Nghiên cứu quy trình nhân giống hoa Đồng Tiền bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào

Nghiên cứu quy trình nhân giống hoa Đồng Tiền bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào

Đặc biệt em biết ơn sâu sắc tới:

TS.Lê Đức Thảo - người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em thực tập,

giúp đỡ em thực hiện đề tài tốt nghiệp này

Em cũng xin chân thành cảm ơn Cử nhân Nguyễn Thị Liên, người đã luôn quan tâm chỉ bảo em trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp.

Cuối cùng em xin bày tỏ long biết ơn của mình đối với những người thầy

đã dạy dỗ em trong suốt 4 năm học qua, cũng như toàn thể ban chủ nhiệm khoa CNSH- Viện ĐH Mở Hà Nội và tất cả các bạn lớp KS CNSH 07-05 Viện ĐH Mở

Mục lục

Trang

Phần I: Mở đầu……… 2

I.1/ Đặt vấn đề ……… ……… 2

I.2/ Mục đích, yêu cầu ……… 3

Phần II: Tổng quan tài liệu … ……… 5

II.1/ Tình hình sản xuất hoa trong nước và trên thế giới … 5

II.2/ Giới thiệu về hoa Đồng Tiền……… 8

Phần III: Đối tượng, nội dung, phương pháp nghiên cứu………… 10

III.1/Đối tượng ……… 10

III.2/ Nội dung……… 10

III.3/ Các chỉ tiêu theo dõi ……… 12

III.4/ Xử lý số liệu ……… 13

Phần IV: Kết quả và thảo luận …… ……… 15

IV.1/ Thí nghiệm tạo nguồn vật liệu vô trùng……… 15

IV.2/ Giai đoạn nhân nhanh……… 17

Phần VI: Kết luận và đề nghị……… 20

V.1/ Kết luận ………20

V.2/ Đề nghị ……… 20

Phụ lục ……… 21

Tài liệu tham khảo……….……… ,……… 23

Phần I

MỞ ĐẦU

I.1/ Đặt vấn đề:

Từ thời cổ xưa con người đã sớm biết thưởng thức cái đẹp của thiên nhiên.Hoa đã đi vào cuộc sống như một nét đẹp không thể thiếu trong các ngày lễ tết, hội hè, đình đám, tranh hoàng nhà cửa…

Ngày nay, cùng với sự phát triển nhanh chóng của xã hội, nhu cầu về hoa trên thế gới nói chung và ở nước ta nói riêng tăng nhanh hơn bao giờ hết hoa tươi trở thành loại sản phẩm mang lại giá trị kinh tế cao và chiếm vị trí đặc biệt trong thị trường hang hóa nông nghiệp của thế giới Thị trường hoa tươi tập trung ở các nước có nền công nghiệp phát triển cao: Hà Lan; Pháp; Anh; Nhật; Ý; Nhật; Mỹ

Các nước chiếm ưu thế trên thị trường là các nước có nền công nghiệp phát triển cao, có công nghệ sản xuất hoa tiên tiến và hiệu quả Họ đã nghiên cứu

và ứng dụng thành công những kĩ thuật sinh học và nông học hiện đại trong từngkhâu sản xuất như: chọn, tạo giống mới, nhân giống, nuôi trồng, bảo quản hoa tươi… Rõ rang để có thể thương mại hóa ngành sản xuất hoa thì phải chương trình hóa được quá trình sản xuất : bao nhiêu sản phẩm, loại gì, thời gian

nào,kích thước, tiêu chuẩn…Điều đó chỉ có thể thực hiện được trên nền kĩ thuật rất cao và trước hết phải có công nghệ nhân giống hiện đại Đó chính là công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật Chỉ tính riêng ở Hà Lan hàng năm đã sản xuất

15 triệu cây giống hoa đồng tiền bằng nuôi cấy mô tế bào để cung cấp cho sản xuất, Mấy năm gần đây, trên thế giới sản xuất khoảng 50 triệu cây/ năm, ước tính đạt 250 triệu cây trên năm mới đáp ứng được với nhu cầu của thực tế

Một vấn đề đặt ra hiện nay là giá giống cây nhân bằng phương pháp nuôi cấy mô còn cao , vì vậy cần phải cải tiến các quy trình nhân để làm hạ giá thành, đặc biệt là cơ giới hóa các khâu nhân giống và mở rộng quy mô, tăng năng xuất sản xuất các giống.

Trong các loại hoa đang trồng phổ biến ở Việt Nam thì hoa đồng tiền (Gerbera) là 1 loài hoa khá đẹpvới nhiều màu sắc đa dạng phong phú, đang đượcnhiều người ưa chuộng, nhu cầu giống đang tăng cao.Với ưu thế của nhân giống invitro là từ 1 lượng nhỏ của cây mẹ có thể tạo ra một quần thể cây con đồng đều, giữ được đặc tính của cây mẹ, có hệ số nhân giống cao dễ khắc phục khi gặp điều kiện bất lợi và đặc biệt là tạo ra được một lượng lớn cây sạch bệnh, phẩm chất tốt, đáp ứng được nhu cầu về giống hoa hiện nay

Với ưu điểm dễ trồng, dễ nhân giống, chăm sóc đơn giản ít tốn công, trồngmột lần có thể thu hoạch liên tục từ 4 - 5 năm Hiện nay, diện tích hoa đồng tiền chiếm tới 8% trong cơ cấu chủng loại sản xuất hoa cả nước và không ngừng được mở rộng Tuy nhiên, các giống hoa trong sản xuất được người trồng nhập

về từ nhiều nguồn khác nhau không qua khảo nghiệm đánh giá một cách hệ thống cho nên năng suất, phẩm chất hoa chưa đáp ứng được thị hiếu người tiêu dùng Do vậy, công tác nghiên cứu chọn tạo, nhập nội giống, tuyển chọn giống hoa đồng tiền thích nghi với điều kiện khí hậu nước ta có ý nghĩa rất quan trọng góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, tăng thu nhập cho người dân

Xuất phát từ thực tế trên, để góp phần vào công tác chọn tạo giống cũng như hoàn thiện quy trình kỹ thuật thâm canh nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả sản xuất hoa đồng tiền, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu quy trình nhân giống hoa Đồng Tiền bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào”

I.2/ Mục đích, yêu cầu:

I.2.1/ Mục đích:

Nghiên cứu nhân nhanh invitro giống hoa Đồng Tiền

I.2.2/ Yêu cầu:

I.2.2.1/ Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp khử trùng mẫu với các lọa

mẫu cấy, tạo nguyên liệu khởi đầu cho nhân giống vô tính invitro

I.2.2.2/ Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất điều tiết sinh trưởng tới quá trình

nhân chồi

I.2.2.3/ Nghiên cứu ảnh hưởng của chất điêu tiết sinh trưởng đến quá trình tạo

cây hoàn chỉnh

I.2.2.4/ Nghiên cứu ảnh hưởng của giá thể đến tốc độ sinh trưởng và phát triển

của cây Đồng Tiền khi đưa ra vườn ươm

* Với thời gian thực tập là 3 tháng chúng tôi chỉ hi vọng hoàn thành 2 yêu cầu (I.2.2.1 và I.2.2.2) còn hai yêu cầu cuối chúng tôi sẽ tiếp tục tiến hành nghiên cứu khi thời gian cho phép

Phần II TỔNG QUAN TÀI LIỆU

II.1/ Tình hình sản xuất hoa Đồng Tiền trong nước và trên thế giới:

II.1.1/ Tình hình sản xuất hoa Đồng Tiền trên thế giới

Ngày nay sản xuất hoa trên thế giới đang phát triển một cách mạnh mẽ và trở thành một ngành thương mại cao Sản xuất hoa mang lại lợi ích to lớn cho nền kinh tế các nước trồng hoa cây cảnh, trong đó có các nước châu Á Sản xuất hoa ở các nước châu Á đang phát triển mạnh và cạnh tranh quyết liệt để chiếm lĩnh thị trường hoa trên thế giới Cây hoa đồng tiền tên khoa học là Gerbera jamesonic Bolus, là một trong 10 loại hoa quan trọng nhất trên thế giới (sau hoa hồng, cúc, lan, cẩm chướng, lay ơn) Hoa đồng tiền có nguồn gốc ở Nam Phi, năm 1697 Relomen phát hiện thấy ở vùng phía Nam châu Phi (Delansia) và ông đã đưa về vườn thực vật nước Anh Iwin Lych là người đầu tiên tiến hành lai tạo các giống đồng tiền với nhau Sau đó người Pháp và người Hà Lan cũng

tiến hành lai tạo và dần dần hai nước này cũng trở thành trung tâm tạo giống cho đồng tiền thế giới (Đặng Văn Đông và cs, 2003) Hiện nay công tác nghiên cứu

và sản xuất hoa ở nước ngoài rất phát triển Trình độ tạo giống sản xuất của các nước Hà Lan, Nhật Bản, Mỹ, Đức rất cao như công ty Forist của Hà Lan là công ty dẫn đầu thế giới về tạo giống, nghiên cứu, sản xuất, buôn bán hoa đồng tiền Họ có lực lượng rất mạnh về nghiên cứu khoa học về thiết bị sản xuất đã tạo ra rất nhiều giống, sản lượng ngày càng nhiều, việc sử lý sau thu hoạch, bảo quản, đóng góp đều ở trình độ rất cao Ở Trung Quốc ngay từ những năm 20 của thế kỷ 20 đã có sản xuất hoa đồng tiền cắt cành Ở Mai Long Thượng Hải, nhưng

do giống thoái hoá nghiêm trọng nên không phát triển được cho đến năm 1987 vận dụng kỹ thuật nuôi cấy mô và kỹ thuật nhân giống nhanh khắc phục được tình trạng thoái hoá giống thì hoa đồng liền mới khôi phục và phát triển Hiện nay Thượng Hải là nơi có diện tích trồng lớn nhất 35 ha, trong đó trung tâm nhângiống hoa Hà Viên Nghê ở nông trường Đông Hải đứng đầu trong sản xuất và nhân giống hoa đồng tiền Ở Giang Tô cũng là nơi phát triển mạnh hoa đồng tiền, năm 1995 mới có trên 6.000m2, đến năm 1999 đã có tới 6 ha Viện nghiên cứu rau, Viện nghiên cứu khoa học nông nghiệp và nông trường Liên Vân là những đơn vị có diện tích trồng lớn, kỹ thuật tương đối cao Tuy nhiên trong sảnxuất hoa đồng tiền ở một số nước đang phát triển vẫn có một số biểu hiện sau:

 Tính chuyên nghiệp và quy mô sàn xuất chưa cao Rất ít có công ty chuyên sản xuất, quy mô sản xuất thường nhỏ nên không có sản phẩm đứng đầu, đủ sức cạnh tranh trên thị trường trong nước và quốc tế Ví dụ: ở Tô Châu diện tích trồng hoa Đồng Tiền lớn nhất không quá 2 ha, nhỏ thì chỉ trên 1.000m2, sản lượng hoa hàng ngày rất ít, nên phí thu hái, bao gói, vận chuyển không cân xứng,

tiêu thụ tại chỗ thì thừa, bán ra ngoài thì không kinh tế nên hiệu quả kinh tế thấp.Trong khi đó ở Colombia có hơn 100 nông trường quy mô từ 20 ha đến 30 ha, mỗi nông trường chỉ trồng 2 - 3 giống, mỗi giống 8-10 ha

 Tổng diện tích sản xuất lớn sản lượng ít, chất lượng kém Diện tích trồng trọt được mở rộng nhưng phân tán, lực lượng kỹ thuật không tập trung lại thêm thiết bị sản xuất thấp, chất lượng kém ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả kinh tế Theo thống kê năm 1996 diện tích trồng hoa của Trung Quốc là 75.000

ha, giá trị 600 triệu đơm Mỹ Trong khi đó tại Hà Lan trồng 8017 ha giá trị sản lượng 3 tỷ 590 triệu đôla Mỹ gấp 56 lần Trung Quốc

 Trang thiết bị trồng trọt lạc hậu, hàm lượng kỹ thuật cao ít Tỷ lệ thiết bị tiên tiến trong trồng trọt rất nhỏ, cách trồng cổ truyền văn chiếm ưu thế gây lên sản lượng thấp, chất lượng kém, mùa vụ sản xuất không phù hợp với nhu cầu lúccần, khả năng cung ứng hoa quanh năm không mạnh do đó giá cả không ổn định,hiệu quả kinh tế thấp Nghề trồng hoa ở Hà Lan đã áp dụng rộng rãi nhu cầu công nghiệp hoá tự động hoá và trên 80% hoa được trồng trong môi trường không cần đất

II.1.1.2/ Tình hình sản xuất Đồng Tiền hoa trong nước:

Ở nước ta hoa Đồng Tiền được trồng tập trung và chủ yếu ở các vùng trồng hoa truyền thống như là: Ngọc Hà, Sa Pa, Đà Lạt…

Hiện nay, diện tích trồng hoa của cả nước chiếm khoảng 2000ha chiếm 0.02% diện tích đất trồng trọt, trong đó dẫn đầu là Hà Nội (500ha); Nam Định (390ha); Hải Phòng(320ha)(Nguyễn Xuân Linh 1998)

Năm 2001 diện tích trồng hoa chuyên canh đã tăng lên 3500ha, trong đó hơn 100ha được thâm canh cao trong các nhà lồng, nhà kính, nhà lưới

Công tác chọn tạo giống mới chậm so với sản xuất Hiện nay giống trong sản xuất rất ít, đa số là giống nhập từ nước ngoài, không tự sản xuất được, các giống trồng trong sản xuất đã lạc hậu, biểu hiện ở năng suất thấp, không được tươi lâu cây dễ nhiễm sâu bệnh Đầu tư cho cơ quan khoa học về hoa cắt rất ít nên còn rất nhiều vấn đề về chọn tạo giống, nhân giống ứng dụng công nghệ cao vào sản xuất bảo quản, xử lý hoa

Vì vậy, Nhà nước cần có chính sách đầu tư phát triển như:

 Nhập nội, chọn lọc, lai tạo giống hoa mới chất lượng cao

 Áp dụng các công nghệ mới cho nghề trồng hoa ( nhà lưới,b sản xuất cây giống sạch bệnh….)

 Đầu tư cơ sở vật chất cho nghề trồng hoa

 Đào tạo đội ngũ cán bộ nâng cao hiểu biết về hoa, giống, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật…

II.2/ Giới thiệu về hoa Đồng Tiền

II.2.1/ Nguồn gốc và sự phân bố:

Tên khoa học: Gerbera (Tên gọi Gerbera được đặt theo tên nhà tự nhiên học người Đức Traugott Gerber, một người bạn của Carolus Linnaeus.)

Tên Việt Nam: Đồng Tiền hoặc Cúc Đồng Tiền

Họ: Asteraceae

Bộ: Asterales

Nguồn Gốc: Có khoảng 30-100 loài sống hoang dã, phân bổ ở Nam Mỹ, châu Phi đại lục, Madagascar và vùng nhiệt đới châu Á Miêu tả khoa học đầu tiên về chi Gerbera đã được J.D Hooker thực hiện trong tạp chí thực vật Curtis năm

1889 khi ông miêu tả Gerbera jamesonii, một loài ở Nam Phi được biết dưới tên

gọi cúc Transvaal hay cúc Barberton

Ở Việt Nam hoa Đồng Tiền được trồng phổ biến và rộng rãi

II.2.2/ Đặc điểm hình thái và đặc tính sinh học của cây hoa Đồng Tiền:

Thân, lá: thân ngầm, không phân cành mà chỉ đẻ nhánh, lá và hoa phát triển từ

thân Lá mọc chếch so với mặt đất một góc 15o – 45o.Lá có hình lông chim, xẻ thùy nông hoặc sâu, mặt lưng lá có lớp lông nhung

Rễ: thuộc loại rễ chùm, phát triển khỏe, rễ hình ống ăn ngang và nổi phía trên

mặt luống, rễ thường vươn dài tương ứng với diện tích lá tỏa ra

Hoa: đồng tiền do hai loại hoa nhỏ hình lưỡi và hình ống tạo thành, là loại hoa tự

đơn hình đầu Hoa hình lưỡi tương đối lớn mọc ở phía ngoài xếp thành một vònghoặc vài vòng nhỏ, do sự thay đổi hình thái và mầu sắc nên được gọi là mắt hoa hoặc tâm hoa rất được chú trọng Trong quá trình hoa nở, hoa hình lưỡi nở trước,hoa hình ống nở theo thứ tự từ ngoài vào trong, theo từng vòng một

Quả: quả đồng tiền thuộc dạng quả bế có lông, không có nội nhũ, hạt nhỏ, một

gam hạt có khoảng 280 - 300 hạt (Đặng Văn Đông và cs, 2003)

PHẦN III NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

III.1 Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu:

III

.1.1 Đối tượng nghiên cứu :

Đối tượng nghiên cứu là giống Gerbera

III.1.2Vật liệu nghiên cứu:

- Các nụ hoa non khoẻ mạnh, không sâu bệnh

- Các thiết bị, dụng cụ và hoá chất trong nuôi cấy mô, tế bào bao gồm:

+ Thiết bị và dụng cụ: nồi hấp khử trùng, bình tam giác, đèn cồn, box cấy vôtrùng

+ Hoá chất: dung dịch MS, cồn 70o và 90o, một số phytohoocmon như BAP,Kinetin, NAA, IBA, chất khử trùng HgCl2

+ Ngoài ra còn sử dụng một số chất khác như: agar, đường saccarose

III.1.2Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Địa điểm nghiên cứu: phòng nuôi cấy mô hoa cây cảnh – Bộ môn đột biến

và Ưu thế lai – Viện Di truyền Nông nghiệp

Thời gian nghiên cứu: từ 6 tháng 12 đến hết 7 tháng 3

III.2 Nội dung nghiên cứu

III.2.1Giai đoạn trong phòng

III.2.1.1Giai đoạn khử trùng mẫu

Thí nghiệm: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian khử trùng HgCl2 0.1%đến tỷ lệ mẫu nhiêm Thời gian khử trùng trong 1, 3, 5 và 6 phút.Môi trường MS

cơ bản

CT1: Khử trùng trong 5 phútCT2: Khử trùng trong 7 phútCT3: Khử trùng trong 10 phútCT4: Khử trùng trong 15 phút

Thí nghiệm: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian khử trùng bằng Oxy già

(H2O2) đến tỷ lệ mẫu nhiêm Thời gian khử trùng trong 15 phút.Môi trường MS

Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của BAP trong môi trường

MS đến khả năng phát sinh chồi Môi trường MS, bổ sung BAP ở cácnồng độ khác nhau: 0.2 mg/l; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0 mg/l

CT1: MS (đối chứng)CT2: MS + 30g saccarose + 6,5g Aga + 0.1 mg/l BAPCT3: MS + 30g saccarose + 6,5g Aga + 0.3 mg/l BAPCT4: MS + 30g saccarose + 6,5g Aga + 0.5 mg/l BAPCT5: MS + 30g saccarose + 6,5g Aga + 0.7 mg/l BAP

Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của BAP và Kinetin trong

môi trường MS đến quá trình nhân nhanh

CT1: MS (đối chứng)

CT2: MS + 30g saccarose + 6,5g Aga + 0.1 mg/l BAP + 0.1mg/l KinetinCT3: MS + 30g saccarose + 6,5g Aga + 0.3 mg/l BAP + 0.1mg/l KinetinCT4: MS + 30g saccarose + 6,5g Aga + 0.5 mg/l BAP + 0.1mg/l KinetinCT5: MS + 30g saccarose + 6,5g Aga + 0.7 mg/l BAP + 0.1mg/l Kinetin

III.3/ Các chỉ tiêu theo dõi

III.3.1/Các chỉ tiêu theo dõi trong phòng

Tỷ lệ mẫu sống (%) = 100% - Tỷ lệ mẫu nhiễm - Tỷ lệ mẫu chết

Tỷ lệ mẫu phát sinh chồi (%) = × 100

Chiều cao cây trung bình (cm/cây) =

Số lá trung bình (lá/cây) =

Đường kính tán (cm/cây) =

Thời gian sinh trưởng, phát triển (ngày)

III.4 Xử lý số liệu

Bố trí thí nghiệm theo phương pháp hoàn toàn ngẫu nhiên và số liệu được

xử lý theo chương trình Excel và IRRISTAT

Phần V Kết quả và thảo luận IV.1/ Thí nghiệm khử trùng mẫu:

Đây là giai đoạn đưa đối tượng nuôi cấy từ điều kiện bình thường vào nuôi cấy vô trùng trong ống nghiệm Vì vậy, đối với tất cả các loại cây trồng khác nhau việc xác định phương pháp khử trùng thích hợp có vai trò quyết định tới sự thành công của quá trình nghiên cứu invitro Giai đoạn này cần các yêu cầu sau;

tỉ lệ nhiễm thấp, tỉ lệ sống cao, mẫu phân hóa và sinh trưởng tốt

Bảng 1: Hiệu quả của phương pháp khử trùng bằng HgCl 2 0.1%