BÁO CÁO KHOA HỌC: "NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY LÊN TỶ LỆ BIẾN DỊ CỦA CÂY DỨA CAYEN TRONG QUÁ TRÌNH NHÂN GIỐNG IN-VITRO" doc

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY LÊN TỶ LỆ BIẾN DỊ CỦA CÂY DỨA CAYEN TRONG Q TRÌNH NHÂN GIỐNG IN-VITRO Hồng Thị Kim Hoa, Nguyễn Văn Dân Trung tâm Sinh học thực nghiệm-Viện nghiên cứu ứng dụng công nghệ Vũ Văn Vụ, Phạm Thị Lương Hằng Khoa Sinh học- Trường Đại học Khoa học Tự NhiênĐHQG Hà Nội I MỞ ĐẦU Dứa ăn có giá trị dinh dưỡng cao, đồng thời mặt hàng xuất có giá trị Trong sản phẩm rau chế biến, xuất khẩu, dứa ln chiếm vị trí hàng đầu (50% tổng sản lượng) Dứa sử dụng để phủ xanh đất trống vùng đất dốc vốn khó sử dụng cho nơng nghiệp khác lại thích hợp cho dứa [3] Hiện nay, giống dứa trồng chủ yếu dứa Queen Giống có phẩm chất tốt nhỏ (0,5-0,7 kg) vỏ dầy, mắt sâu, suất thấp nên không đạt tiêu chuẩn dứa xuất với việc chế biến lát cắt từ dứa gặp nhiều khó khăn Vì vậy, cần phải thay dần giống dứa Queen giống dứa Cayen to suất cao, chất lượng phù hợp với việc chế biến mặt hàng xuất [4] Tuy nhiên, giống dứa Cayen có hệ số nhân tự nhiên thấp Một số biện pháp nhân giống hom, nhân nách lá, thân cắt khoanh [1], ứng dụng không đáp ứng nhu cầu giống cho sản xuất lớn Phương pháp nhân giống in-vittro nghiên cứu nhằm giải nhu cầu cấp bách giống dứa Đặc điểm phương pháp thời gian ngắn nhân nhanh số lượng lớn giống bệnh, đồng phẩm chất Tuy nhiên, trình nhân giống, ảnh hưởng điều kiện môi trường nuôi cấy, xuất số dạng biến dị [2],[5] Để góp phần hồn thiện quy trình nhân giống dứa in-vitro, tạo giống dứa khoẻ, bệnh, giảm tỷ lệ biến dị, tiến hành nghiên cứu: “Ảnh hưởng điều kiện môi trường nuôi cấy lên tỷ lệ biến dị dứa Cayen trình nhân giống in vitro” II VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Vật liệu Vật liệu thí nghiệm giống dứa Cayen (Ananas comosus L ) lấy từ trung tâm ăn Phú Hộ - Phương pháp thí nghiệm Phương pháp khử trùng: Các mầm dứa khử trùng sơ cách bóc bỏ bẩn rửa vịi nước chảy Dùng thấm cồn 70% lau mầm sau bóc tất khử trùng cồn 70% phút Tiếp tục khử trùng HgCl2 1% năm phút, sau tráng mẫu lần nước cất vô trùng cấy vào môi trường khởi động mầm Sau tháng khởi động mầm, mẫu xuất cụm chồi nguồn chồi dùng làm Vật liệu thí nghiệm - Điều kiện thí nghiệm: Thí nghiệm nuôi cấy điều kiện ánh sáng nhân tạo với cường độ 2000 lux thời gian chiếu sáng 10 giờ/ngày, nhiệt độ phịng ni cấy 280C  Mơi trường thí nghiệm mơi trường MS (Murashige-Skoog) có chứa 15% nước dừa, 30% đường (MS I) bổ sung chất điều tiết sinh trưởng, aga vào mơi trường tuỳ thuộc mục đích thí nghiệm Nội dung nghiên cứu Chúng tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng mật độ nuôi cấy, thể tích dung dịch dinh dưỡng, nồng độ aga chất diều tiết sinh trưởng lên tỷ lệ chồi biến dị sinh trưởng chồi trình ni cấy nhân nhanh dứa Cayen III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Ảnh hưởng mật độ nuôi cấy lên tỷ lệ phát sinh chồi biến dị Để nghiên cứu ảnh hưởng mật độ nuôi cấy lên sinh trưởng phát sinh chồi biến dị, cấy chồi dứa vào môi trường lỏng MS I (có bổ sung 1mg/l BAP + 0,02 mg/l IBA) với số lượng chồi cấy ban đầu là: 5;10;20;40 chồi /bình Kết tiêu sinh trưởng chồi sau 30 ngày ni cấy trình bày bảng Bảng Ảnh hưởng mật độ nuôi cấy lên sinh trưởng tỷ lệ biến dị chồi Kết bảng cho thấy: Trong điều kiện ni cấy với mật độ cao (40 chồi /bình) chồi phải phát triển điều kiện cạnh tranh dinh dưỡng không gian, điều ảnh hưởng đến trình sinh trưởng bình thường chồi dẫn đến kích thước chồi giảm tỷ lệ chồi biến dị cao Từ kết thấy tương quan rõ nét mật độ cấy, hệ số nhân tỷ lệ phát sinh chồi biến dị Mật độ cấy cao hệ số nhân thấp, khả phát sinh chồi biến dị lớn Ở công thức với mật độ cấy 40 chồi /bình, tỷ lệ chồi biến dị lên tới 6,1%, hệ số nhân chồi đạt 1.65 lần Trong cơng thức với mật độ cấy chồi/bình có 2,3% số lượng chồi bị biến dị hệ số nhân chồi đạt 6,21 lần Như vậy, từ kết qủa trình bày bảng cho thấy mật độ cấy ban đầu tốt 5-10 chồi/bình (hình 1) Trong điều kiện này, chồi phát triển tốt vừa đảm bảo hệ số nhân vừa hạn chế mức thấp phát sinh chồi biến dị Hình Ảnh hưởng mật độ nuôi cấy lên sinh trưởng tỷ lệ biến dị chồi Ảnh hưởng thể tích mơi trường dinh dưỡng lên sinh trưởng chồi tỷ lệ chồi biến dị Thể tích môi trường dinh dưỡng bổ sung chất điều tiết sinh trưởng vào môi trường nuôi cấy có vai trị quan trọng q trình sinh trưởng phát triển chồi dứa Để tìm hiểu vấn đề đưa chồi dứa vào môi trường lỏng MS I theo công thức sau: MS I 30ml/bình MS I 60ml/bình MS I 30ml/bình bổ sung 0,02mg/l IBA + 1,0 mg/l BAP MS I 60ml/bình bổ sung 0,02mg/l IBA + 1,0 mg/l BAP Mật độ cấy trung bình 10 chồi/bình với kích thước chồi từ 1-1,5 cm Thời gian thí nghiệm 30 ngày, kết thí nghiệm trình bày bảng Bảng Ảnh hưởng thể tích thành phần mơi trường dinh dưỡng lên sinh trưởng chồi tỷ lệ chồi biến dị Qua kết trình bày bảng cho thấy, công thức chồi dứa cấy mơi trường khơng có kích thích sinh trưởng hệ số nhân thấp (1,5 lần) chồi sinh trưởng tốt Các tiêu sinh trưởng kích thước, trọng lượng, số dài chồi tăng Chẳng hạn, công thức 1: số lá, dài trọng lượng tương ứng 7,4; 6,92 0,98 Ở cơng thức thể tích mơi trường/bình 60ml, chồi sinh trưởng tốt: trọng lượng chồi, số chiều dài tăng lên so với công thức Tỷ lệ biến dị thấp 1,26% (ở công thức 1) 1,54% (ở công thức 2), khơng bổ sung kích thích sinh trưởng Khi bổ sung vào môi trường nưôi cấy 0,1 mg/l IBA+1mg/l BAP, hệ số nhân công thức tăng lên 2-3 lần so với công thức Đặc biệt công thức với thể tích mơi trường dinh dưỡng 60 ml/bình hệ số nhân đạt 4,85 lần Tuy nhiên, tỷ lệ chồi biến dị tăng vọt từ 1,26% 1,54% công thức lên 3,15% đặc biệt cơng thức mơi trường có bổ sung kích thích sinh trưởng thể tích mơi trường (30 ml/bình) làm tỷ lệ biến dị lên tới 6,5% Kết bảng cho thấy, việc bổ sung chất kích thích sinh trưởng (BAP- thuộc nhóm cytokinin) vào mơi trường ni cấy đóng vai trị quan trọng trọng việc phát sinh nhiều chồi Tuy nhiên, nguyên nhân tăng số lượng chồi biến dị dứa ni cấy in-vitro Bên cạnh đó, hàm lượng mơi trường dinh dưỡng góp phần lớn làm tăng chồi biến dị Từ kết rút nhận xét sau: Trong điều kiện cần tăng hệ số nhân để nhân nhanh chồi dứa cần bổ sung chất kích thích sinh trưởng (BAP nồng độ 1mg/l) kết luận đồng thời cần phải tăng thể tích dung dịch mơi trường ni cấy dể hạn chế thấp tỷ lệ biến dị đảm bảo chất lượng chồi dứa Ảnh hưởng nồng độ BAP lên sinh trưởng phát sinh chồi biến dị Để tìm hiểu thêm ảnh hưởng chất kích thích sinh trưởng BAP lên tỷ lệ phát sinh biến dị chồi dứa q trình ni cấy, chúng tơi tiếp tục tiến hành thí nghiệm sau: Các chồi dứa có kích thước 1-1,5 cm cấy mơi trường MS I có bổ sung BAP từ 0-3 mg/l tuỳ theo cơng thức thí nghiệm với thể tích mơi trường 60 ml/bình Kết thí nghiệm trình bày bảng Bảng Theo dõi ảnh hưởng nồng độ BAP lên sinh trưởng phát sinh chồi biến dị Từ kết nhận thấy: Những chồi dứa cấy môi trường MS I không bổ sung chất kích thích sinh trưởng (0 mg/l BAP) chồi to khoẻ, trọng lượng chồi cao (1,73 g/chồi) không phát sinh chồi Tỷ lệ phát sinh biến dị thấp 1,2% Khi bổ sung BAP vào môi trường hệ số nhân chồi tăng từ 1,3 lần (ở công thức đối chứng) lên 3,7 lần công thức có bổ sung BAP mg/l Kết bảng cho thấy, nồng độ BAP môi trường cấy cao, số lượng chồi thu lớn kích thước trọng lượng giảm (trọng lượng từ 1,73 g/chồi giảm xuống 0,58 g/chồi; chiều cao chồi giảm từ 6,7 cm xuống 1,9 cm) Tỷ lệ chồi biến dị tăng tỷ lệ thuận với việc tăng nồng độ BAP: từ 1,2% (ở công thức đối chứng) tăng lên 3,5% (ở cơng thức mơi trường có bổ sung mg/l BAP) Hình Ảnh hưởng nồng độ BAP lên sinh trưởng phát sinh chồi biến dị Qua kết thu bảng rút nhận xét sau: BAP có tác dụng kích thích q trình nhân nhanh chồi đồng thời nguyên nhân làm tăng biến dị chồi (minh họa hình2) Ảnh hưởng hàm lượng aga lên sinh trưởng phát sinh chồi biến dị Các chồi dứa cấy vào công thức mơi trường sau: MS I khơng có kích thích sinh trưởng bổ sung aga nồng độ khác nhau: 0;2;4;6;8 g/l MS I có kích thích sinh trưởng bổ sung aga nồng độ khác nhau: 0;2;4;6;8 g/l Các thí nghiệm lặp lại nhiều lần Thời gian nuôi cấy 30 ngày Kết thí nghiệm trình bày bảng Từ kết thu bảng thấy rằng: hàm lượng aga môi trường nuôi cấy có ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ biến dị chồi, có liên quan mật thiết đến hấp thụ chất dinh dưỡng từ môi trường chồi Hàm lượng aga càng cao tỷ lệ biến dị tăng, trọng lượng chồi giảm (Ở môi trường lỏng không bổ sung aga, khơng có biến dị Khi tăng hàm lượng aga lên 8% tỷ lệ biến dị tăng lên 7,6% đồng thời trọng lượng chồi giảm xuống 0,64 g) Từ đó, chúng tơi rút kết luận: bổ sung aga vào môi trường nuôi cấy cố giai đoạn cần thiết (khởi động mầm, tạo rễ) với nồng độ < 0,8% Mơi trường khơng có aga chất điều tiết sinh trưởng (công thức 1) dùng làm mơi trường ni chồi trước chuyển sang môi trường rễ VI KẾT LUẬN Mật độ chồi cấy bình ảnh hưởng lớn đến việc phát sinh chồi biến dị sinh trưởng chồi dứa Số lượng chồi ni cấy thích hợp vào khoảng đến 10 chồi/bình Thể tích dung dịch bình ni cấy phù hợp tạo điều kiện cho chồi sinh trưởng tốt, hạn chế phát sinh chồi biến dị Lượng môi trường đủ để chồi phát triển tốt 60 ml/bình với thời gian cấy chuyển 30 ngày Tỷ lệ chồi biến tỷ lệ thuận với nồng độ cytokinin (BAP) môi trường Nồng độ cytokinin cao, hệ số nhân lớn, tỷ lệ biến dị tăng kích thước chồi bé Hàm lượng aga cao khả xuất chồi biến dị thường biến lớn khả sinh trưởng chồi giảm Sự ảnh hưởng hàm lượng aga cao thể rõ mơi trường có bổ sung chất điều tiết sinh trưởng Mơi trường MS khơng có chất điều tiết sinh trưởng thuận lợi cho trình ni chồi trước chuyển sang mơi trường rễ TÀI LIỆU THAM KHẢO: Lê Đình Danh, Võ Thị Tuyết, 1994 Nhân giống dứa cayen số biện pháp kỹ thuật Kết nghiên cứu khoa học Viện rau (1990 – 1994) Đặng Xuyến Như, Hoàng Thị Kim Hoa cộng (1997) Nghiên cứu nhân nhanh giống trồng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào (Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp bộ) Phan Gia Tân, 1984 Cây dứa kỹ thuật trồng dứa Việt Nam Nhà xuất thành phố Hồ Chí Minh Trần Thế Tục, Vũ Mạnh Hải, Chu Văn Chuông, 1996 So sánh tuyển chọn giống dứa cayen phục vụ chế biến đồ hộp miền Bắc Việt Nam Singh (R) and Iyer (C.P.A),1994 Chemical mutagenesis in pineaple (Ananas comosus L merr) SUMARY Impact of some medium elements on variation percentage in invitro propagation of Cayen pineapple ( Ananas comosus L.) Hoang Thi Kim Hoa, Nguyen Van Dan Centre of experimental biology – Nacentech Vu Van Vu, Pham Thi Luong Hang Faculty of biology – The university of National Science Cayen pineapple has been gradually replacing Queen pineapple because of its good characteristics Propagation of Cayen has effectively been proceeded by in vitro culturing However, this process is affacted by some elements in medium, such as: shoot density, nutrient medium volume, concentration of growth regulator and agar These elements at a non-suitable level could cause variation of shoots The number of cultured shoots was between five and ten in order to reduce the competition for nutrient and space The nutrient medium volume was about 60 ml in a flask and subculture every 30 days Shoots were grown strongly in this medium and variation percentage was reduced BAP is a growth regulator of cytokine stimulating rapidly the generation of shoots But the higher concentration of cytokine in medium, the higher variation percentage the shoots were Moreover, most of all shoots were reduced in length Agar had the same effect on the growth of shoot as cytokine Therefore, liquid medium without growth regulator was used for elongation of shoots before subculturing in rooting medium Người thẩm định nội dung khoa học: PGS.TS Lê Duy Thành ... giống dứa in-vitro, tạo giống dứa khoẻ, bệnh, giảm tỷ lệ biến dị, tiến hành nghiên cứu: ? ?Ảnh hưởng điều kiện môi trường nuôi cấy lên tỷ lệ biến dị dứa Cayen trình nhân giống in vitro” II VẬT LIỆU,... nhanh dứa Cayen III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Ảnh hưởng mật độ nuôi cấy lên tỷ lệ phát sinh chồi biến dị Để nghiên cứu ảnh hưởng mật độ nuôi cấy lên sinh trưởng phát sinh chồi biến dị, cấy chồi dứa. .. hệ số nhân vừa hạn chế mức thấp phát sinh chồi biến dị Hình Ảnh hưởng mật độ nuôi cấy lên sinh trưởng tỷ lệ biến dị chồi Ảnh hưởng thể tích mơi trường dinh dưỡng lên sinh trưởng chồi tỷ lệ chồi