn giống đột biến, chọn lọc in vitro, tạo cây đơn bội và tạo cây lai soma cho cây rừng như đã được áp dụng cho cây nông nghiệp. 1.3.1. Trên thế giới Từ năm 1987, Gupta và Mascarenha đã cho biết là có trên 20 loài bạch đàn đã được nhân giống thành công bằng nuôi cấy mô và tạo được cây mô [26]. Các nhà khoa học Ấn Độ đã tạo thành công cây mô từ các cây trội Bạch đ àn E. camaldulensis, E. globolus, E. tereticornis, E. torelliana và cả từ cây trội có hàm lượng tinh dầu cao của Bạch đàn chanh E. citriodora [10]. 5 Cây mô còn ra hoa và tạo hạt ngay ở hai tuổi rưỡi. Cây mô có nguồn gốc từ cây ưu việt sinh trưởng nhanh gấp 3 lần và đồng đều hơn là cây mọc từ hạt của cùng cây mẹ. Tại Australia, nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô đã được áp dụng để nhân nhanh các cây được chọn có tính chịu mặn trong đất và đang được đưa và sản xuất lớn cho loài E. camladulensis. Vào năm 1987, có khoảng 20.000 cây mô của các dòng vô tính chịu mặn đã được tạo ra để trồng lại rừng ở các mỏ Bauxite gần Perth, Tây Australia [24]. Trung Quốc cũng là nước ứng dụng sớm và thành công cây nuôi cấy mô vào trồng rừng diện rộng. Cây được nhân thành công chính là E.urophylla và một số dòng bạch đàn lai giữa E. grandis với E.urophylla . Đến năm 1991 ở vùng Nam Trung Quốc, người ta đã sản xuất ra được trên 1 triệu cây mô của các cây và các dòng lai đã được chọn lọc[10]. Kỹ thuật nuôi cấy mô còn được sử dụng để vận chuyển các cây Bạch đàn nuôi trong ống nghiệm trên một quãng đường dài mà không gây lên bất kỳ khó khăn nào. Hơn nữa, với kỹ thuật này người ta còn có thể tuyển chọn được các cây có khả năng kháng bệnh, chịu mặn, chịu lạnh và các điều kiện khắc nghiệt khác của môi trường. Ngoài ra, nuôi cấy mô tế bào còn tạo ra một nguồn biến dị mới, biến dị dòng soma, và đưa ra khả năng chọn lọc mới cho tương lai. 1.3.2. Ở Việt Nam Nước ta đã có nhiều công trình nghiên cứu và khảo nghiệm xuất xứ cũng như khả năng chọn cây trội Bạch đàn từng giai đoạn còn nhỏ, thử nghiệm giâm hom Bạch đàn bằng một số loại thuốc và nồng độ thuốc khác nhau. - Trung tâm nghiên cứu nguyên liệu giấy Phù Ninh đã nghiên cứu xuấ t xứ Bạch đàn E.urophylla ST.Blake trong vùng nguyên liệu giấy sợi Bắc Bộ. - Viện Khoa học Lâm nghiệp đã có nhiều công trình nghiên cứu về thử nghiệm thuốc giâm hom cho các loài Bạch đàn khác nhau. - Trường Đại học Lâm nghiệp trong những năm vừa qua đã có một số đề tài và công trình nghiên cứu về thử nghiệm giâm hom loài Bạch đàn và bước đầu đã có một số kết quả nhất định. 6 Nguyễn Ngọc Tân và Trần Hồ Quang thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam nghiên cứu nhân giống cây lai giữa Bạch đàn liễu và Bạch đàn trắng bằng phương pháp nuôi cấy mô. Kết quả nghiên cứu cho thấy:việc nhân chồi Bạch đàn lai đạt kết quả tốt trên môi trường MS có bổ sung 0,3-0,5 mg/l BAP và 0,2 mg/l Kinetin. Môi trường ra rễ thích hợp là 1/2 MS + 1 mg/l IBA (tỷ lệ ra rễ đạt 80% sau 12 ngày)[13]. Mai Đình Hồng thuộc Trung tâm nghiên cứu nguyên liệu giấ y Phù Ninh (Phú Thọ) nghiên cứu nuôi cấy mô bạch đàn E.urophylla . Tác giả cho rằng, môi trường nhân nhanh thích hợp là MS + 0,5mg/l BAP + 0,25 mg/l NAA, môi trường ra rễ tối ưu là 1/4 MS + 1mg/l IBA. Đoàn Thị Mai và các cộng sự thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam nghiên cứu nuôi cấy mô Bạch đàn lai E.urophylla x E. camaldulensis . Các tác giả cho rằng dùng riêng rẽ BAP tỏ ra thích hợp hơn so với dùng phối hợp với Kinetin trong việc kích thích tạo chồi. Tuy nhiên tất cả các công trình nghiên cứu đã công bố ở trên hầu như mang tính chất thử nghiệm và đối tượng chủ yếu tập trung vào loài bạch đàn trắng E. camaldulensis. Những nghiên cứu có liên quan đến đối tượng bạch đàn E.urophylla với mục tiêu phục vụ sản xuất còn ít và bị hạn chế. 7 PHẦN THỨ HAI VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SẢN PHẨM CỦA DỰ ÁN 2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU. 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là Bạch đàn Urophylla dòng U 6 (E. urophylla x E. camaldunesis) có xuất xứ từ Viện Khoa học Lâm nghiệp Quảng Tây (Trung Quốc) và dòng U29E1(E. urophylla x E. Execsta) của Trung tâm giống cây rừng - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt nam (đã chuyển giao cho Trung tâm KH&SXLNN Quảng ninh ngày 31/12/2007) và được Bộ Nông nghiệp &TNT công nhận là giống Quốc gia . 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu Các thí nghiệm hoàn thiện công nghệ được tiến hành tại Phòng CNSH -Trung tâm KH&SX Lâm Nông nghiệp Quảng Ninh. - Vườn vật liệu đượ c trồng tại vườn Thác Mơ – Trung tâm KH&SX LNN QN - Mô hình trình diễn triển khai tại An Sinh- Đông triều - Quảng ninh - Các sản phẩm ứng dụng công nghệ được triển khai ở Quảng Ninh, Bắc Giang, Lạng Sơn, Sơn La, Gia lai, Kon tum, Bình Định 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. 2.2.1. HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ NHÂN GIỐNG DÒNG BẠCH ĐÀN U6 BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ. 2.2.1.1. Xây dựng vườn sưu tập giống đầu dòng. - Xây dựng 1 vườn cây giống gốc Bạch đàn g ồm các dòng: U6, U29E1, UE35, U29C3, PN2, PN14, PN3d. - Diện tích vườn cây giống gốc: 100m 2 . - Thời gian trồng: tháng 11 năm 2007. - Địa điểm trồng: Vườn ươm Thác Mơ – Trung tâm KH&SX LNN Quảng Ninh. 2.2.1.2. Lựa chọn loại hoá chất, nồng độ, cách thức khử trùng phù hợp. Thí nghiệm 1: Xác định ảnh hưởng của hoá chất khử trùng đến khả năng sống của mẫu cấy. Thí nghiệm gồm 3 công thức: Dung lượng mẫu là 30, số lần lặp là 3. 8 - Công thức 1: Dùng HgCl 2 0,1% khử trùng trong thời gian 7 phút. - Công thức 2: Dùng Ca(ClO 3 ) 2 10% khử trùng trong thời gian 7 phút. - Công thức 3: Dùng H 2 O 2 5% khử trùng trong thời gian 7 phút. Thí nghiệm 2: Xác định ảnh hưởng của nồng độ chất khử trùng đến khả năng sống của mẫu cấy. Thí nghiệm gồm 3 công thức: Dung lượng mẫu là 30, số lần lặp là 3. - Công thức 1: Dùng TN1* nồng độ 0,05%; khử trùng trong thời gian 7 phút. - Công thức 2: Dùng TN1* nồng độ 0,1%; khử trùng trong thời gian 7 phút. - Công thức 3: Dùng TN1* nồng độ 0,2%; khử trùng trong thời gian 7 phút. TN1* là công thức tối ưu của thí nghiệm 1. Thí nghi ệm 3: Xác định ảnh hưởng của thời gian khử trùng đến khả năng sống của mẫu cấy. Thí nghiệm gồm 4 công thức: Dung lượng mẫu là 30, số lần lặp là 3. - Công thức 1: Dùng TN2*, khử trùng trong thời gian 3 phút. - Công thức 2: Dùng TN2*, khử trùng trong thời gian 5 phút. - Công thức 3: Dùng TN2*, khử trùng trong thời gian 7 phút. - Công thức 4: Dùng TN2*, khử trùng trong thời gian 10 phút. TN2* là công thức tối ưu của thí nghiệm 2. 2.2.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ ; tuổi c ủa chồi để lấy mẫu cấy đến khả năng tái chồi của mẫu cấy . Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của thời điểm lấy mẫu đến khả năng tái sinh chồi của mẫu cấy. Thí nghiệm gồm 3 công thức: Dung lượng mẫu là 30, số lần lặp là 3. - Công thức 1: Thời điểm lấy mẫu vào vụ Xuân ( 3/ 2007). - Công thức 2: Thời đ iểm lấy mẫu vào vụ Thu ( 9/ 2007). - Công thức 3: Thời điểm lấy mẫu vào vụ Đông ( 12/ 2007). Thí nghiệm 5: Xác định tuổi chồi thích hợp để vào mẫu. Thí nghiệm gồm 3 công thức: Dung lượng mẫu là 30, số lần lặp là 3. 9 - Công thức 1: Lấy mẫu từ cây mẹ đạt 3 tháng tuổi. - Công thức 2: Lấy mẫu từ cây mẹ đạt 6 tháng tuổi. - Công thức 3: Lấy mẫu từ cây mẹ đạt 12 tháng tuổi. 2.2.1.4. Phối hợp môi trường nhân nhanh và môi trường kéo dài. Thí nghiệm 6: Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp BAP và α -NAA đến khả năng nhân nhanh chồi. Thí nghiệm gồm 4 công thức: Dung lượng mẫu là 30, số lần lặp là 3 - Công thức Đ/C: MS + 1,0mg/l BAP + 0mg/l α-NAA. - Công thức 1: MS + 1,0mg/l BAP + 0,3mg/l α-NAA. - Công thức 2: MS + 1,0mg/l BAP + 0,5mg/l α-NAA. - Công thức 3: MS + 1,0mg/l BAP + 0,7mg/l α-NAA. Thí nghiệm 7 : Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp BAP và IBA đến khả năng nhân nhanh chồi. Tương tự phối hợp BAP với IBA gồm các công thức sau, số lần lặp là 3. - Công thức Đ/C: MS + 1,0mg/l BAP + 0mg/l IBA - Công thức 1: MS + 1,0mg/l BAP + 0,3mg/l IBA - Công thức 2: MS + 1,0mg/l BAP + 0,5mg/l IBA. - Công thức 3: MS + 1,0mg/l BAP + 0,7mg/l IBA. 2.2.1.5. Thí nghiệm lựa chọn loại hoá chất cải thiện, nâng cao chất lượng chồi. Thí nghiệm 8: Ảnh hưởng của nước dừa đến chất lượng chồi hình thành. Thí nghiệm gồm 4 công thức, số lần lặp là 3 - Công thức Đ/C: Không dùng nước dừa. - Công thức 1: Dùng 50ml nước dừa/1lít môi trường. - Công thức 2: Dùng 100ml nước dừa/1lít môi trường. - Công thức 3: Dùng 150ml nước dừa/1lít môi trường. Thí nghiệm 9: Nghiên cứu ảnh hưởng của than hoạt tính đến chất lượng chồi hình thành. Thí nghiệm gồm 4 công thức, số lần lặp là 3. - Công thức Đ/C: Không dùng than hoạt tính. - Công thức 1: Dùng 0,10g/l than hoạt tính. - Công thức 2: Dùng 0,15g/l than hoạt tính. - Công thức 3: Dùng 0,20g/l than hoạt tính. [...]... cao hn so vi c bỡnh 250ml, 500ml tuy nhiờn vn nm trong gii hn cho phộp ( . số: CNSH.DASXTN.02/2007-2010 1. Tên Dự án: Hoàn thiện, triển khai công nghệ vi nhân giống trong sản xuất công nghiệp cây giống bạch đàn U 6 và một số dòng bạch đàn urô có triển vọng khác tại. hiện dự án: Hoàn thiện, triển khai công nghệ vi nhân giống trong sản xuất công nghiệp cây giống bạch đàn U 6 và một số dòng bạch đàn urô có triển vọng khác tại Quảng Ninh . 1.2. MỤC TIÊU CỦA. Phát triển công nghệ vi nhân giống dòng Bạch đàn U 6 và một số dòng Bạch đàn Urô có triển vọng khác (U 29 E 1 ) trên quy mô công nghiệp nhằm đáp ứng tốt nhu cầu về giống cây trồng có năng