Nghiên cứu môi trường thích hợp nuôi cấy noãn cây dưa lưới cucumis melo l

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU MƠI TRƯỜNG THÍCH HỢP NI CẤY NOÃN CÂY DƯA LƯỚI CUCUMIS MELO L Sinh viên thực hiện: Hồ Hoàng Thuận Lương Thị Mơ Nguyễn Thị Tuyết Nhi Trần Thị Kim Phượng Phạm Thị Mỹ Hiền Người hướng dẫn: TS Lê Thị Kính ThS Nguyễn Trần Đơng Phương TP Hồ Chí Minh, 2018 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ sinh học trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh tạo điền kiện cho em học tập rèn luyện tốt Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Lê Thị Kính Nguyễn Trần Đông Phương trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt cho em kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt trình em thực đề tài Chân thành cảm ơn bạn em phòng thí nghiệm Cơng Nghệ Tế Bào nhiệt tình giúp đỡ thời gian thực đề tài Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình Cảm ơn tình cảm, quan tâm lo lắng mà người dành cho con, giúp có thêm động lực để bước tiếp đường học vấn đường đời TP Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 04 năm 2018 Hồ Hoàng Thuận i MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc tính sinh học dưa lưới (Cucumis melo L.) 1.1.1 Họ Bầu bí (Cucurbitaceae) 1.1.2 Đặc tính sinh học 1.1.3 Nguồn gốc phân bố 1.1.4 Giá trị dinh dưỡng 1.2 Cấu tạo noãn 1.2.1 Noãn 1.2.2 Sự hình thành cấu tạo túi phơi 1.3 Cây đơn bội đơn bội kép 1.3.1 Giới thiệu chung 1.3.2 Ứng dụng 1.3.3 Tạo đơn bội in vitro 1.3.4 Tạo đơn bội kép 10 1.4 Ni cấy nỗn 11 1.4.1 Giới thiệu chung 11 1.4.2 Các nghiên cứu nuôi cấy noãn 11 1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình ni cấy nỗn 12 1.5 Ni cấy mô 14 1.5.1 Giới thiệu chung 14 1.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình nuôi cấy mô 15 1.5.3 Vai trò chất điều hòa tăng trưởng thực vật nuôi cấy mô 16 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 19 2.1 Vật liệu 19 2.1.1 Địa điểm thời gian thực 19 2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 19 2.1.3 Thiết bị dụng cụ 19 2.1.4 Điều kiện nuôi cấy 19 2.1.5 Môi trường nuôi cấy 19 2.1.6 Hóa chất 19 2.2 Phương pháp nghiên cứu 20 ii 2.2.1 Khảo sát nồng độ AgNO3 ảnh hưởng đến cảm ứng nỗn tạo phơi dưa lưới Cucumis melo L 20 2.2.2 Khảo sát nồng độ TDZ ảnh hưởng đến cảm ứng nỗn tạo phơi dưa lưới Cucumis melo L 21 2.2.3 Quan sát hình thái giải phẫu 22 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23 3.1 Quan sát hình thái giải phẫu 23 3.3 Khảo sát nồng độ TDZ ảnh hưởng đến cảm ứng nỗn tạo phơi dưa lưới Cucumis melo L 28 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31 4.1 Kết luận 31 4.2 Đề nghị 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 2,4-D 2,4-dichlorophenoxyacetic acid 2-iP 6-y-y-dimethyl-aminopurine ABA Abscisic acid B5 Gamborg Medium BA Benzyladenine BAP 6-benzylaminopurine CBM Cupressus Basal Medium GA Gibberillic acid IAA Indole acetic acid IBA Indole butyric acid MS Murashige & Skoog NAA Naphthalene acetic acid TDZ Thidiazuron iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng có 100 g thịt dưa lưới .6 Bảng 2.1 Cách bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ AgNO3 ảnh hưởng đến cảm ứng nỗn tạo phơi dưa lưới Cucumis sativus L 20 Bảng 2.2 Cách bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ TDZ ảnh hưởng đến cảm ứng nỗn tạo phơi dưa lưới Cucumis sativus L 21 Bảng 3.1 Số noãn cảm ứng trạng thái nỗn dưa lưới mơi trường CBM chứa BA µM, IAA µM cố định AgNO3 với nồng độ khác 25 Bảng 3.2 Số noãn cảm ứng trạng thái noãn dưa lưới môi trường CBM chứa TDZ với nồng độ khác sau tuần nuôi cấy 28 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cây dưa lưới Hình 1.2 trình hình thành túi phôi Hình 2.1 Sơ đồ nhuộm đỏ carmin, xanh iod 22 Hình 3.1 Hình thái giải phẫu nỗn dưa lưới ngày trước nở 24 Hình 3.2 Nỗn dưa lưới sau tuần ni cấy mơi trường CBM có bổ sung BA 1µM, IAA µM AgNO3 với nồng độ khác 27 Hình 3.3 Nỗn dưa lưới sau tuần ni cấy mơi trường CBM có bổ sung TDZ với nồng độ khác 29 vi ĐẶT VẤN ĐỀ Dưa lưới Cucumis melo L ăn có thời gian sinh trưởng ngắn, trồng nhiều vụ năm với suất cao Trong 100 g thịt dưa lưới có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng quan trọng như: lượng 34 Kcal; carbohydrates 8,6 g; protein 0,84 g; tổng acid béo 1,9 g; cholesterol mg; chất xơ 0,9 g; vitamin B3 0,734 mg; vitamin B5 0,105 mg; vitamin B6 0,072 mg; vitamin B2 0,026 mg; vitamin B1 0,017 mg; vitamin A 3382 IU; vitamin C 36,7 mg; vitamin E 0,05 mg; vitamin K 2,5 mcg; natri mg; kali 267 mg; canxi mg; đồng 41 µg; sắt 0,21 mg; magie 12 mg; mangan 0,041 mg; kẽm 0,18 mg (USDA National Nutrient data base, 2015) Dưa lưới chứa nhiều chất xơ nên có tác dụng nhuận trường, chống táo bón Đây cịn nguồn cung cấp betacaroten, acid folic, kali vitamin C, A Nguồn kali dưa lưới giúp tiết, thải muối sử dụng dưa lưới có tác dụng giảm huyết áp cao (Lester, 1996) Dưa lưới trồng phổ biến rộng rãi nhiều nước giới Nhật Bản, Hàn Quốc Để tạo giống dưa lưới lai có suất cao, ổn định thích nghi với vùng sinh thái khác bố mẹ phải dịng có phổ di truyền rộng, khả thích ứng với điều kiện bất lợi, khả chống bệnh đặc biệt phải dạng đồng hợp tử Tuy nhiên, việc tạo dòng bố mẹ chủng phương pháp tự thụ phấn truy ền thống nhiều thời gian từ đến hệ (Gémes-Juhász et al., 2002) Do đó, nhà nghiên cứu đưa kỹ thuật nuôi cấy thể đơn bội nhằm rút ngắn thời gian tạo dịng giúp cơng tác chọn tạo giống thuận lợi Kỹ thuật tạo đơn bội in vitro rút ngắn việc tạo dịng chí 1-2 hệ (Lê Huy Hàm cs., 2005) Cây đơn bội tạo từ cà độc dược lùn phương pháp nuôi cấy bao phấn (Blakelsee cs., 1992) Nhiều nghiên cứu sau tiến hành như: lúa mạch (Kasha Kao, 1970), thuốc (Burk et al., 1979), hành (Bohanec Jakse, 1999) Nuôi cấy bao phấn nuôi cấy noãn hai phương pháp mang lại hiệu cao việc tạo đơn bội phục vụ cho mục đích lai tạo nghiên cứu di truyền Tuy nhiên, với phương pháp nuôi cấy bao phấn khó khăn việc sàng lọc đơn bội giai đoạn phát triển hạt phấn không đồng đều, tái sinh dễ bị bạch tạng Trong đó, ni cấy nỗn khắc phục nhược điểm trên, khả tạo đơn bội cao thường áp dụng cho loài bất dục đực, lồi có tỉ lệ tái sinh bị bạch tạng cao lồi đơn tính khác gốc (Thomas et al., 2000; Bhat, Murthy, 2007) Trong họ Bầu bí, đơn bội tạo với nhiều biện pháp khác như: ni cấy bầu nỗn bí ngịi Cucurbita pepo L (Shalaby, 2007), cảm ứng phấn hoa chiếu xạ bí rợ Cucurbita maxima Duchesne ex Lam (Kurtar, Balkaya, 2010) Đối với dưa lưới, nhiều nghiên cứu tiến hành phương pháp ni cấy nỗn như: Nghiên cứu tạo đơn bội đơn bội kép dưa lưới để sử dụng việc kháng lại nhiều virus (M Lotfi et al., 2003), khảo sát ảnh hưởng nồng độ TDZ, BA, IAA, NAA, 2,4-D đến noãn chưa thụ tinh nhằm tạo nên đơn bội kép dưa lưới (Sunita Premnath Koli et al., 2013) Ni cấy nỗn phương pháp xem thành công việc sản xuất đơn bội nhiều loài (Hansen et al., 1995; Alanet et al., 2003) lại bị kiểm soát nhiều yếu tố: lựa chọn kiểu gen, giai đoạn phát triển nỗn, tiền xử lý, thành phần ni trường ni cấy, biến đổi phôi, điều kiện chiếu sáng chất điều hòa sinh trưởng thực vật (Gemes – Juhasz et al., 2002; Shalaby 2007, Jin-Feng Chen et al., 2010) Dựa lợi ích việc tạo đơn bội từ ni cấy nỗn nhu cầu sản xuất từ thực tế tiến hành thực đề tài “Nghiên cứu mơi trường thích hợp ni cấy nỗn dưa lưới Cucumis melo L.” nhằm tìm mơi trường thích hợp cho tạo phơi từ nỗn dưa lưới TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc tính sinh học dưa lưới (Cucumis melo L.) 1.1.1 Họ Bầu bí (Cucurbitaceae) Họ Bầu bí có danh pháp khoa học Cucurbitaceae, họ thực vật bao gồm dưa hấu, dưa chuột, bí đao, bầu, bí ngơ, mướp, mướp đắng… Họ Bầu bí họ quan trọng việc cung cấp thực phẩm giới, không quan trọng họ Hòa thảo (Poaceae), họ Đậu (Fabaceae) hay họ Cà (Solanaceae) Họ Bầu bí gồm khoảng 120 chi khoảng 1000 loài, phân bố chủ yếu vùng nhiệt đới cận nhiệt đới bán cầu (Hoàng Thị Sản, 2003) Ở nước ta có 20 chi gần 50 lồi, phần lớn lồi trồng có ăn làm rau ăn Cây thân cỏ, sống năm sống dai, leo nhờ tua bị mặt đất Lá mọc cách có dài, phiến thường chia thùy chân vịt, khơng có kèm Thân, thường phủ lông cứng, cịn non Trong họ có nhiều loại dưa cho như: dưa hấu (Citrullus lanatus Et Nakai), dưa lưới (Cucumis melo L var conomon Mak.), dưa leo (Cucumis sativus L.), dưa bở (Melo sinensis L.) Một số loài cho làm rau ăn như: Bí đao (Benincasa hispida Cogn.), bí ngơ (Cucurbita pepo L.), bầu (Lagenaria sireraria Standl.), mướp ta (Lufa cylindrica (L.) Roem.), mướp khía (Luffa acutangular Roxb.), mướp đắng (Momordica charantia L.), gấc (Momordica cochinchinensis Spreng.), su su (Sechium edule Sw.) Ngoài ra, họ nhiều loại mọc dại như: mỡ lợn (Hodgsonia macrocarpa (Bl.) Cogn.)