LUẬN VĂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC NHÂN GIỐNG LAN HỒ ĐIỆP PHALAENOPSIS SP BẰNG KỸ THUẬT NUÔI CẤY NGẬP CHÌM TẠM THỜI

Trong những năm gần đây, phương pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởngđối với cây Lan Hồ Điệp nhằm tạo cây giống sạch bệnh rất được quan tâm.Tuy nhiên phương pháp này thực hiện khó thành công vì

LỜI MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Hiện nay Lan Hồ Điệp (Phalaenopsis sp.) nói chung với các loại Lan

khác nói riêng được xem là cây trồng đem lại nhiều hiệu quả kinh tế cao; do

đó đã có nhiều nhà vườn mạnh dạn đầu tư chuyển đổi cơ cấu cây trồng từlúa, hoa màu sang trồng Lan và đạt hiệu quả kinh tế cao gấp 2 - 3 lần so vớicây trồng khác Lan Hồ Điệp là một trong những loài Lan quý đang rất được

ưa chuộng và đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hoa cắt cànhcũng như cây cảnh trên thế giới Chúng không chỉ đẹp về màu sắc, kiểu dáng

mà còn mang một vẻ đẹp sang trọng và trang nhã

Tuy nhiên, số lượng sản xuất cây Lan hiện nay vẫn chưa đáp ứng đượcnhu cầu ngày càng tăng của thị trường Nguyên nhân do Lan Hồ Điệp là loàisinh trưởng chậm và là một loài Lan rất khó nhân giống, thường cho hệ sốnhân thấp trong điều kiện vườn ươm Để có được số lượng lớn cây giốngchất lượng tốt cung cấp cho thị trường sản xuất còn gặp nhiều khó khăn.Hiện tại có một số trường Đại Học, Viện nghiên cứu có hướng phát triểntrên những kỹ thuật mới như: Bioreactor, Nuôi cấy quang tự dưỡng… nhưngvẫn chưa được áp dụng rộng rãi

Trong những năm gần đây, phương pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởngđối với cây Lan Hồ Điệp nhằm tạo cây giống sạch bệnh rất được quan tâm.Tuy nhiên phương pháp này thực hiện khó thành công vì đỉnh sinh trưởngquá nhỏ nên không thể tái sinh hoặc chết đi qua các lần khử trùng Lan HồĐiệp là loại Lan đơn thân, thân ngắn và mỗi cây cho một đỉnh sinh trưởng

nên để có nguồn mẫu in vitro cần phải có nhiều mẫu ban đầu làm tăng chi

phí quá trình nuôi cấy Vì vậy, hiện nay các nhà nuôi cấy mô trong nước

cũng như trên thế giới thường dùng phát hoa làm vật liệu nuôi cấy, phát hoaLan Hồ Điệp có chứa các mắt ngủ có thể tạo thành chồi Do đó, phương

pháp nuôi cấy phát hoa in vitro để tạo chồi được xem là đặc trưng ở Lan Hồ

Điệp nhưng hệ số nhân giống từ phương pháp này cũng rất thấp

Gần đây, các hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời đã được nhiềunước trên thế giới triển khai và ứng dụng trong nhân giống nhiều loại câytrồng Hệ thống này có tác dụng làm tăng cường sức sống của chồi và tăngkhả năng tạo phôi soma, phôi được tạo ra không bị biến dị; loại bỏ được hiệntượng thủy tinh thể khi nuôi cấy lỏng Thực vật được nhân giống trong hệthống ngập chìm có khả năng thích nghi tốt hơn trong giai đoạn thuần hóangoài vườn ươm so với các thực vật được nuôi cấy trong hệ thống bán rắnhay lỏng

Việc ứng dụng hệ thống ngập chìm tạm thời trong nhân giống hoakiểng đặc biệt là Lan Hồ Điệp ở Việt Nam chỉ mới được ứng dụng trong thờigian gần đây Với mục đích là khảo sát khả năng ứng dụng hệ thống nàytrong nâng cao số lượng cũng như chất lượng của cây giống Lan Hồ Điệpkhi so sánh với các hệ thống nuôi cấy thông thường Th.S Cung Hoàng PhiPhượng và các cộng sự đã ứng dụng thành công hệ thống góp phần mở rakhả năng sản xuất với số lượng lớn cây giống có chất lượng tốt đáp ứng nhucầu thị trường tại Việt Nam

Để từng bước áp dụng công nghệ mới trong sản xuất cây Lan giống ởnước ta, đẩy nhanh tiến độ sản xuất cây giống theo qui mô công nghiệp, góp

phần khắc phục sự thiếu hụt cây giống trên thị trường Qua đề tài "NHÂN GIỐNG LAN HỒ ĐIỆP PHALAENOPSIS SP BẰNG KỸ THUẬT NUÔI CẤY NGẬP CHÌM TẠM THỜI (TIS – Temporary Immersion System)" với

mong muốn có thể tìm hiểu rõ về kỹ thuật nuôi cấy này cũng như những ưu

điểm nhân giống Lan Hồ Điệp bằng nuôi cấy ngập chìm so với nhữngphương pháp nuôi cấy khác.

2 Mục đích nghiên cứu

Xác định nồng độ chất ĐHSTTV tối ưu cho sự biệt hóa PLB từ mẫu

lá, đồng thời tìm môi trường thích hợp cho sự ra rễ của các chồi Lan Hồ

Điệp nhằm thiết lập nhân nhanh giống cây Lan Hồ Điệp Phalaenopsis sp.

bằng kỹ thuật nuôi cấy ngập chìm tạm thời TIS (Temporary ImmersionSystem)

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu nồng độ các khoáng đa lượng trong môi trường MS

và ảnh hưởng của nồng độ và loại đường lên sự nhân nhanh PLB của Lan

Hồ Điệp Qua đó khảo sát việc nhân nhanh PLB bằng hệ thống nuôi cấy

ngập chìm tạm thời Plantima của Đài Loan trên đối tượng Phalaenopsis Dtps Taida Salu.

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

Ý nghĩa khoa học:

Hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời TIS thuộc dạng bioreator đơngiản Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã xác định việc áp dụng công nghệ TIStrong vi nhân giống cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao, chất lượng câygiống tốt, nâng cao hệ số nhân chồi gấp 3 - 20 lần so với phương pháp nhântruyền thống, rút ngắn được thời gian nuôi cấy trong phòng, góp phần làmgiảm giá thành sản phẩm cây giống

Cây Lan giống sản xuất bằng hệ thống TIS trong nước giúp ngườinông dân chủ động sản xuất, hạn chế nhập cây giống từ nước ngoài, gópphần ngăn chặn được dịch bệnh lây lan từ nước ngoài qua con đường câygiống.

5 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp nuôi cấy PLB trong hệ thống nuôi cấy ngậpchìm tạm thời, nghiên cứu trên 5 giống Lan Hồ Điệp chủ yếu là giống 1

(Dtps Taida Salu) và giống 2 (Dtps Taida Firebird) Thí nghiệm bố trí kiểu

đầy đủ và ngẫu nhiên hoàn toàn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu sơ lược về kỹ thuật nuôi cấy in vitro

1.1.1 Lịch sử và những thành tựu đạt được trong nuôi cấy in vitro

Năm 1838, hai nhà sinh vật học người Đức, Schleiden và Schwanmđưa ra thuyết tế bào và nêu rõ mọi cơ thể sinh vật có phức tạp tới đâu thì đều

có cấu tạo đơn vị rất nhỏ là tế bào

Năm 1902, Haberlandt thực hiện nuôi cấy tế bào thực vật đầu tiên từ

lá của một số cây một lá mầm như: Errythronium, Orrnithogalum…

Năm 1922, Kotte và Robins lập lại thí nghiệm của Haberlandt nhưngtrên đỉnh sinh trưởng của rễ một cây hòa thảo, trên môi trường lỏng có muốikhoáng và glucose Tuy nhiên sự sinh trưởng này chỉ kéo dài trong thời gianngắn

Năm 1934, White và Gautheret đã nuôi cấy thành công rễ cà chua trênmôi trường muối khoáng và dịch chiết nấm men Cùng thời điểm Nobecourt

và Gautheret duy trì sự sinh trưởng của mô sẹo cà rốt

Năm 1951, Skoog và Miller đã phát hiện ra các hợp chất có thể điềukhiển sự nhân chồi

Năm 1955, các chất kích thích sự phân bào được Skoog đặt tên làkinetin và gộp với các chất kích thích phân bào tự nhiên gọi là cytokinin

Năm 1956, Morel, học trò của Gautheret, áp dụng thành công nuôi

cấy mô vào cây Lan (Cymbidium) tạo ra các protocorm.

Năm 1960 – 1964, Morel cho rằng có thể nhân giống vô tính Lanbằng nuôi cấy đỉnh sinh trưởng Từ kết quả đó, Lan được xem là cây nuôicấy mô đầu tiên được thương mại hóa

Đến nay, hầu hết các giống Lan đã được nhân giống nhanh bằng

phương pháp nuôi cấy mô như: Dendrobium, Cattleya, Phalaenopsis, Ngọc

Điểm và ngay cả Lan Hài nổi tiếng của Việt Nam

1.1.2 Các bước nhân giống in vitro

Nhân giống vô tính các cây trồng in vitro gồm các giai đoạn sau:

- Chọn lựa và khử trùng mẫu cấy.

- Tạo thể nhân giống in vitro.

- Nhân giống in vitro.

- Tái sinh cây in vitro hoàn chỉnh.

- Chuyển cây con in vitro ra vườn ươm.

1.1.3 Các kỹ thuật nuôi cấy in vitro

1.1.3.1 Nuôi cấy nốt đơn thân

Sử dụng mẫu cấy là chồi ngọn hoặc chồi bên có mang một đoạn thânngắn Chồi này được kích thích tăng trưởng, ra rễ tạo cây nguyên vẹn, nhiềuchồi và lá được hình thành Tiếp tục cấy chuyền trên môi trường dinh dưỡngthích hợp đến khi đủ số lượng chồi cần thiết để chúng được cảm ứng ra rễtrở thành cây con hoàn chỉnh và được chuyển ra trồng trong đất

1.1.3.2 Nuôi cấy chồi bên

Về nguyên tắc, phương pháp này giống như phương pháp nuôi cấy nốtđơn thân Nhưng khác nhau là trong phương pháp nuôi cấy nốt đơn thân có

sự kéo dài chồi, thân và thường không cần đến cytokinin để phát triển Cònphương pháp nhân chồi bên, chồi được cô lập trên môi trường dinh dưỡng

và các chồi bên từ nách lá phát triển dưới tác dụng của cytokinin nồng độcao Vai trò của cytokinin lúc này là hạn chế ưu tính ngọn để cho các chồibên có thể phát triển

1.1.3.3 Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng

Chồi ngọn được rửa sạch và khử trùng bằng cồn, hypochlorite

calcium Sau đó dùng dao mổ tách rời đỉnh sinh trưởng (gồm vùng mô phânsinh và cả phần dưới ngọn) ra khỏi ngọn và cấy trên môi trường tái sinh câyhoàn chỉnh Với phương pháp này, chúng ta tạo được cây sạch bệnh, sạchvirus.

1.1.3.4 Nuôi cấy mô sẹo

Tạo mô sẹo được tiến hành lần đầu tiên vào năm 1920, mô sẹo là mộtkhối tế bào không có tổ chức, hình thành từ các mô hoặc cơ quan đã phânhoá dưới các điều kiện đặc biệt (vết thương, xử lý hoá chất, tia phóng xạ, ).Các tế bào của mô sẹo phải chịu sự phản phân hoá trước lần phân chia đầu

tiên (Halperin, 1969).

Mô sẹo tăng trưởng nhanh trên môi trường có chất auxin và trong môitrường không có chất kích thích thì mô sẹo có thể tái sinh thành cây hoànchỉnh Cụm mô sẹo có thể tái sinh cùng một lúc nhiều chồi hơn là nuôi cấyđỉnh sinh trưởng, nhưng khả năng bị biến dị tế bào soma lại cao hơn

1.1.3.5 Nuôi cấy huyền phù tế bào

Huyền phù tế bào được tạo từ các mảnh mô sẹo nuôi cấy trong môitrường lỏng lắc liên tục Trong môi trường lỏng, mô sẹo phóng thích ranhững tế bào riêng lẻ hay những cụm tế bào dính nhau để hấp thụ các chấtdinh dưỡng Sau đó tế bào được chuyển sang môi trường đặc để tái sinhthành cây

1.1.3.6 Nuôi cấy thể đơn bội

Cây thể đơn bội mang bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa, sử dụng

những phần sau cho việc nuôi cấy in vitro:

- Túi phấn: Thu túi phấn từ chồi hoa thì chỉ khử trùng chồi hoa Cònthu túi phấn của hoa đã nở thì phải khử trùng túi phấn

- Hạt phấn: Được nuôi cấy trên môi trường để tạo mô sẹo

- Cụm hoa: Thường nuôi cấy trong môi trường lỏng

1.1.3.7 Nuôi cấy protoplast (tế bào trần)

Tế bào thực vật được xử lý bằng hoá lý để tách lớp vỏ cenlulose,nhưng vẫn còn giữ chức năng của tế bào Trong môi trường thích hợp,

protoplast có thể phân chia tế bào hay tái sinh thành cây (Nguyễn Đức Lượng, 2002).

Với cách nuôi cấy này, ta có thể áp dụng để chuyển gene vào tế bàotrần hay tạo cây đa bội bằng cách dung hợp hai tế bào trần với nhau

1.1.4 Ưu và nhược điểm của kỹ thuật nhân giống in vitro

1.1.4.1 Ưu điểm

Thuận lợi của phương pháp vi nhân giống trên môi trường bán rắn sovới phương pháp nhân giống truyền thống (giâm, chiết, ghép ) là:

- Những cây nhân giống in vitro đồng nhất về di truyền.

- Có khả năng tái sinh cây con từ các vùng mô và cơ quan khác nhau

của cây như: trục thân, lóng thân, phiến lá, cuống lá, hoa, chồi phát hoa, hạtphấn… mà ngoài tự nhiên không thể thực hiện được

- Hệ số nhân cao, sản xuất được số lượng lớn cây giống trong một

thời gian ngắn nhằm đáp ứng nhu cầu thương mại

- Được nuôi cấy trong điều kiện vô trùng, cây khỏe mạnh, sạch virus

thông qua xử lý nhiệt hay nuôi cấy đỉnh sinh trưởng

- Sản xuất quanh năm và chủ động kiểm soát được các yếu tố ngoại

cảnh như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm…

- Tạo cây có khả năng ra hoa, tạo quả sớm.

- Tạo dòng toàn cây cái (cây chà là) hoặc toàn cây đực (cây măng

tây) theo mong muốn

- Dễ dàng tạo giống cây trồng mới bằng phương pháp chuyển gen.

Ngoài ra, phương pháp vi nhân giống còn giảm được nhiều công sứcchăm sóc, nguồn mẫu dự trữ lâu dài và chiếm ít không gian so với phươngpháp nhân giống truyền thống.

Sự đa dạng của dòng sản phẩm nhân giống rất hạn chế cụ thể như đốivới các loài ngũ cốc và sự tái hình thành cây in vitro thường khó xảy ra, đặcbiệt với các cây thân gỗ

1.2 Tình hình sản xuất hoa Lan trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1 Tình hình sản xuất hoa Lan trên thế giới

Hiện nay nhu cầu về hoa Lan trên thị trường thế giới rất lớn, ngàycàng tăng và mang lại lợi nhuận kinh tế cao Tỷ lệ hàng năm của ngành sảnxuất hoa trên thế giới là 10%, đạt khoảng 40 tỉ USD Trong năm 2000, kimngạch xuất nhập khẩu của Lan cắt cành và cây Lan trên thế giới đạt 150 triệuUSD, trong đó Lan cắt cành đạt 128 triệu USD

Thị trường tiêu thụ hoa Lan ở Châu Âu rất hấp dẫn Năm 2006, khối

EU có sản lượng xuất khẩu hoa Lan trên thế giới đạt 55 tỉ sản phẩm, manglại giá trị kim ngạch xuất khẩu hoa Lan là 73 EUR Trong đó, Hà Lan làquốc gia duy nhất ở Châu âu có công nghiệp trồng Lan xuất khẩu, do trồngnhà kính nên Hà Lan có thể xuất khẩu hoa quanh năm, đồng thời là đầu mốitrung gian nhập khẩu hoa Lan (37%) từ các nước khác trên thế giới Năm

2006, Hà Lan xuất khẩu hoa Lan chiếm 95% (52.049 ngàn sản phẩm) trên

tổng sản lượng hoa Lan trong khối EU (Nguồn: AIPH/Union Fluer: International Statistics Flowers an Plants 2007).

Mặc dù, khối châu Âu có sản lượng xuất khẩu hoa Lan cao hơn so vớicác khối khác nhưng do nhu cầu tiêu thụ hoa Lan trong khối EU cao nêntrong năm 2006 sản lượng nhập khẩu hoa Lan từ các nước lên tới 155 tỉ sản

phẩm, giá trị kim ngạch nhập khẩu đạt gần 90 tỉ EUR (Nguồn: AIPH/Union Fluer: International Statistics Flowers an Plants 2007).

Hoa Lan hiện nay đang là mặt hàng xuất khẩu chiến lược, mang lạinguồn lợi kinh tế cho nhiều quốc gia Châu Á Thái Lan là nước xuất khẩu

chủ yếu là hoa Lan nhiệt đới, đặc biệt là Dendrobium, phổ biến nhất là Dendrobium sonia và Jumbo White Ngoài ra cũng còn một số loài nổi tiếng khác như Aranda, Mokara, Vanda và Oncidium Hơn 80% Dendrodium trên

thị trường thế giới là từ Thái Lan Chỉ với loại hoa Lan chủ lực là

Dendrobium, Thái Lan đạt doanh thu mỗi năm gần 600 triệu USD từ giá trị

xuất khẩu loại hoa này

Trong khi đó, Đài Loan là nước đứng đầu thế giới về sản xuất và xuấtkhẩu hoa Lan Hồ Điệp bằng qui trình công nghệ cao, giá trị doanh thu từxuất khẩu loại hoa này hàng năm khoảng 43 triệu USD Trên thị trường thếgiới, sản phẩm chủ yếu của hoa Lan Hồ Điệp là hoa chậu, sản phẩm này cógiá trị kinh tế cao gấp nhiều lần so với Lan Hồ Điệp cắt cành

Hàng năm, Đài Loan sản xuất được 36 triệu cành Phalaenopsis Trong

đó, 12 triệu cành hoa Lan được xuất khẩu ra các nước như: 3 triệu cành đếnNhật Bản; 3 triệu cành đến Trung Quốc; 2,5 triệu cành tới Hoa Kỳ và 3,5triệu cành cho các quốc gia khác Vào tháng 6/2004, Hoa Kỳ đã cấp giấy

phép xuất khẩu Phalaenopsis cho Đài Loan trên thị trường Hoa Kỳ (Nguồn: The world’s fascination with potted orchid- Floraculture Itn.htm).

1.2.2 Tình hình sản xuất hoa Lan ở Việt Nam

Tại Việt Nam ngành sản xuất kinh doanh hoa kiểng nói chung và Lannói riêng trong vòng 10 năm trở lại đây rất phát triển với nhiều chủng loại

Diện tích trồng hoa ở Việt Nam hiện nay là 2.500 ha nhưng hoa Lanchỉ chiếm 5- 6% Nước ta bắt đầu sản xuất và thương mại hoa Lan tập trungkhoảng 6 năm trở lại đây nhưng tốc độ phát triển khá nhanh Chỉ riêng TP.HCM diện tích vườn Lan tới nay đã gần 80 ha, hoa Lan đang mang lại thunhập cao cho nhiều nông hộ Tuy nhiên hiện nay do cây giống trong nướckhông đủ cung cấp cho sản xuất, nên các nhà vườn nhập cây giống từ nước

ngoài như: Thái Lan, Đài Loan và Trung Quốc (Nguồn: Báo cáo điều tra thống kê của Sở NN& PTNT TP.HCM, năm 2008).

Theo thống kê của Sở NN& PTNT TP.HCM trong năm 2003, doanh

số kinh doanh hoa Lan, cây kiểng chỉ đạt 200 - 300 tỉ đồng nhưng đến năm

2005 đã tăng đến 600 - 700 tỉ đồng ngay từ những tháng đầu năm

Theo TS Dương Hoa Xô - Trung tâm Công Nghệ Sinh Học TP

HCM, đến nay đã hoàn thiện qui trình nhân giống in vitro cho 7 nhóm giống

hoa Lan, có khả năng cung cấp 200.000 cây con hoa Lan cấy mô thuộc các

nhóm Mokara, Dendrobium, Phalaenopsis, Catteya Năm 2007, Trung tâm

đã cung cấp cho các nhà vườn khoảng 50.000 cây hoa Lan cấy mô các loại.Năm 2008, sản xuất 100.000 cây giống hoa Lan cấy mô, tập trung cho nhóm

hoa Lan cắt cành Mokara, Dendrobium và một số giống lan rừng quý.

Đặc biệt Đà Lạt là nơi sản xuất hoa Lan sớm nhất cả nước với nguồncây giống phong phú được tìm trong rừng sâu Lâm Đồng dẫn đầu cả nước

về nguồn lợi Lan rừng với 101 chi và 396 loài, chiếm 55,3% về chi và76,5% về loài Lan rừng của Việt Nam Không ít loài Lan được phát hiện lầnđầu tiên trên thế giới mang tên Đà Lạt, 10/12 loài Lan quý của Việt Nam

phân bố ở vùng rừng Lâm Đồng Những năm 1980, Đà Lạt đã xuất khẩu sốlượng lớn cành hoa sang các nước Đông Âu.

Những năm gần đây, ngành sản xuất hoa Lan ở Đà Lạt đã hồi sinh vàphát triển mạnh mẽ nhờ ứng dụng kỹ thuật công nghệ cao vào sản xuất Vớicông nghệ hiện đại, đã giúp làm giảm chi phí trồng từ 40.000 - 70.000 đồng/gốc Lan trước đây, xuống chỉ còn 4.000 - 7.000 đồng/gốc Sử dụng công

nghệ nuôi cấy mô in vitro và đặc biệt bằng phương pháp gây vết thương kết

hợp nuôi cấy lỏng

TS Dương Tấn Nhựt cùng các cộng sự ở Phân Viện Sinh Học Đà Lạt

đã nhân giống thành công Hồng Hài - loài Lan hài duy nhất trên thế giới cóhương thơm, được Tổ chức Bảo vệ động thực vật hoang dã thế giới đưa vàodanh mục thực vật cần bảo vệ bởi chúng chỉ phân bố hẹp ở Việt Nam, khósống và khó sinh sản

Theo TS Dương Tấn Nhựt, Thành phố Đà Lạt là cỗ máy điều hòakhổng lồ cho phép sản xuất địa Lan trong thiên nhiên theo hướng côngnghiệp với chi phí sản xuất chỉ bằng 1/10 so với các quốc gia phải trồng Lantrong nhà kính, có hệ thống điều hòa nhiệt độ

Lan Đà Lạt đã và đang mở rộng thị trường ra nhiều châu lục, trong đó

có những thị trường khó tính như Mỹ, Nhật Bản, Đài Loan Nhiều doanhnghiệp trong và ngoài nước đang tiến hành khảo sát lập trang trại sản xuấthoa Lan quy mô lớn bởi tiềm năng, triển vọng đầu tư tại Đà Lạt là rất lớn sovới Trung Quốc và các nước ASEAN khác

1.3 Giới thiệu về Lan Hồ Điệp

1.3.1 Nguồn gốc và phân bố

Lan Hồ Điệp là giống Lan có tên gọi Phalaenopsis Tên gọi này bắt

nguồn từ tiếng Hi Lạp trong đó Phalaina có nghĩa là “con bướm” và Opsis

có nghĩa là “giống như” Lan Hồ Điệp là loài lan có hoa giống bươm bướmphất phơ rất đẹp.

Lan Hồ Điệp được khám phá năm 1750, đầu tiên được ông Rumphius

đặt tên là Angraecum album Năm 1753 Linne đổi tên thành Epidendrum amabile; và năm 1825 Blume một nhà thực vật Hà Lan định danh một lần nữa là Phalaenopsis amabilis và tên đó được dùng cho đến ngày nay.

Lan Hồ Điệp có chừng 44 loại nguyên giống, mọc trên dãy Himalayađến suốt châu Á và sang cả Úc châu Lan Hồ Điệp phân bố chủ yếu ở:Malaysia, Indonesia, Philipin, phía Đông Ấn Độ và miền Bắc Australia Lan

Hồ Điệp có thể mọc ở khí hậu nhiệt đới và đồi núi cao 2000m nên vừa chịuđược khí hậu nóng ẩm vừa chịu được khí hậu mát

Ở Việt Nam có khoảng 4 - 5 loài Lan Hồ Điệp rừng như:

- Lan Hồ Điệp dẹt (Phalaenopsis coenu): cây sống phụ, rễ lớn,

không có thân, lá hình bầu dục thuôn dài Phát hoa dài 30 cm, hoa màu vàngxanh, có từ 6 - 12 hoa, hoa nở rất lâu tàn và có hương thơm Cây mọc ởmiền Trung, có dáng đẹp, có thể trồng ở Đà Lạt; hoa nở vào mùa thu

- Lan Hồ Điệp trung (Phalaenopsis parishii): cây nhỏ, lá hình trái

xoan, màu xanh bong, rụng vào mùa khô Phát hoa mọc thẳng đứng, mang3- 9 hoa ở đỉnh màu vàng nhạt môi hồng tươi, giữa có 2 vạch nâu Cây mọcđẹp, hoa đứng, màu sắc sặc sỡ nên được trồng làm cảnh, trang trí cho phònghọp; hoa nở vào mùa xuân

- Lan Hồ Điệp ấn (Phalaenopsis mannii): cây mảnh, có lá dạng bầu

thuôn, hơi cong, màu xanh bóng Phát hoa dài thường buông thòng xuống,hoa tập trung ở đỉnh cánh màu vàng nghệ với vân màu đỏ Cây mọc ở Trung

Bộ, Đà Lạt - Lâm Đồng; hoa nở vào mùa hè

Hình 1.1 Lan Hồ Điệp ấn

- Lan tiểu Hồ Điệp hay Hồ Điệp nhài (Phalaenopsis pulcherrima).

Cây nhỏ sống trên đất cát trong các rừng, chồi và rễ mập khỏe, lá hình tráixoan Phát hoa nở dài mang hoa ở đỉnh Hoa màu trắng, hồng tím…Hoa nhỏ,cánh bầu dục , lưỡi có màu đậm hơn, họng màu tím Cây mọc ở miền Trung,Đồng Nai, Bình Châu… Cây ra hoa vào mùa mưa

Hình 1.2 Lan tiểu Hồ Điệp

Ngoài ra còn một số cây như: Phalaenopsis gibbosa, Phalaenopsis lobbii, Phalaenopsis fuscata, Phalaenopsis cornu x cervi, Phalaenopsis petelotii… Những cây này thường có hương thơm.

Hình 1.3 Phalaenopsis cornu x cervi

1.3.2 Phân loại khoa học

1.3.3 Đặc điểm hình thái

Lan Hồ Điệp là loại Lan đơn thân, ngắn, mập, lá to, dày mọc sát nhau.Đây là giống gồm các loài có hoa lớn và đẹp Phát hoa mọc từ nách lá, dài,cánh hoa phẳng, môi hoa cong, dẹp, có 2 râu dài; trụ hoa hình bán nguyệtvới 2 phân khối u lên chứa đầy phấn hoa

Lan Hồ Điệp là Lan có màu sắc hoa phong phú từ trắng, hồng, đỏ,vàng, tím và có loài có sự phối màu tự nhiên như có đốm hay sọc Thời kỳ

nở hoa thay đổi theo từng loài, hoa lâu tàn khoảng 2 - 4 tuần

Lan Hồ Điệp là một loại Lan đại chúng được xếp vào bậc nhất với hoa

to, hình dáng đẹp đẽ, nhiều màu, có hoa quanh năm Nếu trồng đúng cáchLan Hồ Điệp có thể sống rất lâu; có cây sống được trên 18 năm, sau đó rahoa ở ngọn rồi mới chết

Lan Hồ Điệp rất đa dạng về di truyền nhưng chúng cũng có những đặctính chung về cấu tạo của cơ quan sinh dưỡng và cơ quan sinh sản

Hình 1.4 Sự đa dạng và phong phú về màu sắc, hình dáng Lan Hồ Điệp

1.3.3.1 Cơ quan sinh dưỡng

+ Thân:

Cây đơn thân không có giả hành, được tạo ra bởi một đỉnh sinh trưởnghoạt động liên tục Các đốt thân rất ngắn và thường được bao bọc bởi haihàng bẹ lá xếp dọc chiều dài thân

+ Lá:

Lá đơn nguyên, dày, không cuốn và có bẹ, mọng nước, có bẹ ôm lấythân Hình dạng lá đơn giản với màu xanh đơn thuần hoặc tạp sắc Thôngthường một cây có từ 4 - 5 lá, mỗi lá có hai chồi xếp chồng, chồi bên trêncho ra một trục phát hoa sau khi cảm ứng ra hoa, chồi bên dưới cho ra mộtcây con trong trường hợp có sự cố về hoạt động của đỉnh sinh trưởng ngọn

+ Rễ:

Rễ bất định, khí sinh phát triển mạnh, mọc từ gốc thân xuyên qua bẹ

lá Xung quanh rễ có một màng xốp bao bọc Lớp mô xốp này dễ dàng hútnước, muối khoáng và các chất dinh dưỡng cho cây Số lượng rễ khá nhiều,

rễ to và hơi dẹp tạo thành một vành đai tăng diện tích tiếp xúc với ánh sáng

1.3.3.2 Cơ quan sinh sản

+ Hoa:

Hoa mọc thành cụm, lưỡng tính, đối xứng hai bên Bao hoa dạngcánh, rời nhau, xếp thành hai vòng: ba mảnh vòng ngoài và hai mảnh vòngtrong bé hơn, mảnh thứ ba có hình dạng và màu sắc khác hẳn gọi là cánhmôi Gốc cánh môi thường kéo dài ra, chứa tuyến mật Nhị và nhụy dính liềnthành cột nhị nhụy Hạt phấn thường dính lại thành khối phấn Hai khối phấnngăn cách nhau bởi trung đới Bộ nhụy gồm 3 lá noãn dính nhau thành bầu

dưới, mang nhiều noãn, đính bên (Hoàng Thị Sản, 2003).

Phát hoa hình thành ở nách lá (thường là một phát hoa), có dạng thẳngđôi khi phân nhánh Trung bình một phát hoa cho 7 - 15 hoa, mỗi hoa bềnkhoảng hai tháng.

+ Quả:

Quả của Lan Hồ Điệp thuộc dạng quả nang, mở bằng các khe nứt dọctheo hai bên đường của giá noãn Quả Lan chứa vô số các hạt nhỏ li ti, tùyvào giống và loài mà quả có thể chứa vào trăm đến vài ngàn hạt Hạt cần trảiqua 130 - 150 ngày để trưởng thành, hạt mở sau 90 ngày Hạt nhỏ được giómang xa như hạt bụi, phần lớn hạt bị chết vì chứa phôi chưa phân hóa

Theo Bernard (1999), hạt Lan muốn nảy mầm phải nhiễm nấm Rhizoctonia vì loại nấm này có tác dụng khởi phát sự tái lập phân bào Trong

thực nghiệm, người ta có thể đánh thức các “phôi sơ khai” (protocorm) khi

sử dụng sốc thẩm thấu bằng cách nuôi cấy hạt trên môi trường chứa sucrose

(Bùi Trang Việt, 2002).

+ Keiki:

Keiki chỉ một cây con mọc từ một mấu trên cuống hoa Một số loài có

hoa nhỏ như Phalaenopsis lueddemaniana thường tạo keiki trên cuống hoa.

Hiện tượng này được Williams mô tả lần đầu tiên vào năm 1894 (Williams

và Williams, 1894).

Keiki còn có thể được hình thành ở nhiều loài Phalaenopsis và một số loại thuộc các chi lai Chẳng hạn trong The Genus Phalaenopsis (Sweet,1980) có trình bày rõ khả năng phát triển cây con từ đốt phát hoa Phalaenopsis kunstleri ở Kew Gardens Keiki còn có thể hình thành từ rễ ở các loài Philippin Phalaenopsis stuartiana (Williams và Williams, 1894) và Phalaenopsis schilleriana (Davis và Steiner, 1952) Các cây Phalaenopsis

dưới điều kiện nuôi trồng không thuận lợi sẽ tạo ra keiki trên cuống hoa, đặcbiệt khi đỉnh đã bị cắt bỏ

Hình 1.5 Keiki của Lan Hồ Điệp

1.3.4 Điều kiện sinh thái của Lan Hồ Điệp

1.3.4.1 Nhiệt độ

Lan Hồ Điệp là loại Lan có thể phát triển ở nhiệt độ tối thiểu 22oC

-25oC ban ngày và 18oC vào ban đêm Nhiệt độ lý tưởng để cây phát triển tốt

là 25oC - 27oC

Lan Hồ Điệp không chịu được điều kiện quá nóng hay quá lạnh, lạikhông cần nhiều ánh sánh cho nên thích hợp trồng trong nhà hay trong nhàkính Khi cây đang ra nụ, nhiệt độ hay độ ẩm thay đổi bất thường sẽ làm cho

nụ hoa hép rụng

1.3.4.2 Độ ẩm

Lan Hồ Điệp chịu ẩm cao, cần ẩm độ 50 - 80 % nhưng không chịu nhiều nước Giàn che lan cần phải thích hợp che được 70% nắng Lan Hồ Điệp cần nhiều ẩm hơn nước tưới

1.3.4.3 Ánh sáng

Lan Hồ Điệp cần ánh sáng yếu vì đây là loài ưa bóng mát, biên độ khárộng 5000 - 15000m/m2, ánh sáng chỉ cần 20% - 30% là đủ Tuy nhiên

không trồng Lan Hồ Điệp ở nơi quá râm mát vì ánh sáng rất cần cho sự sinhtrưởng và trổ hoa Ánh sáng khuếch tán vừa phải rất tốt; nếu chiếu sángđược 12h - 16h mỗi ngày, 12h cho cây lớn và 16h cho cây nhỏ thì cây sẽphát triển tốt hơn.

Trồng Hồ Điệp trong nhà kính cần có hệ thống làm mát, ánh sángnhân tạo thích hợp để Lan phát triển tốt; còn trồng trong nhà thì cần để Lan

ở gần cửa sổ có ánh nắng hoặc không cũng được

1.3.4.4 Độ thông thoáng

So với các loài Lan khác, sự thông thoáng rất cần thiết cho Lan HồĐiệp Lan Hồ Điệp hay bị bệnh thối nhũn lá (phỏng lá), sự thông thoánggiúp lá cây mau khô sau khi tưới và bộ rễ không bị úng nước nên hạn chếbệnh rất nhiều Ở nước ta vào mùa mưa Lan Hồ Điệp tăng trưởng mạnh,nhưng những giọt mưa nặng hạt có thể làm thối đọt cây; do đó để ngăn ngừatình trạng trên Lan cần phải được che chắn cẩn thận Cần cung cấp đủ nướccho cây tránh sự héo rũ, nhăn lá vào mùa gió nhiều và mùa nắng

1.3.4.5 Nhu cầu nước tưới

Lan Hồ điệp là cây đơn thân nên không có giả hành để dự trữ dinhdưỡng và nước, hơn nữa nước thường tập trung ở lá vì Lan Hồ Điệp có lálớn, diện tích tiếp xúc nhiều nên rất dễ thoát hơi nước và chúng không cómùa nghỉ vì thế phải cung cấp cho cây một lượng nước đầy đủ

Tránh để Lan quá khô vào mùa nắng có thể tưới 3 lần/ngày: sáng,trưa, chiều Chú ý khi tưới nước vào buổi trưa phải tưới thật đẫm để tránhnắng sẽ làm sốc cây Lan Mùa mưa thì tuỳ theo điều kiện thời tiết mà tướinước cho phù hợp, có thể khoảng 10 ngày tưới một lần Nên tưới vào buổisáng để lá cây sẽ khô, tránh nước đọng vào ngọn, lá non dễ bị thối và cây sẽchết

1.3.4.6 Dinh dưỡng

Lan Hồ Điệp cần dinh dưỡng thường xuyên, quanh năm vì không cómùa nghỉ Khi tưới phân không nên tưới với nồng độ cao và đừng tưới lênngọn cây, nhất là lúc lá non mới nhú ra từ đỉnh sinh trưởng Tùy từng độ tuổicủa cây mà ta có lượng phân cần bón với tỷ lệ NPK thích hợp Ngoài việcdùng phân vô cơ, ta còn có thể tưới xen kẽ thêm phân hữu cơ với nồng độloãng có pha thêm thuốc trừ nấm

Lan Hồ Điệp cần bón phân với nồng độ loãng và có thể tưới nhiều lầntrong tuần Có thể tưới thêm phân hữu cơ như: bánh dầu, vitamin B1 kíchthích ra rễ Các chất dinh dưỡng cần thiết nhất là Đạm (N), Lân (P), Kali(K) và Canxi (Ca) Sự thiếu các chất dinh dưỡng này có thể làm ảnh hưởngđến sự tăng trưởng, phát triển và làm giảm năng suất hoa

1.3.4.7 Một số sâu bệnh và cách phòng trị

+ Bệnh nhiệt thán: (bệnh đốm nâu)

Là một trong những bệnh hại do nhiễm nấm đĩa gai gây ra, chủ yếugây hại trên lá Thời kì đầu phát bệnh thường có những chấm nhỏ màu xámnhạt hoặc nâu sẫm, dần dần lan rộng thành đốm bầu dục hoặc tròn có vùngmàu vàng bao quanh đốm đen

Có thể dùng zineb 0,2% lưu huỳnh - vôi 0,3%, hay benlat 0,1% để trịbệnh

+ Bệnh mảng trắng:

Do hạt khuẩn nhỏ gây ra chủ yếu là gây hại trên mầm mới của câyLan, sau khi bị nhiễm bệnh chồi của mầm non sẽ bị phân hủy thấm ra chấtdịch màu vàng và mục rữa khiến cây lan bị rụng chết

Nên thay chậu kịp thời, cắt bỏ rễ cây hư và dùng dung dịch CuSO4

hoặc RD20 rửa sạch cây lẫn chậu lan, sau khi hong khô thì đem đi trồng lại

với vật liệu mới Có thể dùng dung dịch benlat hoặc các loại thuốc chứabenomyl xịt vào cây Lan, góc lá và rễ.

+ Bệnh khô lá:

Lá xuất hiện những chấm nhỏ màu nâu đỏ, sau đó nhanh chóng lan rathành đốm bệnh hình tròn, đốm bệnh phát sinh ở mép lá có hình bán nguyệt,làm cho lá Lan bị khô với diện tích lớn có thể nhanh chóng gây chết cây

Cắt bỏ lá bệnh và dọn sạch các lá rụng, có thể phun thuốc zineb 0,2%truban, banor hoặc benlat 0,1% để phun xịt

Cắt bỏ những lá bị bệnh nặng, tưới nước kịp thời và hong khô lá Trịbằng Benlat 0,1% hoặc bất cứ loại thuốc nào có chứa Benomyl

+ Nhện đỏ:

Sống tập trung ở dưới lá bánh tẻ và lá già, hút nhựa làm lá vàng, cháykhô xơ xác Dùng Cascade 5EC, Comite 73EC, phun kỹ mặt dưới lá khinhện mới xuất hiện và kết hợp các biện pháp phòng trị bọ trĩ và rệp

Hình 1.6 Nhện đỏ hại Lan

1.3.4.8 Chậu, giá thể và cách trồng

Cách trồng tốt nhất cho các loại Lan Hồ Điệp là chậu thật thoáng, cónhiều lỗ có thể sử dụng chậu đất nung có nhiều lỗ hay chậu nhựa cũng được.Chậu phải thật sạch không có rêu bám trên thành chậu Thông thường cácnhà vườn trồng Lan với số lượng lớn (vài ngàn cây) thường dùng than, dớn,

xơ dừa, mút làm giá thể để trồng Lan Hồ Điệp Có rất nhiều cách trồngLan Hồ Điệp tùy theo từng vùng; nhưng có điểm chung là than, mút nằmdưới đáy chậu, còn xơ dừa hay dớn sẽ nằm trên miệng chậu Cách trồng nàygiúp cây thoát nước tốt vào mùa mưa, không bị thối rễ và phát triển tốt.Trong thời gian khoảng 2 năm ta thay chậu một lần, nếu cây lớn quá nhanh

có thể thay chậu sớm hơn

1.3.5 Giá trị kinh tế và tình hình sản xuất Lan Hồ Điệp

1.3.5.1 Giá trị kinh tế của Lan Hồ Điệp

Lan Hồ Điệp không chỉ phổ biến ở Nam Mĩ, trong những năm gầnđây, Lan Hồ Điệp trở thành loại hoa trồng chậu có giá trị nhất trong ngànhcông nghiệp trồng hoa ở Hà Lan Chúng còn là những món quà xa xỉ ở cácnước Châu Á đặc biệt là Nhật Bản Ngoài ra các loài hoa đẹp, xa xỉ cũngđược nhập vào Mỹ để trang trí chậu hoặc dưới dạng quà tặng cao cấp

Ngày nay, hoa Lan cắm chậu đã trở nên khá phổ biến ở hầu hết cácnước trên thế giới Người ta có thể thấy Lan Hồ Điệp ở mọi nơi, trên truyềnhình, trong nhà, trong vườn, tạp chí thậm chí nơi bạn làm việc Chứng tỏ,càng ngày con người càng nhận thức được tầm quan trọng của những chậuhoa trong cuộc sống thường nhật của mình Lan Hồ Điệp, là một loài Lan có

độ bền hoa cao trong điều kiện thích hợp, cũng là một loài cây rất thích hợp

để trồng trong nhà, dễ ra hoa

Hơn nữa, trong vài thập kỉ gần đây nền công nghệ trồng Lan phát triểngiúp người trồng đã giảm giá thành đáng kể đối với loại Lan này nên giá cảphù hợp với những người mê hoa hay người mới tập trồng Lan Hồ Điệp rấtđược ưa chuộng và được trồng ở nhiều nơi Trước đây, Lan Hồ Điệp có giákhá cao, nên được xem là một loại hàng hoá cao cấp trên thị trường Trong

20 năm trở lại đây, công nghệ hiện đại và các nghiên cứu đã giúp cho loạisản phẩm này trở nên phổ biến với người tiêu dùng, đặc biệt là trong cácngày lễ Thêm vào đó, công nghệ lai giống và gieo hạt ngày càng tạo nênnhiều chủng loại giống mới, nổi bật về màu hoa, kích thước hoa… Điều nàylàm cho người tiêu dùng rất thích thú với thú chơi Lan và tạo nên những cơnsốt hoa Lan trên thị trường thế giới

Lan Hồ Điệp được trồng ở mọi nơi trên thế giới, hầu hết là ở Đức,Nhật bản, Phần Lan, Đài Loan, Thái Lan và Mỹ Cây con được nuôi cấy mô

ở các nước Phần Lan, Thái Lan, Đài Loan sau đó cây con lại được xuất khầucho các nước khác với cả Mỹ để trồng ra hoa

Hàng ngàn các giống được lai và tạo dòng rất có giá trị trên thịtrường Các nhà nhân giống đã gieo hạt được rất nhiều giống Lan Hồ Điệp

có chất lượng hoa và cây giống rất có giá trị như các tính trạng qui định màusắc hoa, và cấu trúc hoa, nhiều nhánh, nhiều vòi hoa, và gần đây là các giống

có hương thơm Cuộc chạy đua diễn ra hầu hết tại Đài Loan, điều này dẫn

đến một hệ quả là các giống có giá trị hiện nay có thể không còn giá trị chỉtrong vài năm nữa

Màu sắc hoa tập trung ở các màu chủ đạo như: trắng, vàng, xanh, màu

mơ chín, hồng, đỏ tươi hay nâu sẫm Hoa có thể chỉ có một màu hay sự phatrộn giữa các màu này với nhau, chủ yếu là khác nhau ở vùng giữa, hay mépcánh hoa với nhiều cấu trúc khác nhau như chấm hay sọc trên từng cánh hoa.Loại hoa mới được lai tạo gần đây nhất là Harlequin, có màu trắng hay vàngvới các mép cánh bông được điểm xuyết bởi các chấm tròn ngẫu nhiên cógiá rất cao trên thị trường hiện nay

1.3.5.2 Tình hình sản xuất Lan Hồ Điệp

Lan Hồ Điệp là loài hoa đẹp, có giá trị kinh tế cao, là sản phẩm được

cả thị trường trong nước và thế giới ưa chuộng, là loài Lan nhiệt đới, đơnthân, chu kỳ sinh trưởng ngắn (thời gian từ trồng đến ra hoa khoảng 18 - 20tháng tùy thuộc điều kiện chăm sóc và vùng trồng), dễ áp dụng sản xuất theoqui mô công nghiệp Vì vậy từ lâu Lan Hồ Điệp đã được rất nhiều nhà sảnxuất hoa trong nước quan tâm Tuy nhiên việc sản xuất loài hoa này ở nước

ta hiện nay vẫn còn rất hạn chế do nhiều nguyên nhân

TP HCM mấy năm gần đây được xem như là đơn vị đi đầu trong cảnước về sản xuất hoa Lan cắt cành theo qui mô tập trung Chiến lược pháttriển nông nghiệp của Thành phố năm 2010 là sản xuất được 300 ha trồnghoa Lan phục vụ cho nhu cầu nội địa và xuất khẩu Hoa Lan trồng ở TP

HCM chủ yếu là giống Mokara nhập từ Thái Lan, hiện nay loại hoa này

đang bị xuống giá mạnh do sản phẩm của chúng trên thị trường hoa trongnước gần đạt tới mức bão hòa Vì vậy nhiều nhà vườn, trang trại đangchuyển dần sang trồng hoa Lan chậu có giá trị kinh tế cao hơn như

Phalaenopsis, Onadium, Catleya đáp ứng cho thị trường.

Tuy nhiên, các cơ sở sản xuất cây giống hoa Lan trong nước hiện naycòn rất hạn chế, không đủ cây giống cung cấp cho sản xuất Vì vậy các nhàvườn nhập cây giống ồ ạt từ một số nước trong khu vực như: Thái Lan, ĐàiLoan, Trung Quốc bằng nhiều hình thức khác nhau để sản xuất Phần lớncác cây giống nhập nội bị nhiễm bệnh, chất lượng kém, một số đã bị loại thải

từ nước ngoài do bị nhiễm bệnh hoặc kiểu dáng lỗi thời Trong khi các cơquan kiểm dịch thực vật trong nước chưa có các qui chế cụ thể để kiểm soátmặt hàng cây giống mới này Điều này sẽ gây ảnh hưởng xấu đến ngành sảnxuất hoa Lan ở TP HCM nói riêng và cả nước nói chung nếu không có giảipháp kịp thời

Hiện nay tại TP HCM cây Lan Hồ Điệp được xem là cây trồng chiếnlược trong việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng và vật nuôi Đây là cây trồngđem lại hiệu quả cao gấp 2- 3 lần so với việc trồng lúa, hoa màu Trong xuthế đất trồng ngày càng hẹp thì cây Lan không chiếm diện tích đất nhiều nên

là giải pháp rất hiệu quả Không chỉ đẹp về màu sắc, hình dáng, lâu tàn giáthành rẻ nên ngày càng được ưa chuộng và nuôi trồng

Tại TP HCM và các tỉnh lân cận có rất nhiều vườn trồng Lan HồĐiệp với qui mô từ vài trăm đến vài nghìn cây Điển hình là Công ty LâmThăng của Đài Loan đầu tư và Công ty Kim Ngân chuyên trồng về Lan HồĐiệp, hàng năm có thể cung ứng cho thị trường từ vài nghìn đến vài chụcngàn cây, nhất là vào dịp Tết Nguyên Đán Tuy nhiên do không có sự liênkết giữa các nhà vườn nên sản phẩm làm ra không tìm được thị trường tiêuthụ, giữa cung và cầu không hợp lý

Về nguồn cây giống thì nước ta do không đầu tư nên cây giống khôngđạt chất lượng tốt, giống mới không nhiều nên các nhà vườn thường nhậpgiống từ các nước như Thái Lan, Đài Loan

Ngoài ra hàng năm việc nhập khẩu hoa từ các nước này ước tính tiêutốn hàng triệu USD So với các nước có ngành trồng Lan phát triển như ĐàiLoan, Thái Loan thì ngành trồng Lan ở nước ta cần phải học hỏi nhiều vàcần có chính sách phát triển hợp lý nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn.

1.3.6 Các phương pháp nhân giống Lan Hồ Điệp

1.3.6.1 Phương pháp nhân giống truyền thống

+ Nhân giống hữu tính bằng hạt:

Hiện tượng giao phấn trong tự nhiên là hiện tượng thông thường, gầnnhư bắt buộc đối với hầu hết các loài Lan Đó là nguyên nhân vì sao họ Lan

có số lượng chủng loại rất phong phú

Việc giao phấn đều tạo ra những giống mới, qua chọn lọc, có nhữngđặc tính hơn hẳn bố mẹ

Trong thiên nhiên sự thụ phấn của Lan do côn trùng thực hiện Cánhmôi của Lan có cấu tạo và hình dạng đặc biệt thuận lợi cho côn trùng đậuvào, tiếp xúc với khối phấn và mang phấn đi Thông thường, muốn đạt tỷ lệthụ phấn thành công cao, con người cần chủ động thụ phấn cho cây

Năm 1899, nhà thực vật Pháp Noel Bernard đã khám phá ra đượcnguyên nhân làm cho hạt Lan có thể nảy mầm liên quan đến sự có mặt của

nấm rễ, nếu không có nấm cộng sinh Rhizoctonia thì hạt Lan không thể nảy

mầm Với vai trò là nguồn cung cấp đường cho hạt Lan, hệ thống rễ sợi củanấm xâm nhập vào trong phôi và cung cấp nguồn carbon cho phôi phát triển

Quá trình nhân giống từ hạt cho đến khi cây có thể ra hoa mất khoảng

4 năm hoặc nhiều hơn tùy giống Tuy nhiên, một đặc điểm nổi bật ở các cây

họ Lan là biến dị xảy ra thường xuyên và dễ dàng, điều này đã giúp đem lại

sự đa dạng cho các loài Lan nhưng cũng gây khó khăn cho quá trình nhângiống vì cây con tạo thành từ hạt không đồng nhất về mặt di truyền

+ Nhân giống vô tính bằng cách tách chiết:

Phương pháp này dùng để tách các chậu Lan quá đầy, đồng thời làmtăng số lượng cây mới

Thời vụ tách chiết tốt nhất đối với các loài Lan là vào đầu mùa tăngtrưởng; trong điều kiện ẩm độ tốt hoặc trồng trong các nhà kính có khí hậunhân tạo thì có thể tách chiết quanh năm

Vào thời kỳ cuối mùa sinh trưởng của cây, cây được cắt rời thànhtừng đơn vị và vẫn giữ nguyên trong chậu Sau một thời gian, lấy cây ra đemcắt bỏ các rễ hư, rồi rửa bằng dung dịch khử trùng để diệt hết mầm mốnggây bệnh; sau đó, đặt các đơn vị Lan vừa tách chiết vào giữa chậu mới Đểcây ở nơi có điều kiện ẩm độ và ánh sáng thích hợp với từng loài cụ thể đểcây sinh trưởng và phát triển tốt

Đối với những loài đơn thân như Phalaenopsis không có giả hành

nhưng trồng lâu năm cây vẫn cao lên, có nhiều rễ gió Muốn cắt trồng nêncắt phần ngọn có 3 rễ, bôi thuốc kích thích ra rễ, dùng giá thể thật thoáng với

than gỗ to Phần bên gốc cây đã cắt sẽ nảy ra 2 - 3 cây con (Keiki) ở nách lá,

gần chỗ cắt Có thể dùng kẽm cột siết chặt giữa thân cây, dưới chỗ cột sẽmọc lên 2 - 3 keiki Khi keiki có 2 - 3 rễ mạnh thì cắt ra trồng, mở dây kẽm

ra, cây mẹ vẫn sống bình thường Hoặc khi hoa tàn thì cắt bỏ và chừa 3 - 4

mắt phía trên phát hoa, những mắt này sẽ mọc lên keiki Phalaenopsis trồng

lâu năm cũng có thể ra keiki từ các nách lá ở gần dưới gốc

Khi keiki có bộ rễ khỏe và có 2 - 3 lá (sau khoảng 6 tháng), ta có thểchiết cây trồng vào chậu Sử dụng phương pháp nhân giống này có thể giúp

Phalaenopsis ra hoa trong khoảng 18 tháng đến 2 năm.

Phương pháp này dễ dàng thao tác, ít tốn công và vốn; tuy nhiên câycon dễ bị nhiễm bệnh do thao tác và không thể đáp ứng một số lượng giốnglớn, đồng thời theo mô hình trồng theo công nghiệp Bên cạnh đó, thời gian

nhân giống rất dài và hệ số nhân rất thấp, hơn nữa cây con tạo thành có sứcsống không cao.

1.3.6.2 Phương pháp nhân giống hiện đại (phương pháp in vitro)

+ Phương pháp nuôi cấy in vitro trên môi trường thạch:

Hiện nay, phương pháp nuôi cấy in vitro trên môi trường thạch được

áp dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới Ở Việt Nam nuôi cấy in vitro

hoa Lan chủ yếu là nuôi cấy trên môi trường thạch Phương pháp này giúp ta

có thể tạo ra một số lượng lớn cây con, đồng nhất về di truyền cung ứngnguồn cây giống cho các nhà vườn

Tuy nhiên do kỹ thuật nuôi cấy in vitro ở nước ta chưa đạt hiệu quả

tốt nên chất lượng cây con cũng không cao; thường thì phải nhập cây giống

từ các nước như Thái Lan, Đài Loan

+ Phương pháp nuôi cấy lỏng có sục khí (Bioreactor):

Hiện nay, hầu hết các hệ thống vi nhân giống được thực hiện trên hệthống bình nuôi cấy khác nhau nhưng đều có điểm chung là mẫu cấy đềuphát triển trên môi trường đặc Thiết bị nuôi cấy có kích thước nhỏ nên môitrường nuôi cấy không đủ đáp ứng cho sự phát triển lâu dài của mẫu cấy.Hơn nữa khi nuôi cấy trên môi trường đặc, môi trường bị lãng phí do câykhông hấp thu hết các chất dinh dưỡng ở phần đáy của bình nuôi cấy

Khi nuôi cấy trong môi trường lỏng, mẫu cấy có khả năng tăng trưởngnhanh hơn so với môi trường đặc Có thể do mẫu cấy tiếp xúc hoàn toàntrong môi trường nên có thể hấp thu tốt hơn các chất dinh dưỡng từ môitrường

Ngày nay, hệ thống nuôi cấy Bioreactor với cấu trúc của các bình lênmen nhưng các cánh khuấy bằng kim loại được thay thế bằng các ống siliconsục khí, có thể điều khiển được tốc độ dòng khí vào để hạn chế sự tương tácbất lợi của mẫu cấy, hạn chế sự tổn thương của mẫu Do đó, hệ thống

Bioreactor được sử dụng rộng rãi với nhiều mục đích khác nhau: nuôi cấy

chồi và phôi thực vật, chồi hoa thu hải đường, củ khoai tây bi in vitro, hoa

lily, một số cây thân gỗ và đặc biệt là nuôi cấy thu nhận các hợp chất có hoạttính sinh học như nuôi cấy rễ cây nhân sâm

+ Phương pháp nuôi cấy quang tự dưỡng:

Phương pháp này được giáo sư Kozai và các cộng sự đẩy mạnh

nghiên cứu trong thập niên 90 Vi nhân giống bằng phương pháp quang tựdưỡng có nhiều ưu điểm hơn phương pháp truyền thống như thúc đẩy sự

tăng trưởng của cây in vitro, rút ngắn thời gian nuôi cấy và làm hạ giá thành cây in vitro

Trong vi nhân giống quang tự dưỡng, đường không được sử dụngtrong môi trường nuôi cấy, không sử dụng các chất hữu cơ bao gồm cả cácchất điều hòa tăng trưởng thực vật, vitamin, amino acid, ngoại trừ các chấtkhông được cho vào môi trường Sở dĩ như vậy vì chúng có thể sử dụng khí

CO2 có sẵn trong không khí làm nguồn carbon chính cho quá trình tăngtrưởng và phát triển của cây Nồng độ CO2 và ánh sáng là hai yếu tố quantrọng nhất trong nuôi cấy quang tự dưỡng cùng với với cơ quan diệp lục tố

+ Phương pháp nuôi trong hệ thống ngập chìm tạm thời:

Nguyên lý hoạt động của hệ thống này khá đơn giản Trong bình kín,chồi cây được ngập trong dung dịch dinh dưỡng khoảng vài phút, dung dịchnày sau đó được rút cạn đi một cách tự động Những chu kỳ ngập rồi khônhư vậy được lặp đi lặp lại đều đặn mỗi 6h nhờ một chiếc máy bơm khôngkhí đã được lập trình từ trước Toàn bộ hệ thống hoạt động khép kín và đượckhử trùng, tránh được sự ngoại nhiễm trong quá trình thao tác

Mặt khác vì bơm không khí vào hệ thống nên ta có thể điều tiết thànhphần không khí, tạo nên môi trường tối ưu cho mầm cây con Trong một

chiếc bình 1 lít có thể tạo ra hàng trăm chồi cây Lan Hồ Điệp khỏe mạnh sau

3 - 6 tháng

Phương pháp này có nhiều ưu điểm như tạo ra nguồn mẫu in vitro dồi

dào nhờ hệ số nhân của mẫu cấy rất cao, tạo ra môi trường nuôi cấy thoángkhí, cây con khỏe mạnh, tỉ lệ sống cao, giảm tỉ lệ nhiễm, giảm chi phí nhâncông, rút ngắn thời gian, tiết kiệm và giảm chí phí môi trường nuôi cấy do

sử dụng ít môi trường trên một mẫu cấy và không sử dụng agar

1.4 Giới thiệu hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời TIS

1.4.1 Giới thiệu

Ngày nay, việc nghiên cứu cải thiện các quy trình nhân giống thực vậtnhất là cây cảnh trong ống nghiệm rất được quan tâm bởi nhiều nhà khoahọc trên khắp thế giới

Để khắc phục hệ số nhân thấp của cây trên môi trường thạch, nhiềunghiên cứu đã sử dụng phương pháp nuôi cấy trong môi trường lỏng có haykhông có lắc Kỹ thuật này cho phép đạt được hệ số nhân chồi, tạo phôisoma, PLB nhiều hơn so với trên môi trường thạch Tuy nhiên khi nuôi cấytrong môi trường lỏng, mẫu cấy bị trương nước và bị hiện tượng thủy tinhthể do ngập quá lâu trong môi trường, ngoài ra mẫu còn bị những tổn thương

do quá trình lắc

Vì vậy để kết hợp những ưu điểm của hệ thống nuôi cấy trên thạch vớinuôi cấy lỏng, vào năm 1983, Harris và Mason đã thiết kế hai hệ thống nuôicấy ngập chìm tạm thời là hệ thống nuôi cấy nghiêng và hệ thống Rocker

Ít lâu sau, vào năm 1985 Tisserat và Vandercook đã thiết kế một hệthống nuôi cấy tự động APCS đây là hệ thống có thể thay thế được môitrường và có thể sử dụng nuôi cấy trong một thời gian dài mà không cần cấychuyền Ngoài ra còn có một số hệ thống ngập chìm tạm thời một phần haytoàn phần được điều khiển tự động bằng máy tính hay bán tự động

Hiện nay đáng chú ý là hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thờiRITA® của hãng Cirad, Pháp; BIT® Twin Flask của Cuba đã được khảo sát

và nghiên cứu trên nhiều đối tượng khác nhau Một số hệ thống cũng xuấthiện gần đây là hệ thống Plantima® của Công ty Atech, Đài Loan Hệ thống

này cũng đã được tiến hành khảo sát trên nhiều đối tượng như chuối, khoaitây, hoa Lan

1.4.2 Nguyên tắc vận hành và cấu trúc cơ bản hệ thống

Tất cả các hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời đều tuân theo nhữngđiều kiện được đề ra bởi Teisson và cộng sự năm 1999:

- Tránh sự ngập liên tục là yếu tố ảnh hưởng tiêu cực lên sự sinhtrưởng và phát sinh hình thái của mẫu cấy

- Cung cấp sự trao đổi oxy một cách đầy đủ

- Cung cấp sự hòa trộn đầy đủ

Tóm lại, hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời thông thường có

những bộ phận chủ yếu sau:

- Bơm hay máy nén khí tạo áp lực để hút môi trường từ ngăn chứa lên ngăn chứa mẫu cấy và ngược lại.

- Hệ thống cài đặt thời gian dùng để điều khiển chu kỳ ngập

- Hệ thống ống dẫn và van điều khiển

- Các màng lọc

- Bình nuôi cấy thường bằng nhựa polycarbonate hay thủy tinh.Dựa theo nguyên tắc và nguyên lý để tạo ra hệ thống ngập chìm tạm thời, nhiều nhà khoa học đã thiết kế và tạo ra các hệ thống ngập khác nhau, tùy vào mục đích nuôi cấy khác nhau

1.4.3 Phân loại hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời

Hệ thống ngập chìm sử dụng trong vi nhân giống thực vật được mô tả

và phân loại theo 4 nhóm chính theo cách thức vận hành như sau: hệ thốngnuôi cấy ngập nghiêng lắc, hệ thống ngập hoàn toàn có sự thay mới môitrường dinh dưỡng, hệ thống ngập một phần có sự thay mới môi trường dinhdưỡng, hệ thống ngập hoàn toàn trong đó môi trường dinh dưỡng được bơmnhu động vào khu vực nuôi cấy và không có sự thay mới môi trường

Các hệ thống ngập chìm được phân loại dựa trên các yếu tố về kíchthước bình nuôi cấy, loại giá đỡ, có hay không có sử dụng hệ thống máy vitính để điều khiển hay chỉ đơn giản điều khiển bằng các máy hẹn giờ, cáchthức vận chuyển môi trường (sử dụng bơm nhu động, bơm khí hay di chuyểnbình chứa)

Những điểm khác biệt khác giữa các hệ thống ngập chìm là có haykhông có việc tái sử dụng môi trường dinh dưỡng, sử dụng hai bình riêngbiệt để dự trữ môi trường và tăng sinh mẫu cấy hay chỉ sử dụng một bình

Đặc điểm chung của các hệ thống này là sử dụng những bình chứa códung tích lớn hơn những bình chứa truyền thống, trong suốt và có thể hấp

khử trùng được Việc vận hành hệ thống này đơn giản hơn các Bioreactortruyền thống và cho phép kéo dài thời gian cấy chuyền.

Những hệ thống nuôi cấy ngập chìm cho phép lập trình chế độ ngậpcủa mẫu cấy (ngập một phần hay ngập toàn phần) Các hệ thống ngập chìmđược chia làm 4 kiểu thiết kế như sau:

1.4.3.2 Hệ thống ngập hoàn toàn và cơ chế thay mới môi trường dinh

dưỡng Tisserat và Vandercook (1985)

thiết kế một buồng nuôi cấy lớn có thể

nâng lên hạ xuống, môi trường được

bơm vào và rút ra khỏi buồng nuôi cấy

theo chu kỳ nhất định trong điều kiện

vô trùng Hệ thống nuôi cấy thực vật tự

động (APCS, hình 1.7) bao gồm hệ

thống ống bằng silicone, hai bơm đẩy,

hai bình thủy tinh chứa môi trường, một

van inox ba chiều bằng thép không gỉ,

một buồng nuôi cấy và một bảng điều Hình 1.7 Hệ thống APCS của

Tisserat và Vandercook, 1985.

khiễn có gắn các rờ le điện Hệ thống này có thể sử dụng để nuôi cấy thực

vật in vitro trong một thời gian dài.

1.4.3.3 Hệ thống ngập một phần và cơ chế thay mới môi trường dinh

dưỡng

Trong hệ thống này mô thực vật luôn được đặt nằm trên phía trên giá

đỡ (agar, màn propylene, cellulose) Môi trường lỏng được bổ sung và rútkhỏi bình nuôi cấy Chỉ có phần dưới của mẫu cấy được tiếp xúc với môitrường Hệ thống này có 2 mô hình:

Mô hình 1: Mô hình Aitken Christie và Jones (1987) và Aitken Christie và Davies (1988) gồm một hệ thống bình chứa điều khiển bán tự động bằng polycarbonate có kích thước 250 x 390 x 120 mm (Hình 1.8a) Trong hệ thống này, chồi Pinus spp được nuôi trên môi trường với giá thể

-agar với hệ thống bổ sung rút và bổ sung môi trường lỏng bằng hệ thốngbơm theo một chu kỳ nhất định Môi trường lỏng từ nơi chứa tiếp xúc vớimẫu cấy trong khoảng thời gian 4 đến 6 giờ bằng cách sử dụng máy hút chânkhông, sau đó môi trường sẽ được rút cạn Mô hình này hoạt động trên cơ sởảnh hưởng tích cực của việc bổ sung môi trường lỏng hoặc auxin vào môi

trường bán rắn ở giai đoạn cuối của nuôi cấy in vitro mà Maene và Debergh (1985) đã chỉ ra trước đó.

- Mô hình 2: mô hình do Simonton và cộng sự (1991) thiết kế gồm

hệ thống bơm điều khiển bằng hệ thống vi tính có thể bơm môi trường lỏng

vào bình nuôi cấy có thể tích 7 lít theo chu kỳ (hình 1.8b) Mẫu cấy được đặt

trên một tấm lưới polypropylene gắn vào thành bình nuôi cấy Quá trình điềukhiển thực hiện ở việc nạp môi trường, độ sâu mực chất lỏng, chu kỳ tuầnhoàn môi trường lỏng và được điều chỉnh theo lịch trình trong suốt quá trìnhnuôi cấy Hệ thống có khả năng điều khiển đồng thời 4 bình nuôi cấy

1.4.3.4 Hệ thống ngập hoàn toàn có sự vận chuyển môi trường lỏng

bằng áp lực không khí và không có sự thay mới môi trường Nhiều hệ thống khác nhau đã được Alvard và cộng sự (1993) mô tả

trong đó có những hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời được thiết kế gầnđây nhất, tất cả đều khá đơn giản và rất dễ sử dụng Hệ thống này cho phéptoàn bộ mẫu cấy được tiếp xúc với môi trường dinh dưỡng, đồng thời bầukhông khí trong bình nuôi được làm mới nhờ sử dụng bộ phận bơm khí cóchức năng vừa cung cấp không khí vào môi trường, vừa đẩy chất lỏng ra vàobình nuôi cấy Mẫu cấy được đặt trong bình nuôi thành một khối, điều nàygiúp chúng ta tiết kiệm được thời gian đặt mẫu trên giá đỡ

Môi trường lỏng được đẩy từ bình chứa môi trường sang bình nuôicấy và ngược lại nhờ một áp lực khí bơm vào bình chứa chất lỏng Để tránh

sử dụng nhiều ống nối, bình chứa thường thiết kế gồm hai bình có cùng thể

a

b

Hình 1.8a Hệ thống của Aitken - Christie và Davies (1988).

Hình 1.8b Hệ thống của Simonton và cộng sự (1991).

tích Áp suất vượt mức được đưa qua những van solenoid hay một máy nénkhí nối với công tắt đã được lập trình Điều này cho phép chúng ta xác địnhđược thời gian và thời điểm ngập nước vào ngăn chứa cây.

Do những hệ thống này không có bình chứa môi trường mới nên môitrường nuôi cấy phải được thay mới sau 4 - 6 tuần Tuy nhiên việc thay đổinày rất nhanh và không cần thiết phải di chuyển mẫu cấy Các biến thể khácnhau của hệ thống này đã được phát triển và bán rộng rãi trên thị trường, đó

là hệ thống RITA® (the Recipient for Automated Temporary Immersion system), hệ thống đôi (BIT®) và hệ thống Plantima

1.4.4 Một số hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời

1.4.4.1 Hệ thống RITA ®

Hệ thống RITA® (hình 1.9) (Teisson và Alvard, 1995) gồm một bình

chứa dung tích 1 lít có hai ngăn, ngăn trên chứa mẫu cấy và ngăn dưới chứamôi trường Một áp suất vượt mức tác động vào môi trường lỏng ở dạngngăn dưới và đẩy chúng dâng lên ngăn chứa mẫu cấy Mẫu cấy được ngậpchìm trong môi trường lỏng lâu hay mau tùy theo thời gian áp suất vượt mứcđược duy trì Trong thời gian mẫu ngập trong môi trường lỏng, không khíđược sục vào trong môi trường lỏng dưới dạng những bọt khí góp phần làmxoay trở nhẹ mẫu cấy và làm mới không gian bên trong bình nuôi cấy, ápsuất vượt mức sẽ đẩy không khí trong bình ra ngoài qua một màng lọc khítrên nắp bình

Hình 1.9 Hệ thống RITA ®

Bao gồm:

- Pha 1: mô không ngập trong môi trường

- Pha 2: hiện tượng ngập được hoạt hóa, các van mở ra cho khí đi qua các màng lọc đẩy môi trường lỏng lên ngập mô cấy

- Pha 3: sự trao đổi khí trong hệ thống RITA®

- Pha 4: chu kỳ kết thúc, các van đóng lại và môi trường lỏng rút xuống ngăn bên dưới

1.4.4.2 Hệ thống bình sinh đôi BIT ®

Hệ thống bình đôi BIT® (hình 1.10) do Escalona và cộng sự (1998)

được dự định nhân giống số lượng lớn qua con đường phát sinh phôi soma;thiết kế chủ yếu phục vụ cho việc nhân sinh khối cơ quan do có thể tích bìnhchứa lớn hơn và có giá thành thấp hơn Cách dễ dàng nhất để vận hành hệthống nuôi cấy ngập chìm sử dụng áp lực khí là nối hai bình thủy tinh hayplastic có dung tích từ 250 ml - 1000 ml bằng một hệ thống ống dẫn, và điềukhiển tạo ra áp suất vượt mức để đưa môi trường vào bình chứa mẫu vàngược lại Hệ thống BIT® được thiết kế đáp ứng với những yêu cầu trên