Đánh giá sinh trưởng, phát triển của một số giống khoai tây nhập nội từ liên bang nga trong điều kiện in vitro và ngoài đồng ruộng

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM HOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC - - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “ĐÁNH GIÁ SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ GIỐNG KHOAI TÂY NHẬP NỘI TỪ LIÊN BANG NGA TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO VÀ NGOÀI ĐỒNG RUỘNG” Ngƣời hƣớng dẫn : TS Nguyễn Xuân Trƣờng Ngƣời thực : Phạm Thu Hiền Mã sinh viên : 637130 Lớp : K63CNSHB Địa điểm thực tập : Viện Sinh học Nông nghiệp Thời gian thực tập : 01/2022 HÀ NỘI – 2022 LỜI CAM ĐOAN Với đề tài “Đánh giá sinh trưởng, phát triển số giống khoai tây nhập nội từ Liên bang Nga điều kiện in vitro đồng ruộng” em xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu em thời gian thực tập Viện sinh học Nông ngiệp – Học viện Nông nghiệp Việt Nam hướng dẫn TS Nguyễn Xuân Trường Em xin cam đoan kết nghiên cứu đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Hà Nội, ngày 28 tháng 07 năm 2022 Sinh viên Phạm Thu Hiền i LỜI CẢM ƠN Nhận đồng ý TS Nguyễn Xuân Trường ban chủ nhiệm khoa Công nghệ Sinh học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, tơi tiến hành thí nghiệm đề tài “Đánh giá sinh trưởng, phát triển số giống khoai tây nhập nội từ Liên bang Nga điều kiện in vitro ngồi đồng ruộng” cho khóa luận Trong q trình thực đề tài, tơi nhận nhiều giúp đỡ TS Nguyễn Xuân Trường, anh chị cô bác Viện sinh học Nơng nghiệp với ủng hộ gia đình bạn bè Tôi xin trân thành gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Xuân Trường, ban chủ nhiệm khoa Công nghệ Sinh học, Viện sinh học Nông nghiệp tạo điều kiện cho tơi tiến hành đề tài khóa luận Đặc biệt tơi xin cảm ơn TS Nguyễn Xuân Trường tạo điều kiện, bảo, giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Tơi xin gửi lời cảm ơn đến toàn cán Viện sinh học giúp đỡ, hỗ trợ suốt q trình thực đề tài Tơi xin cảm ơn gia đình bạn bè ủng hộ tơi suốt thời gian qua Vì kiến thức hiểu biết tơi cịn hạn hẹp nên báo cáo khóa luận tơi cịn nhiều sai sót Tơi mong nhận góp ý thầy bạn bè để tơi sửa đổi, bổ sung cho khóa luận hồn chỉnh Hà Nội, ngày 28 tháng 07 năm 2022 Sinh viên Phạm Thu Hiền ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii TÓM TẮT KHÓA LUẬN viii PHẦN MỞ ĐẦU 1.1.Đặt vấn đề: 1.2 Mục đích yêu cầu đề tài 1.2.1 Mục đích 1.2.2.Yêu cầu PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nguồn gốc lịch sử phát triển khoai tây 2.2 Đặc tính sinh học khoai tây 2.3 Điều kiện sinh trưởng khoai tây 2.3.1 Nhiệt độ 2.3.2 Ánh sáng 2.3.3 Nước 2.3.4 Đất 2.3.5 Nhu cầu dinh dưỡng 2.4 Giá trị dinh dưỡng kinh tế khoai tây 2.5 Tình hình sản xuất khoai tây giới Việt Nam 2.5.1 Trên giới 2.5.2 Tại Việt Nam 10 2.6 Các nghiên cứu nhân giống in vitro khoai tây 12 2.6.1 Các nghiên cứu nước 12 iii 2.6.2 Các nghiên cứu nước 14 PHẦN 3.VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 3.1 Vật liệu nghiên cứu 16 3.2 Nội dung nghiên cứu 17 3.3 Phương pháp nghiên cứu 17 3.3.1 Phương pháp nghiên cứu đồng ruộng 17 3.3.2 Phương pháp nghiên cứu in vitro 20 3.4 Các tiêu theo dõi 21 3.4.1 Chỉ tiêu theo dõi đồng ruộng 21 3.4.2 Chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm phịng ni cấy mơ 22 3.5 Phương pháp xử lý số liệu 22 PHẦN 4: KẾT QUẢ, NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 23 4.1 Đánh giá khả sinh trưởng phát triển giống điều kiện trồng đồng ruộng vụ xuân 2022 23 4.1.1 Đánh giá khả sinh trưởng phát triển giống điều kiện trồng đồng ruộng 23 4.1.2 Năng suất yếu tố cấu thành suất trồng giống 29 4.1.3 Đặc điểm hình thái khả chống chịu bệnh giống khoai tây nhập nội 32 4.2.Đánh giá sinh trưởng phát triển giống điều kiện in vitro 37 4.2.1.Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng chế độ khử trùng HgCl2 0,1% thời gian phút giống 37 4.2.2.Thí nghiệm 3: Đánh giá môi trường MS đến khả phát sinh hình thái mẫu ni cấy 41 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 5.1 Kết luận 45 5.2 Kiến nghị 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 PHỤ LỤC 49 iv DANH MỤC BẢNG Bảng Năng suất lượng protein số lương thực Bảng 2 Diện tích, sản lượng, suất khoai tây Việt Nam 11 từ 2010-2019 11 Bảng Tỷ lệ mọc mầm giống đồng ruộng vụ xuân 2022 23 Bảng Đặc điểm sinh trưởng phát triển Giống khoai tây (sau 80 ngày) 26 Bảng Năng suất yếu tố cấu thành suất giống trồng 30 Bảng 4 Tỷ lệ cỡ củ giống 31 Bảng Đặc điểm hình thái giống 32 Bảng Đặc điểm củ giống khoai tây 33 Bảng Mức độ nhiễm sâu bệnh giống 36 Bảng Ảnh hưởng chế độ khử trùng đến khả tạo mẫu giống khoai tây nuôi mô 38 Bảng Sinh trưởng, phát triển giống khoai tây in vitro (sau 30 ngày) 41 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Tổng sản lượng diện tích trồng khoai tây giới từ năm 2010 - 2020 Hình 2 Tỷ trọng sản xuất khoai tây theo khu vực 2010-2020 10 Hình Khả mọc mầm giống khoai tây đồng ruộng sau tháng 25 Hình Sinh trưởng, phát triển giống sau 80 ngày 29 Hình 4.3 Hình dạng giống khoai tây nhập nội 35 Hình 4 Ảnh hưởng HgCl2 0,1% phút giống 40 Hình Sinh trưởng, phát triển giống sau 30 ngày 44 vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MS Murashige Skoog Cs Cộng CV Hệ số biến động (Coefficientof Variation) LSD (0,05) Giới hạn sai khác nhỏ có ý nghĩa (Least Significant Different) FAO Tổ chức lương thực Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (Food and Agriculture Organization of the United CTTD Chỉ tiêu theo dõi TB Trung bình vii TĨM TẮT KHĨA LUẬN Tên đề tài: “Đánh giá sinh trưởng phát triển số giống khoai tây nhập nội từ Liên bang Nga điều kiện in vitro đồng ruộng” Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Xuân Trường Sinh viên thực hiện: Phạm Thu Hiền Lớp: K63CNSHB Khóa: 63 Tóm tắt báo cáo: Nghiên cứu thực vụ xuân 2022 Kết trồng khoai tây đồng ruộng cho thấy giống nhập nội giống MZT KTPN có sức sinh trưởng tốt cho suất cao, nhiễm sâu bệnh hại giống có tiềm cao sản xuất Trong in vitro, khử trùng mẫu dung dịch HgCl2 0,1% phút, tỷ lệ mẫu chết cao Khi nuôi cấy giống đoạn thân có chứa mắt ngủ mơi trường MS giống IVT cho sức sinh trưởng vượt trội giống Mục đích đề tài: - Đánh giá sinh trưởng phát triển giống khoai tây nhập nội trồng đồng ruộng - Xác định ảnh hưởng chế độ khử trùng giống đánh giá sinh trưởng phát triển giống khoai tây nhập nội điều kiện in vitro Phƣơng pháp nghiên cứu: - Ngoài đồng ruộng: Bố trí lặp lại lần với giống - Trong nuôi cấy mô: Vào mẫu giống HgCl2 0,1% phút Sau đánh giá sinh trưởng phát triển giống qua đoạn thân mang mắt ngủ - Xử lý số liệu phần mềm Excel InforStat Kết nghiên cứu: - Các giống trồng ngồi đồng ruộng có sức sinh trưởng tốt Năng suất giống có khác biệt - Chế độ khử trùng chưa phù hợp với tất giống, tỉ lệ mẫu chết cao - Các giống có khác biệt sức sinh trưởng phát triển nuôi cấy mô Kết luận: Khi trồng vụ xuân giống MZT, KTPN sinh trưởng phát triển tốt, bị nhiễm sâu bệnh hại cho suất cao, giống có tiềm sản xuất Trong nuôi cấy mô, giống IVT phát triển tốt cấy môi trường MS viii PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề: Cây khoai tây (Solanum Tuberosum L.) thuộc họ Cà (Solanaceae) loại nông nghiệp ngắn ngày từ 80-100 ngày, trồng lấy củ có chứa tinh bột Cây khoai tây có giá trị dinh dưỡng cao, có ý nghĩa việc đảm bảo an ninh lương thực cho nước phát triển giới, có thời gian sinh trưởng ngắn, dễ thích nghi với điều kiện khí hậu, nhiều loại đất trồng cho hiệu kinh tế cao Củ khoai tây chứa 20% lượng chất khơ, có 80 - 85% tinh bột, - 5% protein số vitamin khác Trên giới, khoai tây xem lương thực thực phẩm quan trọng loại trồng phổ biến thứ tư mặt sản lượng tươi - xếp sau lúa, lúa mì ngơ Ở Việt Nam khoai tây thực phẩm quan trọng đặc biệt hàng hóa có hiệu kinh tế cao khu vực đồng sơng Hồng, Trung du miền núi phía Bắc Tuy nhiên, việc sản xuất khoai tây chưa khai thác hết tiềm vốn có nó, suất khoai tây Việt Nam thấp Một nguyên nhân chủ yếu dẫn đến suất thấp diện tích trồng giảm dần thiếu nguồn củ giống tốt, củ giống nhân giống theo phương pháp truyền thống sử dụng củ giống từ vụ mùa trước (tỷ lệ nhiễm bệnh virus, nấm cao, độ chủng thấp) Những năm gần nhờ tiến khoa học kỹ thuật Việt Nam nhập nội lai tạo thành công số giống khoai tây cho suất cao, chất lượng tốt có khả kháng bệnh tốt thích nghi với điều kiện ngoại cảnh Ta thấy hướng tuyển chọn sản xuất giống khoai tây nhập nội bệnh giải pháp tốt có hiệu góp phần giải khó khăn giống khoai tây Do tơi tiến hành nghiên cứu, đánh giá đặc tính sinh trưởng phát triển giống khoai tây nhập nội vụ xuân 2022 Bên cạnh đó, đồng thời sử dụng phương pháp nhân giống in vitro giúp tạo bệnh với thời Hình Sinh trƣởng, phát triển giống sau 30 ngày Vậy qua bảng trên, sau 30 ngày nuôi cấy môi trường MS đoạn thân có chứa mắt ngủ giống IVT có khả sinh, phát triển mạnh nhất, giống KTPN, KTGN giống sinh trưởng, phát triển giống RSL 44 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Từ kết nghiên cứu sinh trưởng phát triển giống khoai tây nhập nội từ Liên bang Nga điều kiện in vitro ngồi đồng ruộng vụ xn 2022, tơi rút kết luận sau: - Từ kết thí nghiệm vào mẫu HgCl2 0,1% ta thấy xử lý mẫu chồi thời gian phút, tỷ lệ mẫu chết lớn, chiếm 50% số mẫu Tỷ lệ mẫu chưa nhiều, nhiên bật chồi tỷ lệ mẫu nhiễm Giống TRS phù hợp với công thức khử trùng Khử trùng HgCl2 0,1% phút với mẫu giống chưa thật phù hợp - Thí nghiệm đánh giá phát sinh hình thái đến mẫu ni cấy môi trường MS sử dụng đoạn thân mắt ngủ cho giống cho thấy sinh trưởng phát triển giống khác Giống IVT sinh trưởng, phát triển vượt trội - Thí nghiệm ngồi đồng ruộng, tơi nhận thấy giống MZT, KTPN có sức sinh trưởng tốt, cho suất cao, nhiễm sâu bệnh hại tỷ lệ củ giống có kích thước 50 mm lớn có tiềm cho chọn tạo giống 5.2 Kiến nghị - Tiếp tục khảo nghiệm giống vụ Đông, Đông – Xuân vùng sinh thái khác để đánh giá tính ổn định, suất giống - Trong in vitro, tiếp tục nghiên cứu mơi trường thích hợp cho q trình sinh trưởng, phát triển đánh giá thêm khả tạo củ giống 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đào Mạnh Hùng (1997) Đánh giá khả sử dụng giống khoai tây nhập nội từ Đức vào số tỉnh phía Bắc Việt Nam Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam Lê Sỹ Lợi (2008) Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng phát triển biện pháp kỹ thuật tăng suất khoai tây đất ruộng vụ lúa tỉnh Bắc Cạn Nguyên Huân (2018) Việt Nam tự túc 40% nhu cầu khoai tây Cục Trồng trọt - Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn Nguyễn Thế Nhuận (2020) Tình hình sản xuất số giải pháp thúc đầy ngành hàng sản xuất khoai tây Việt Nam Nguyễn Thị Kim Thanh (1998) Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất củ giống khoai tây bệnh có kích thước nhỏ bắt nguồn từ ni cấy in vitro 1998 Nguyễn Thị Kim Thanh (2010) Đánh giá khả nhân giống in vitro số giống giống khoai tây bênh nhập nội Nguyễn Thị Mai Thảo (2008) Điều tra tình hình sản xuất khoai tây khảo nghiệm số giống khoai tây điều kiện sản xuất vụ đông 2005-2006 huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên Nguyễn Thị Thu Hằng & cs (2015) Ảnh hưởng điều kiện ánh sáng thành phần dinh dưỡng (đường, benzyl adenine, chlorocholine chloride) đến tạo củ bi khoai tây (Solanum tuberosum L.) ni cấy in vitro Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: hoa học Tự nhiên Công nghệ tr 9–15 Nguyễn Thị Thu Huyền (2008) Nghiên cứu đặc điểm sinh lý, hiệu tạo củ khoai tây bi in vitro trồng thử nghiệm Thái Nguyên 10 Nguyễn Tuấn Điệp & cs (2018) Ảnh hưởng số yếu tố đến nuôi 46 cấy tạo củ in vitro giống khoai tây favorite Tạp chí khoa học nông nghiệp 11 Nguyễn Xuân Trường & cs (2019) Kết tuyển chọn khảo nghiệm giống khoai tây “BLISS” cho chế biến chip 12 Nguyễn Quang Thạch (2007) Hồn thiện cơng nghệ xây dựng hệ thống sản xuất củ giống chất lượng cao khoai tây 13 Ths Nguyễn Đạt Thoại (2015) Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật canh tác tổng hợp nhằm phát triển sản xuất khoai tây hàng hoá tỉnh Điện Biên 14 Trần Quang Thọ & Lê Quý Tường (2020) Ngiên cứu sinh trưởng, phát triển, suất chất lượng giống khoai tây nhập nội số tỉnh phía Bắc Tạp chí Nơng nghiệp phát triển nông thôn tr 28–32 15 TS Trần Danh Sửu & cs (2017) Kỹ thuật trồng chăm sóc khoai tây Tiếng Anh 16 Azad, M.A.K et al (2020) Generation of Virus Free Potato Plantlets through Meristem Culture and Their Field Evaluation American Journal of Plant Sciences, 11(11), pp 1827–1846 doi:10.4236/AJPS.2020.1111131 17 Badoni, A and Chauhan, J.S (2010) In Vitro Sterilization Protocol for Micropropagation of Solanum tuberosum cv “ ufri Himalini” Academia Arena, 2(4) 18 Barker, W.G (1953) A method for the in vitro culturing of potato tubers Science, 118(3066), pp 384–385 doi:10.1126/SCIENCE.118.3066.384 19 Bostan, H and Demirci, E (2004) Obtaining PVX, PVY and PLRV-Free Micro Tuber from Granola, Pasinler 92 and Caspar Potato (Solanum tuberosum L.) Cultivars Pakistan Journal of Biological Sciences, 7, pp 1135–1139 doi:10.3923/pjbs.2004.1135.1139 20 Choi, Y et al (1994) Studies on rapid in vitro multiplication of potato (Solanum tuberosum L.) microtubers and their practical use-(3)-Dormancy of microtubers Journal of The Korean Society for Horticultural Science 47 21 Douglas E Horton (1987) Potatoes: Production, Marketing, And Programs For Developing Countries 22 FAOSTAT Crops and livestock products (2020) 23 Hajare, S.T., Chauhan, N.M and Kassa, G (2021) Effect of Growth Regulators on in Vitro Micropropagation of Potato (Solanum tuberosum L.) Gudiene and Belete Varieties from Ethiopia Scientific World Journal, 2021 doi:10.1155/2021/5928769 24 Hussey, G and Stacey, N.J (1981) In Vitro Propagation of Potato (Solanum tuberosum L.) Annals of Botany, 48(6), pp 787–796 25 Khalafalla, M et al (2010) Callus formation and organogenesis of potato (Solanum tuberosum L.) cultivar Almera’, researchgate.net, 2010(5), pp 40–46 26 Mohapatra, P.P and Batra, V.K (2017) Tissue Culture of Potato (Solanum tuberosum L.): A Review International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 6(4), pp 489–495 27 Muhammad Akbar Anjum and Hakoomat Ali (2004) Effect of Culture Medium on Direct Organogenesis from Different Explants of Various Potato Genotypes Biotechnology(Faisalabad), 3(2), pp 187–193 28 Roca, W.M et al (1978) A tissue culture method for the rapid propagation of potatoes American Potato Journal 1978 55:12, 55(12), pp 691–701 doi:10.1007/BF02852143 48 PHỤ LỤC ĐẶC ĐIỂM SINH TRƢỞNG SAU 80 NGÀY Chiều cao Variable N R² Adj R² CV CHIEU CAO CAY 21 0,90 0,86 9,18 Analysis of variance table (Partial SS) S,V, SS df MS F p-value Model 3522,91 587,15 22,07