Nghiên cứu nhân giống các dòng keo lai mới (acacia mangium x acacia auriculiformis) bv 350 và bv 523 bằng phương pháp nuôi cấy in vitro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TẠ THU TRANG NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG CÁC DÒNG KEO LAI MỚI (Acacia mangium x Acacia auriculiformis) BV350 VÀ BV523 BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY IN VITRO CHUYÊN NGHÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÃ SỐ: 8420201 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS KHUẤT THỊ HẢI NINH TS ĐỖ HỮU SƠN Hà Nội, 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan, cơng trình nghiên cứu riêng tôi.Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Nếu nội dung nghiên cứu trùng lặp với cơng trình nghiên cứu cơng bố, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm tn thủ kết luận đánh giá luận văn Hội đồng khoa học Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Người cam đoan Tạ Thu Trang ii LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Trung tâm Thực nghiệm Chuyển giao Giống rừng thuộc Viện Nghiên cứu Giống Cơng nghệ sinh học Lâm nghiệp năm 2021 Có kết xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quan, đơn vị thời gian thực luận văn: Viện Nghiên cứu Công nghệ sinh học Lâm nghiệp; Trung tâm thực nghiệm chuyển giao giống rừng; Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc kính trọng đến TS Khuất Thị Hải Ninh, TS Đỗ Hữu Sơn, người hướng dẫn khoa học, dành nhiều thời gian, công sức giúp đỡ tơi hồn thành luận án Xin chân thành cảm ơn ơng Ngơ Văn Chính, chủ nhiệm dự án sản xuất thử cấp năm 2020-2024 “Sản xuất thử nghiệm hoàn thiện kỹ thuật trồng số giống Keo lai công nhận (BV586, BV376, BB055, BV584, BV523, BV434, BV350)” đồng ý cho sử dụng nguồn vật liệu dự án để thực nội dung luận văn Xin chân thành cảm ơn ThS Cấn Thị Lan tập thể cán Trung tâm Thực nghiệm Chuyển giao Giống rừng giúp đỡ việc thu thập, xử lý số liệu có ý kiến đóng góp quý giá để tơi hồn thành luận án Xin chân thành cảm ơn động viên, giúp đỡ gia đình bạn bè đồng nghiệp Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả Tạ Thu Trang iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát chung Keo lai 1.1.1 Keo lai giới 1.1.2 Keo lai Việt Nam 1.2 Nghiên cứu nhân giống in vitro dòng keo 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Tại Việt Nam 10 Chương MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 13 2.2 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 13 2.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu 13 2.3.1 Nội dung nghiên cứu 13 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu 14 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 21 3.1 Xác định chế độ khử trùng thích hợp cho dịng Keo lai 21 3.2 Xác định môi trường tái sinh chồi, nhân chồi nâng cao chất lượng chồi cho dòng Keo lai 24 3.2.1 Ảnh hưởng BAP đến khả tái sinh chồi dòng iv Keo lai 24 3.2.2 Ảnh hưởng phối hợp BAP Kn đến khả nhân nhanh chồi dòng Keo lai 28 3.2.3 Xác định hàm lượng than hoạt tính thích hợp đến khả kích thích tăng trưởng chồi 30 3.3 Xác định môi trường rễ thích hợp cho dịng Keo lai 33 3.4 Ảnh hưởng thời gian huấn luyện đến tỷ lệ sống chiều cao vườn ươm 37 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 PHỤ BIỂU v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT Ký hiệu/Từ viết tắt Giải nghĩa đầy đủ cs Cộng ĐC Đối chứng TB Trung bình Ʃ Tổng vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Các công thức bố trí thí nghiệm ảnh hưởng BAP đến khả tái sinh chồi dòng Keo lai 16 Bảng 2.2 Các cơng thức bố trí thí nghiệm ảnh hưởng phối hợp BAP Kn đến khả nhân chồi dòng Keo lai 17 Bảng 2.3 Các cơng thức bố trí thí nghiệm ảnh hưởng hàm lượng than hoạt tính đến khả nâng cao chất lượng chồi dòng Keo lai 17 Bảng 2.4 Các công thức bố trí thí nghiệm ảnh hưởng IBA đến khả tạo hồn chỉnh dịng Keo lai 18 Bảng 3.1 Kết thí nghiệm khử trùng dịng Keo lai nghiên cứu sau 30 ngày nuôi cấy 21 Bảng 3.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng BAP đến khả tái sinh chồi đối tượng nghiên cứu sau 30 ngày nuôi cấy 26 Bảng 3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng phối hợp 1mg/l BAP + Kn đến khả nhân nhanh Keo lai (sau 30 ngày nuôi cấy) 28 Bảng 3.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng than hoạt tính (AC) đến chất lượng chồi hữu hiệu chiều cao chồi Keo lai sau 30 ngày nuôi cấy 31 Bảng 3.5 Kết nghiên cứu ảnh hưởng IBA đến khả rễ 34 dòng Keo lai 34 Bảng 3.6 Ảnh hưởng thời gian huấn luyện mô đến tỷ lệ sống chiều cao vườn ươm sau tháng 37 vii DANH MỤC HÌNH Hình 3.1 Mẫu dịng keo lai sau 30 ngày ni cấy 24 Hình 3.2 Chồi dịng keo lai tái sinh môi trường MS* + 1,0 mg/l BAP sau 30 ngày ni cấy (dịng BV350 hình a b, Dịng BV523 hình c d) 27 Hình 3.3 Keo lai BV350 cơng thức đối chứng (hình a) mơi trường CT6 (hình b),Keo lai BV523 cơng thức đối chứng (hình c) mơi trường CT6 (hình d) 30 Hình 3.4 Keo lai BV350 cơng thức đối chứng (hình a) mơi trường CT10 (hình b), Keo lai BV52 cơng thức đối chứng (hình c) mơi trường CT10 (hình d) 33 Hình 3.5 Cây mơ dịng BV350 CT đối chứng (hình a) mơi trường CT15 (hình b), Dịng BV523 CT đối chứng (hình c) mơi trường CT15 (hình d) 36 Hình 3.6 Keo lai BV350 BV523 thời gian huấn luyện ngày ngày trước sau cấy vườm ươm sau tháng 40 MỞ ĐẦU Keo Lai (Acacia mangium x Acacia auriculiformis) phát Việt Nam từ đầu năm 1990, loài Keo lai tự nhiên Keo Tai tượng (Acacia mangium) Keo tràm (Acacia auriculiformis).Keo lai có chu kỳ kinh doanh ngắn (7 - 8) năm, suất bình quân cao từ 20 - 25 m3/ha/năm cao hẳn so với Bạch đàn loài keo khác Ngồi giá trị kinh tế, Keo lai cịn có giá trị cải tạo độ phì đất mơi trường sinh thái tốt Do có nhiều ưu điểm nên Keo lai trồng rộng rãi phạm vi toàn quốc, có 25 tỉnh, thành phố nước trồng Keo lai với diện tích hàng chục ngàn Đây loài lựa chọn cho trồng rừng sản xuất vùng sinh thái nước ta theo Quyết định 16/2005/QĐ-BNN ngày 15/3/2005 việc Ban hành danh mục loài chủ yếu cho trồng rừng sản xuất theo vùng sinh thái lâm nghiệp Việc trồng rừng dịng vơ tính diện tích lớn với số lượng dòng hạn chế nhiều luân kỳ dẫn đến nguy an toàn sinh học, tăng khả bị sâu bệnh hại diện rộng Những năm gần ảnh hưởng cực đoan biến đổi khí hậu ngày trở nên khốc liệt, nên rừng trồng keo lai xuất đổ gẫy sâu bệnh hại nhiều hơn, thường xuyên tỉnh nước (Tổng cục Lâm nghiệp, 2013) Vì vậy, việc tiếp tục nghiên cứu chọn lọc bổ sung dòng cho trồng rừng việc làm cần thiết Để khắc phục vấn đề này, giải pháp tiếp tục đưa thêm dịng cơng nhận vào sản xuất Qua kết khảo nghiệm giống Viện Nghiên cứu Giống Công nghệ sinh học Lâm nghiệp, dòng Keo lai BV350 BV523 giống Keo lai công nhận giống tiến kỹ thuật (Theo định 761/QĐ-BNN-TCLN ngày 06/03/2019), có suất trung bình đạt 30 35 m3 /ha/năm, có tỷ trọng gỗ cao, độ co ngót sau sấy thấp, thân thẳng, cành nhánh nên thích hợp cho trồng rừng cung cấp nhu cầu gỗ xẻ nước Để đưa giống tốt vào sản xuất đại trà việc lựa chọn phương thức nhân giống thích hợp nhiệm vụ quan trọng hàng đầu Trước đây, có nhiều nghiên cứu nhân giống in vitro cho keo rừng có chu kỳ sống dài ngày, hệ gen phức tạp, đặc điểm di truyền không đồng giống nên phản ứng kiểu gen với loại môi trường khác Đặc biệt giống cơng nhận chưa có nghiên cứu nhân giống cho đối tượng Trên sở đó, tiến hành thực luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu nhân giống dòng Keo lai (Acacia mangium x Acacia auriculiformis) BV350 BV523 phương pháp nuôi cấy in vitro” Chi-Square Tests Asymp Sig (2Value df sided) 42.078a 000 Likelihood Ratio 42.452 000 Linear-by-Linear Association 15.773 000 Pearson Chi-Square N of Valid Cases 450 a cells (.0%) have expected count less than The minimum expected count is 27.60  Keo lai BV523 Case Processing Summary Cases Valid N ct * chitieu Missing Percent 450 N Total Percent 100.0% N 0% Percent 450 ct * chitieu Crosstabulation chitieu choi huu hieu ct DC Count % within ct CT9 Count % within ct CT10 Count % within ct fi Total 49 41 90 54.4% 45.6% 100.0% 68 22 90 75.6% 24.4% 100.0% 79 11 90 87.8% 12.2% 100.0% 100.0% CT11 Count % within ct CT12 15 90 83.3% 16.7% 100.0% 68 22 90 75.6% 24.4% 100.0% 339 111 450 75.3% 24.7% 100.0% Count % within ct Total 75 Count % within ct Chi-Square Tests Asymp Sig (2Value df sided) 31.739a 000 Likelihood Ratio 30.571 000 Linear-by-Linear Association 12.081 001 Pearson Chi-Square N of Valid Cases 450 a cells (.0%) have expected count less than The minimum expected count is 22.20 Phụ biểu 7: Phân tích phương sai nhân tố ảnh hưởng nồng độ IBAsố rễ chiều dài rễ củacác dòng keo lai BV350 BV523 Oneway Descriptives 95% Confidence Interval N Mean Std Deviation for Mean Std Error Lower Bound Minimum Maximum Upper Bound DC 3100 03606 02082 2204 3996 28 35 CT13 1.2667 30551 17638 5078 2.0256 1.00 1.60 BV350SO CT14 2.2400 11533 06658 1.9535 2.5265 2.12 2.35 RE CT15 2.9167 07638 04410 2.7269 3.1064 2.85 3.00 CT16 1.4933 06028 03480 1.3436 1.6431 1.43 1.55 Total 15 1.6453 92556 23898 1.1328 2.1579 28 3.00 DC 5733 05033 02906 4483 6984 52 62 CT13 1.0667 07638 04410 8769 1.2564 1.00 1.15 CT14 1.2500 05000 02887 1.1258 1.3742 1.20 1.30 CT15 1.4667 10408 06009 1.2081 1.7252 1.35 1.55 CT16 1.1833 07638 04410 9936 1.3731 1.10 1.25 Total 15 1.1080 31410 08110 9341 1.2819 52 1.55 DC 4167 10408 06009 1581 6752 30 50 CT13 1.3000 13229 07638 9714 1.6286 1.20 1.45 BV523SO CT14 2.2333 22546 13017 1.6733 2.7934 2.00 2.45 RE CT15 3.2000 22913 13229 2.6308 3.7692 3.00 3.45 CT16 2.1667 16073 09280 1.7674 2.5659 2.05 2.35 Total 15 1.8633 98533 25441 1.3177 2.4090 30 3.45 DC 8167 19035 10990 3438 1.2895 62 1.00 CT13 1.1000 06245 03606 9449 1.2551 1.03 1.15 CT14 1.2033 06429 03712 1.0436 1.3630 1.13 1.25 CT15 1.5833 08505 04910 1.3721 1.7946 1.52 1.68 CT16 1.1667 09609 05548 9280 1.4054 1.08 1.27 Total 15 1.1740 27076 06991 1.0241 1.3239 62 1.68 BV350Lre BV523Lre ANOVA Sum of Squares BV350SORE Between Groups 2.940 235 10 023 11.993 14 1.326 332 055 10 006 1.381 14 13.277 3.319 315 10 032 13.592 14 Between Groups 905 226 Within Groups 121 10 012 1.026 14 Total Between Groups Within Groups Total BV523SORE Between Groups Within Groups Total BV523Lre Mean Square 11.759 Within Groups BV350Lre df Total Homogeneous Subsets BV350SORE Subset for alpha = 0.05 CT Duncana N DC CT13 1.2667 CT16 1.4933 CT14 CT15 Sig 3100 2.2400 2.9167 1.000 100 1.000 1.000 F Sig 125.198 000 60.208 000 105.376 000 18.624 000 BV350SORE Subset for alpha = 0.05 CT Duncana N DC CT13 1.2667 CT16 1.4933 CT14 CT15 Sig 3100 2.2400 2.9167 1.000 100 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 BV350Lre Subset for alpha = 0.05 CT Duncana N DC CT13 1.0667 CT16 1.1833 CT14 CT15 Sig 5733 1.1833 1.2500 1.4667 1.000 083 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 .297 1.000 BV523SORE Subset for alpha = 0.05 CT Duncana N DC CT13 CT16 2.1667 CT14 2.2333 CT15 Sig .4167 1.3000 3.2000 1.000 1.000 655 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 BV523Lre Subset for alpha = 0.05 CT Duncana N DC CT13 1.1000 CT16 1.1667 CT14 1.2033 CT15 Sig .8167 1.5833 1.000 299 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 1.000 1.000 Phụ biểu 8: Phân tích bình phương ảnh hưởng nồng độ IBA đến tỷ lệ rễ dòng Keo lai BV350 BV523  Dòng Keo lai BV350 Case Processing Summary Cases Valid N CT * CHITIEU Missing Percent 450 N Total Percent 100.0% N 0% 450 CT * CHITIEU Crosstabulation CHITIEU huu hieu CT Count % within CT Count % within CT Count % within CT Count % within CT Count % within CT Total Count % within CT fi Percent Total 24 66 90 26.7% 73.3% 100.0% 50 40 90 55.6% 44.4% 100.0% 59 31 90 65.6% 34.4% 100.0% 78 12 90 86.7% 13.3% 100.0% 74 16 90 82.2% 17.8% 100.0% 285 165 450 63.3% 36.7% 100.0% 100.0% Chi-Square Tests Asymp Sig (2Value df sided) 89.569a 000 Likelihood Ratio 92.572 000 Linear-by-Linear Association 78.218 000 Pearson Chi-Square N of Valid Cases 450 a cells (.0%) have expected count less than The minimum expected count is 33.00  Dòng BV523 Case Processing Summary Cases Valid N CT * CHITIEU Missing Percent 450 N Total Percent 100.0% N 0% 450 CT * CHITIEU Crosstabulation CHITIEU huu hieu CT Count % within CT Count % within CT Count % within CT Count fi Percent Total 29 61 90 32.2% 67.8% 100.0% 55 35 90 61.1% 38.9% 100.0% 76 14 90 84.4% 15.6% 100.0% 83 90 100.0% % within CT 7.8% 100.0% 78 12 90 86.7% 13.3% 100.0% 321 129 450 71.3% 28.7% 100.0% Count % within CT Total 92.2% Count % within CT Chi-Square Tests Asymp Sig (2Value Pearson Chi-Square Likelihood Ratio Linear-by-Linear Association N of Valid Cases df sided) 1.090E2a 000 108.128 000 86.072 000 450 a cells (.0%) have expected count less than The minimum expected count is 25.80 Phụ biểu 9: Phân tích phương sai nhân tố ảnh hưởng thời gian huấn luyện đến chiều cao vườn ươm dòng keo lai BV350 BV523 Oneway Descriptives 95% Confidence Interval for Mean Std N BV350 NGÀY NGÀY 14 NGÀY 21 NGÀY Total BV523 NGÀY NGÀY 14 NGÀY 21 NGÀY Total Mean Deviation Std Error Lower Upper Bound Bound Minimum Maximum 11 3.1580 07787 02392 3.1044 3.2116 3.07 3.25 13 4.2676 06467 01780 4.2289 4.3063 4.20 4.35 16 5.2512 08321 02052 5.2076 5.2948 5.15 5.35 17 5.5338 08775 02104 5.4893 5.5783 5.45 5.65 58 4.7264 89194 11747 4.4911 4.9617 3.07 5.65 11 3.5354 08984 02759 3.4735 3.5972 3.45 3.65 13 4.4027 11149 03069 4.3359 4.4694 4.25 4.50 16 5.4910 21283 05247 5.3795 5.6026 5.25 5.75 17 5.8003 04205 01008 5.7790 5.8216 5.75 5.85 58 4.9756 87610 11539 4.7445 5.2067 3.45 5.85 ANOVA Sum of Squares BV350 Between Groups Mean Square 44.725 14.908 343 53 006 Total 45.068 56 Between Groups 42.524 14.175 958 53 018 43.482 56 Within Groups BV523 df Within Groups Total F 2.307E3 000 784.247 000 BV350 Subset for alpha = 0.05 CT Duncana N NGÀY 10 NGÀY 13 14 NGÀY 16 21 NGÀY 17 Sig 3.1580 4.2676 5.2512 5.5338 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 13.872 1.000 Sig 1.000 BV523 Subset for alpha = 0.05 CT Duncana N NGÀY 10 NGÀY 13 14 NGÀY 16 21 NGÀY 17 Sig 3.5354 4.4027 5.4910 5.8003 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 13.872 1.000 1.000 Phụ biểu 10: Phân tích bình phương ảnh hưởng thời gian huấn luyện đến tỷ lệ sống vườn ươm dòng Keo lai BV350 BV523  Dòng Keo lai BV350: Case Processing Summary Cases Valid N CT * CHITIEU Missing Percent 360 N Total Percent 100.0% N 0% 360 CT * CHITIEU Crosstabulation CHITIEU huu hieu CT Count % within CT Count % within CT Count % within CT Count % within CT Total Count % within CT fi Percent Total 68 22 90 75.6% 24.4% 100.0% 76 14 90 84.4% 15.6% 100.0% 84 90 93.3% 6.7% 100.0% 68 22 90 75.6% 24.4% 100.0% 296 64 360 82.2% 17.8% 100.0% 100.0% Chi-Square Tests Asymp Sig (2Value df sided) 13.378a 004 14.863 002 Linear-by-Linear Association 243 622 N of Valid Cases 360 Pearson Chi-Square Likelihood Ratio a cells (.0%) have expected count less than The minimum expected count is 16.00  Dòng Keo lai BV523: Case Processing Summary Cases Valid N CT * CHITIEU Missing Percent 360 N Total Percent 100.0% N 0% 360 CT * CHITIEU Crosstabulation CHITIEU huu hieu CT Count % within CT Count % within CT Count % within CT Count % within CT Total Count % within CT fi Percent Total 64 26 90 71.1% 28.9% 100.0% 74 16 90 82.2% 17.8% 100.0% 86 90 95.6% 4.4% 100.0% 76 14 90 84.4% 15.6% 100.0% 300 60 360 83.3% 16.7% 100.0% 100.0% Chi-Square Tests Asymp Sig (2Value Pearson Chi-Square Likelihood Ratio Linear-by-Linear Association N of Valid Cases df sided) 19.520a 000 21.427 000 9.190 002 360 a cells (.0%) have expected count less than The minimum expected count is 15.00