vai trò của ánh sáng trong sinh trưởng, phát triển và phát sinh hình thái ở các cơ quan nuôi cấy của một số loài cây có giá trị kinh tế

Chính vì vậy chúng tôi thực hiện đề t ài “Vai trò của ánh sáng trong sinh trưởng, phát triển và phát sinh hình thái ở các cơ quan nuôi cấy của một số loài cây có giá trị kinh tế”, nhằm t

những khoảng thời gian, những k ỷ niệm đáng nhớ Đối với tôi những ngày thực tập và làm đề tài tốt nghiệp tại Viện sinh học Tây Nguy ên thì không bao giờ quên được Những ngày cuối cùng của thời sinh viên, tôi phải rời xa giảng đường, thầy cô và những người bạn thân thiết ở trường Đại học, tôi nghĩ m ình buồn lắm và gặp nhiều khó khăn khi ở một thành phố xa lạ Nhưng khi đến với Viện sinh học Tây Nguy ên tôi đã được sống trong một gia đình nhỏ có một người thầy đáng kính và những người bạn mới Không khí ấm áp, đầy t ình thương mến của gia đình nhỏ này đã làm dịu bớt cái lạnh của đất trời Đà Lạt và cả cái lạnh trong lòng tôi Để hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

Thầy, Tiến sĩ Dương Tấn Nhựt, người đã quan tâm, tận tình chỉ bảo và cho em những định hướng, lòng say mê đối với lĩnh vực nuôi cấy mô thực vật Cảm ơn thầy đã dạy cho chúng em những b ài học quý báu về học vấn và kinh nghiệm cuộc sống Những lờ i khuyên răng, dạy bảo của thầy đã giúp em nhận ra những khuyết điểm của mình để sửa chữa kịp thời ng ày một tốt hơn, hoàn thiện hơn.

Anh Nguyễn Bá Nam, một người thầy, một người anh trai đã hướng dẫn cho em những thao tác ban đầu,

cho em những ý tưởng mới và tận tình giúp đỡ

em vượt qua những khó khăn khi thực hiện đề t ài.

Em rất trân trọng sự giúp đỡ của Ban l ãnh đạo Viện Công nghệ Sinh học v à Môi trường - trường Đại học Nha trang, ban lãnh đạo Viện sinh học Tây Nguy ên cùng cán bộ, nhân viên Phòng Sinh học Phân tử và Chọn tạo giống cây trồng đã tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đề tài.

Cảm ơn các anh chị: anh Tâm, anh T ùng, chị Phượng, anh Sơn, anh Tuấn, anh Công, anh Huy, chị Hằng và các bạn trường Đại học Đà Lạt, Đại học Yersin: Thùy, Chiến, Nguyễn, Thu, Hương đã giúp đỡ tôi rất nhiều về mặt kiến thức, đóng góp nhiều ý kiến để đề tài của tôi được hoàn thiện.

Cảm ơn tập thể lớp 47CNSH đã cho mình những

kỷ niệm đẹp của thời sinh vi ên và luôn quan tâm, đ ộng viên mình trong lúc làm đề tài Cảm ơn bạn Thưởng đã luôn bên mình và giúp đỡ mình vượt qua nhiều khó khăn trong suốt thời gian qua.

Cuối cùng, xin cảm ơn ba mẹ đã sinh ra và nuôi dạy con nên người, cảm ơn chị hai rất yêu thương em, từ

bỏ cả cơ hội làm giảng viên để em được thực hiện những

mơ ước của mình Gia đình luôn là điểm tựa vững chắc

để con bước đi trong cuộc đời.

Xin cảm ơn tất cả, dù đi đến đâu tôi cũng sẽ luôn nhớ về mọi người và sống xứng đáng với những t ình cảm của mọi người đã dành tặng.

Đà Lạt, ngày 7 tháng 6 năm 2009

Nguyễn Thị Kim Loan

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tác động của ánh sáng lên thực vật

Bảng 1.2 Tỉ lệ bức xạ R:Fr trong các loại môi tr ường khác nhau

Bảng 1.3 Ảnh hưởng của các bước sóng ánh sáng khác nhau lên thực vậtBảng 3.1 Số liệu thu được từ quá trình tái sinh chồi từ lá Torenia

Bảng 3.2 Số liệu thu được trong quá trình nhân chồi từ lá Dâu tây

Bảng 3.3 Số liệu thu được từ quá trình kéo dài chồi Dâu tây

Bảng 3.4 Số liệu thu được từ thí nghiệm hình thành PLB từ phôi lan Hồ điệpBảng 3.5 Số liệu thu được từ thí nghiệm tái sinh cây con của Địa lan

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Một số hình ảnh về cây Dâu tây

Hình 1.2 Sự đa dạng về màu sắc của hoa Torenia

Hình 1.3 Hình thái cấu tạo hoa Địa lan

Hình 1.4 Sự đa dạng về hình dạng và màu sắc của Địa lan

Hình 1.5 Sự đa dạng về hình dạng và màu sắc của lan Hồ điệp

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tái sinh chồi từ lá Dâu tây in vitro ở các điều kiện

chiếu sáng khác nhau

Hình 3.1 Ảnh hưởng điều kiện chiếu sáng khác nh au lên sự tái sinh chồi ToreniaHình 3.2 Ảnh hưởng điều kiện chiếu sáng khác nh au lên sự tái sinh chồi Dâu tâyHình 3.2 Ảnh hưởng điều kiện chiếu sáng khác n hau lên sự kéo dài chồi Dâu tâyHình 3.4 Ảnh hưởng điều kiện chiếu sáng khác nhau lên sự hình thành PLB từ phôi

lan Hồ điệp

Hình 3.5 Ảnh hưởng điều kiện chiếu sáng khác nhau l ên sự tái sinh cây con từ PLB

của Địa lan

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn

Mục lục i

Danh mục chữ viết tắt iv

Danh mục hình v

Danh mục bảng vi

LỜI MỞ ĐẦU vii

1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

QUÁ TRÌNH PHÁT SINH C Ơ QUAN, PHÁT SINH H ÌNH THÁI VÀ QUANG PHÁT SINH HÌNH THÁI Ở THỰC VẬT 1

Sự phát sinh cơ quan và các y ếu tố ảnh hưởng 1

Phát sinh hình thái 3

Quang phát sinh hình thái 5

TẦM QUAN TRỌNG CỦA ÁNH SÁNG L ÊN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA THỰC VẬT NUÔI CẤY IN VITRO 9

Ánh sáng với sự sống 9

Vai trò của ánh sáng đối với thực vật 9

Những thành tựu đạt được trên thế giới khi sử dụng các nguồn sáng nhân tạo khác nhau trong nuôi cấy mô 20

MỘT SỐ NGUỒN SÁNG NHÂN TẠO Đ ƯỢC SỬ DỤNG TRONG NUÔI CẤY MÔ THỰC VẬT 23

Một số thiết bị tạo nguồn sáng nhân tạo hiện nay 24

Một số nguồn sáng nhân tạo đ ược sử dụng cho nuôi cấy mô thực vật 24

SƠ LƯỢC VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 28

Cây Dây tây (Fragaria vesca L.) 28

Cây Torenia (Torenia spp.) 32

Cây Địa lan (Cymbidium spp.) 35

Cây lan Hồ điệp (Phalaenopsis spp.) 39

2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN ĐỀ T ÀI 42

VẬT LIỆU 42

Hệ thống nguồn chiếu sáng 42

Đối tượng nghiên cứu 42

Nguyên liệu thí nghiệm 43

Môi trường nuôi cấy 43

Hấp khử trùng 44

Điều kiện thí nghiệm 44

Dụng cụ và thiết bị được sử dụng trong thí nghiệm 45

PHƯƠNG PHÁP 45

Bố trí thí nghiệm 45

Xử lý số liệu 49

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN THÍ NGHIỆM 1: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN CHIẾU SÁNG

KHÁC NHAU LÊN S Ự TÁI SINH CHỒI TỪ LÁ

THÍ NGHIỆM 2: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN CHIẾU SÁNG

KHÁC NHAU LÊN S Ự TÁI SINH CHỒI TỪ LÁ V À

SỰ KÉO DÀI CHỒI DÂU TÂY 55 THÍ NGHIỆM 3: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN CHIẾU SÁNG

KHÁC NHAU LÊN S Ự HÌNH THÀNH PLB TỪ PHÔI LAN HỒ ĐIỆP 62 THÍ NGHIỆM 4: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN CHIẾU SÁNG

KHÁC NHAU LÊN SỰ TÁI SINH CÂY CON TỪ PLB

CỦA ĐỊA LAN 65

4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 71

5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Tiến trình phát triển của công nghệ sinh học của nuôi cấy mô thực vật trongbốn thập niên qua đã đạt được nhiều thành tựu nổi bật Ở Việt Nam, công nghệ nuôicấy mô tế bào đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây, rất nhiều ph òngthí nghiệm tư nhân, doanh nghiệp nhà nước cũng như các công ty nước ngoài đã

đầu tư các cơ sở nhân giống với qui mô lớn Những loài cây có giá trị kinh tế như

lan Hồ điệp, Địa lan, Dâu tây… th ường được chú trọng trong vi nhân giống Chất

lượng các cây giống n ày phụ thuộc rất nhiều vào quá trình nuôi cấy in vitro Hình

thái và sinh lý của thực vật được nuôi cấy in vitro được điều hòa bởi các nhân tố vi

môi trường như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng v à nguồn carbon Ánh sáng l à một nhân

tố quan trọng trong số đó, nó ảnh h ưởng đến toàn bộ quá trình sinh trưởng và phát

triển của thực vật in vitro.

Nhiều hệ thống đèn chiếu sáng đã được nghiên cứu sử dụng trong nuôi cấy

mô thực vật như: đèn huỳnh quang, đèn halogen, đèn natri, đèn nóng sáng G ần

đây, đèn LED cũng đã được phát triển Với các ưu điểm như tiêu thụ năng lượng

thấp, tuổi thọ cao, có nhiều dải m àu, không phát ra tia UV, phát rất ít tia hồng ngoại,

kích thước nhỏ dễ thay đổi trong thiết kế… đ ènLED có thể thay thế dần các nguồnchiếu sáng khác trong vi nhân giống

Chính vì vậy chúng tôi thực hiện đề t ài “Vai trò của ánh sáng trong sinh

trưởng, phát triển và phát sinh hình thái ở các cơ quan nuôi cấy của một số loài

cây có giá trị kinh tế”, nhằm tìm ra điều kiện chiếu sáng thích hợp cho từng giai

đoạn phát triển của từng loại cây trồng (lan Hồ điệp, Địa lan, Dâu tây, Torenia) Hy

vọng nghiên cứu này sẽ làm rõ thêm tác dụng của ánh sáng trong quá tr ình tái sinh,

phát sinh hình thái, sinh tr ưởng và phát triển của thực vật nuôi cấy in vitro.

Phần 1

TỔNG QUAN

TÀI LIỆU

1.1 QUÁ TRÌNH PHÁT SINH CƠ QUAN, PHÁT SINH H ÌNH THÁI VÀ QUANG PHÁT SINH HÌNH THÁI Ở THỰC VẬT

1.1.1 Sự phát sinh cơ quan và các y ếu tố ảnh hưởng

1.1.1.1 Sự phát sinh cơ quan

Mặc dù sự phát sinh cơ quan đã được ghi nhận từ rất lâu, nh ưng cho đến nay,

cơ chế của nó vẫn chưa được hiểu biết thấu đáo Rễ, chồi và hoa là những cơ quan

có thể phát sinh từ nuôi cấy mô Phôi không đ ược xem là một cơ quan do nó không

có hệ thống mạch liền với cây mẹ

Skoog (1944) thấy rằng, thêm auxin vào môi trường giúp mô cấy tạo rễ, đồngthời ức chế tạo chồi; v à ảnh hưởng ức chế này có thể được đảo ngược bằng cách

thêm vào cả đường và phosphate hữu cơ Nghiên cứu này của Skoog và cộng sự dẫn

đến một giả thuyết rằng sự phát sinh c ơ quan được điều khiển bởi sự cân bằng giữacytokinin và auxin Cơ ch ế điều hòa phát sinh cơ quan có th ể được thấy rõ bằngcách nuôi cấy những lớp mỏng chỉ gồm vài lớp tế bào biểu bì và dưới biểu bì (TranThanh Van, 1980) Trong đó, ch ồi phát hoa, chồi sinh d ưỡng và rễ hình thành từ lớpcắt mỏng của một số lo ài khác nhau bằng cách điều khiển tỉ lệ auxin/cytokinin,nguồn cung cấp carbon và điều kiện môi trường Rễ hình thành trong môi tr ường cóNAA và Zeatin, còn s ự hình thành chồi trong môi trường có Zeatin hoặc BA màkhông có auxin Ngoài tỉ lệ auxin/cytokinin, một số yếu tố khác cũng đ ược xác định

là có ảnh hưởng đến sự phát sinh c ơ quan Các chất có hoạt tính gibberellin th ường

có khuynh hướng cản sự hình thành chồi và rễ, có thể do việc ức chế sự tổng hợptinh bột Ethylen được cho là có khả năng thúc đẩy sự phát sinh chồi Đường thêmvào môi trường là nguồn cung cấp năng l ượng hô hấp cho tế bào thông qua conđường thẩm thấu Áp lực thẩm thấu nhẹ sẽ tạm thời tạo ra một số biến đổi sinh hóa,dẫn đến sự thay đổi tăng tr ưởng và phát sinh hình thái mô s ẹo

1.1.1.2 Sự phát sinh chồi bất định

Người ta sử dụng phương pháp tạo chồi bất định nh ư một phương pháp nhângiống vô tính nhằm l àm tăng số lượng cây con mong muốn Các loại cây th ường

được áp dụng phương pháp này để nhân giống như: Saintpaulia, Begonia, Achimenes, Streptocarpus, Lilium Thật sự phương pháp tạo chồi bất định không

được phổ biến như phương pháp nuôi cấy chồi bên vì số cây có khả năng tạo chồibất định ít hơn So với phương pháp nhân giống bằng cách cấy nốt đ ơn thân vàphương pháp chồi bên thì phương pháp này có nhiều khả năng xảy ra đột biến

Có một số điểm giống nhau trong sự tạo chồi bất định và rễ bất định như: Cácphần của cây non có khả năng tạo chồi dễ d àng hơn Ví dụ trong nuôi cấy cây thuộcnhóm hạt trần, chồi bất định chỉ có thể tạo th ành từ phôi, cây con và các phần củacây con mà không xảy ra ở các mẫu cấy thu đ ược từ cây trưởng thành Đường luônluôn đóng vai trò quan trọng trong sự tạo cơ quan (chồi và rễ) Sự hình thành chồi

và rễ đều bị ức chế bởi GA3 và ABA

Trong nhiều trường hợp, ánh sáng kích thích sự tạo chồi Cũng có tr ường hợpngoại lệ là có một số cây trồng lại có thể tạo chồi dễ dàng hơn khi ở trong tối: Chồi

hoa của Freesia (Pierik, 1987), cuống hoa Eucharis grandiflora và Nerine bowdenii (Pierik, 1987) Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng các mẫu cấy lá của Pentunia hybryda tăng trưởng trong môi trường không có cytokinin và được xử lý với ánh

sáng đỏ thì tạo nhiều chồi có trọng l ượng tươi lớn hơn được nuôi cấy dưới ánh sáng

đỏ xa

Nhiệt độ cao cần thiết cho sự tạo chồi nh ưng cũng có một số trường hợp ngoại

lệ như Begonia (Heide, 1965) và Streptocarpus (Appelgren và Heide, 1972) sự tạo

chồi lại xảy ra ở nhiệt độ thấp

Pierik (1987) chứng minh rằng sự tạo chồi bất định của mẫu cấy tăng nhiều

khi để cho lớp biểu bì dưới của phiến lá Kalanchoe farinacea tiếp xúc trực tiếp với

môi trường nuôi cấy và rút ra kết luận rằng nếu đặt mẫu nằm trên môi trường thì sẽtạo được nhiều chồi hơn là cây thẳng đứng

Nhu cầu về auxin và cytokinin trong sự tạo chồi bất định có phần phức tạp Cónhững loài thực vật về mặt cơ bản không cần cả auxin lẫn cytokinin để tạo chồi bất

định như cây Cải luna lưỡng niên, rau Diếp xoăn, Cardamine pratensis (Pierik, 1987), Streptocarpus (Appelgren và Heide, 1972) Tuy nhiên, khi b ổ sung auxin

hoặc cytokinin vào môi trường nuôi cấy thì những chất này cũng có tác dụng trên sựtạo chồi Hầu hết các lo ài thực vật đều cần đến cytokinin để cảm ứng sự tạo chồi,trong khi auxin lại có vai trò ngược lại (Miller và Skoog, 1953) Có một nhóm thực

vật cần đến auxin ngoại sinh để tạo chồi, đó l à trường hợp của Lilium (Van Aartijk,

1984) Một nồng độ cytokinin cao phối hợp với lượng auxin thấp rất quan trọngtrong việc tạo chồi ở nhiều lo ài thực vật khác nhau như: Thu hải đường (Ringe và

Nitsch, 1968; Heide, 1965); cây Cải ốc biển (Horse radish) (Wurm, 1960); cây Mao địa hoàng (Dolfus và Nicolas – Prat, 1969); Atropobelladonna (Zenkteler, 1971) và

cây Bông cải (Margara, 1969) Có thể kết luận rằng những cây n ày có nhu cầu vềcytokinin và auxin cho s ự tạo chồi bất định, nồng độ auxin thấp c òn cytokinin thìcao

BA là loại cytokinin có hiệu quả cao trong sự cảm ứng tạ o chồi ở nhiều loàithực vật và có thể sử dụng rộng rãi trên các loài hạt trần Các loại cytokinin khác(Kin, 2i-P, BAP và Zeatin) cũng có thể được sử dụng nhưng ít hơn BA

Vitamin cũng có ảnh hưởng kích thích sự tạo chồi bất định ở hoa Anh thảo(Mayer, 1956; Stichel, 1959), cây Du (Jacquiot, 1951), cây Cải ốc biển (Wurm,

1960), Robinia (Seeliger, 1959).

1.1.2 Phát sinh hình thái

Sự phát sinh hình thái là một quá trình sinh học do một cơ quan phát triểnhình dạng của nó Tuy nhiên, phát sinh hình thái là k ết quả của mối tương tác giữanhững con đường hóa sinh và được xác định bằng cách cân bằng nhiều hệ thống Sựkhảo sát được thực hiện trên nhiễm sắc thể, chlotoplast hay mitochonria, sự thựchiện các thực nghiệm đ ược xác định qua việc kết hợp hệ thống di truyền và nhữngkích thích môi trường Những hệ thống phát sinh h ình thái phụ thuộc vào loại hoạt

động: phân chia và sinh trưởng tế bào, những hoạt động cảm ứng v à xác định(Bonner, 1965) Đ ể đạt đến những vấn đề n ày, cần phải nghiên cứu biệt hóachlotoplast qua kiểm soát nhân bào và plastome của nhân bào và qua thí nghiệm

phát sinh hoa ở thể đột biến Arabidopsis.

Quá trình phát sinh hình thái đã được nghiên cứu vào đầu thập niên 1900 với

lý thuyết của Haberlandt là có thể tái sinh thành cây hoàn ch ỉnh từ tế bào sinhdưỡng (Haberlandt, 1902) Nhữ ng nghiên đầu tiên trên mô sẹo Thuốc lá của Miller

và Skoog (Miller và Skoog, 1953; Miller và Skoog, 1957) cho th ấy auxin vàcytokinin có thể dùng trong nuôi cấy phát sinh hình thái

Với những bước tiến về vi nhân giống và kỹ thuật di truyền, đã có hàng trămloài thực vật được nuôi cấy thành công trên nhiều loại mô khác nhau v à phát sinhhình thái (Bajaj, 1986) Có nhi ều loài thực vật khó nuôi cấy, không h ình thành rễ,chồi trong nhiều điều kiện nuôi cấy khác nhau Việc phát triển các mô hình nuôi cấytái sinh thành công ở những loài thực vật khó tái sinh sẽ hữu ích trong việc nâng caotầm hiểu biết của chúng ta về những c ơ chế cơ bản điều khiển phát sinh h ình thái.Hầu hết những tế bào thực vật đều có tính to àn thế, hay khả năng tái sinhthành cây hoàn chỉnh Tuy nhiên, sự thể hiện đặc tính n ày có giới hạn một cáchtương đối ở những tế bào, được xác định bởi Torrey (1966) nh ư là những vùng môphân sinh Đây là nh ững vùng tế bào có đầy đủ khả năng phát sinh h ình thái: Có khảnăng thích ứng với môi trường nuôi cấy trong biệt hóa chồi, rễ hay phôi Như vậy,

để tái sinh cây, mô nuôi cấy cần phải có những v ùng mô phân sinh hay có nh ững tếbào có khả năng chuyển hóa thành những vùng mô phân sinh

Vùng mô phân sinh đư ợc phát hiện trong khối mô sẹo khi nó đ ược phát sinhtrực tiếp bằng cách phân b ào là những cụm nhỏ có cấu trúc chặt, có hai cực, tế b ào

có màng mỏng với nhân điển hình, tế bào chất đậm đặc và có không bào nhỏ Nhu

mô đỉnh sinh trưởng và phôi chưa chín thu ần thục có chứa nhiều tế bào với hìnhdạng tương tự và những loài này có khả năng phản ứng với môi tr ường nuôi cấy cóhormone (Ballade, 1972; Bonnett và Torrey, 1966; Kato và Ozawa, 1979)

Đã có nhiều nghiên cứu ở các mức độ khác nhau về sự điều khiển phát sinhhình thái từ phân tử, tế bào và trên cây hoàn chỉnh Sung (1986) báo cáo tập trungvào việc xác định những chỉ thị phân tử của phát sinh h ình thái Mục đích nghiêncứu là nhằm xác định những chỉ thị phân tử đặc biệt đáp ứng quá tr ình phát sinhhình thái Albersheim (1986) cho rằng có khả năng đưa các gene điều khiển tái sinhtrực tiếp vào vật liệu nuôi cấy Ammirato (1986) tập trung nghi ên cứu cơ chế điềukhiển của các hormone ảnh h ưởng đến phát sinh ở mức độ tế b ào Brown (1986) đạtđược những vấn đề nghi ên cứu trên cây hoàn chỉnh, tác giả cho rằng quá tr ình táisinh mang tính chất di truyền và con người có thể vận dụng những tính chất tựnhiên này.

1.1.3 Quang phát sinh hình thái

Thực vật có thể bị tác động bởi ánh sáng trực tiếp, chất l ượng ánh sáng, cường

độ ánh sáng và quang kỳ Ánh sáng gây ra tính h ướng ánh sáng, quang phát sinhhình thái, sự phân hóa lục lạp và các phản ứng khác của thực vật nh ư sự ra hoa và

sự nảy mầm

Quang phát sinh hình thái được định nghĩa là những thay đổi về hình dạng vàchức năng của một cơ quan dưới đáp ứng những thay đổi trong môi tr ường chiếusáng Quang phát sinh hình thái (sinh tr ưởng dưới ánh sáng) bao gồm sự phân hóacác lục lạp được phân hóa, tích tụ các chất diệp lục (chlorophyll) v à phát triển lá.Phát sinh hình thái có th ể được cảm ứng bởi ánh sáng đỏ, đỏ xa v à ánh sáng xanh.Ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn lên sự quang phát sinh hình thái ở thực vậtthông qua các quang th ụ quan của cây (Kendrick v à Kronenberg, 1994) Th ực vậtbậc cao có ít nhất ba loại quang thụ thể (photore ceptor) có độ hấp thu chọn lọc vớicác ánh sáng quang phổ khác nhau, điều hòa sự phát sinh hình thái, đó là:

 Phytochrome (520 nm; đỏ/đỏ xa)

 Các thụ quan nhận ánh sáng xanh gồm cryptochrome (340 – 520 nm; ánhsáng xanh UV – A), phototropin

 Thụ quan hấp thu tia cực tím UV – B (290 – 350 nm) và UV – A.

1.1.3.1 Phytochrome – thụ quan ánh sáng đỏ và đỏ xa ở thực vật

Phytochrome là một homodimer, trong đó mỗi phân tử protein xác định cótrọng lượng khoảng 125 kDa với 1 128 amino acid, nối với một phân tử hấp thu ánhsáng khác (rhodopsin) Ở thực vật có 5 phytochrome l à PhyA, PhyB, PhyC, PhyD

và PhyE với chức năng riêng biệt khác nhau Các phytochrome cũng hấp thu tốtnhất các phổ (bước sóng) khác nhau

Các phytochrome hiện diện trong hai dạng có thể chuyển đổi qua lại :

 PR khi nó hấp thu ánh sáng đỏ (R; 660 nm)

 PFR khi nó hấp thu ánh sáng đỏ xa (FR; 730 nm)

Có các mối quan hệ sau:

 PR hấp thu ánh sáng đỏ chuyển đổi th ành PFR

 PFR hấp thu ánh sáng đỏ xa chuyển th ành PR

 Trong tối, PFR chuyển ngay thành PR

Ánh sáng mặt trời giàu tia đỏ (660 nm) hơn tia đỏ xa (730 nm), do vậy khimặt trời lặn tất cả phytochrome ở dạng PFR, đây là dạng hoạt động mang tính sinh lý

học, có thể ảnh hưởng đến hoạt tính của các enzyme v à sự biểu hiện gene (Wang và cộng sự, 1991) Trong suốt ban đêm, PFR phần lớn chuyển thành PR và một phần bịphá hủy Không thể tách riêng được hai dạng PR và PFR Trong 100% ánh sáng đ ỏ

có 85% PFR và 100% ánh sáng đỏ xa có 97% PR Tỉ lệ cân bằng đỏ/đỏ xa đ ược gọi

là trạng thái quang cân bằng (photoationary)

Chức năng của phytochrome

Phytochrome có chức năng trong các đáp ứng ánh sáng v à quang kỳ của thựcvật: phân hóa lục lạp từ proplastid, nảy mầm hạt, kéo d ài thân và ra hoa.Phytochrome là nhân t ố trung gian trong sự đáp ứng ức chế kéo d ài trục hạ diệp củaánh sáng xanh Nó có thể tham gia vào quá trình truyền tín hiệu của cry1 Tuy nhi ên

sự ức chế kéo dài trục hạ diệp phụ thuộc cry1 có thể độc lập với phytochrome Khi

đó PhyA có thể hoạt động như một thụ quan của ánh sáng xanh, điều khiển quátrình mở rộng lá mầm dưới sự cảm ứng của ánh sáng xanh

Kiểm soát sự biểu hiện gene bởi ánh sáng

Phytochrome kiểm soát sự phiên mã một số gene bao gồm tiểu ph ần nhỏrubisco, protein gắn kết với chlorophyll a hay b v à enzyme ly giải phenylalanineammonia Dưới ánh sáng đỏ, tốc độ phiên mã của tiểu phần nhỏ rubisco có thể tănglên 20 lần

1.1.3.2 Các thụ quan ánh sáng xanh d ương ở thực vật

 Cryptochrome

Cryptochrome hiện diện trong hầu hết các c ơ thể eukaryote bậc cao (thực vật,động vật và người) với sự đa dạng về số l ượng và kiểu loại Ở thực vật nó hiện diệntrong cây hai lá mầm, cây một lá mầm, d ương xỉ, rêu và tảo

Cấu tạo và đặc tính của cryptochorme

Hầu hết các cryptochorme thực vật l à các protein 70 – 80 kDa Cryptochrome

là một flavoprotein của nhân, khác với phytochrom e được chuyển đến nhân do áp

lực của ánh sáng (Kircher và cộng sự, 1999), được xác định bởi phổ hoạt động của

nó, là thụ quan ánh sáng xanh giống nh ư photoplyase, một enzyme có chức năngsửa chửa sai hỏng DNA d ưới tác dụng ánh sáng (Gressel, 1979 )

Chức năng của crytochrome

Cryptochrome không có ho ạt tính sinh hóa, nhưng sự biểu hiện của genecrytochrome lại được điều hòa bởi ánh sáng bằng các c ơ chế khác nhau từ sự phiên

mã cho đến sự thoái hóa

Chức năng của cryptocchrome trong sự phát sinh hình thái thực vật chồng lấp

với hầu hết các chức năng của phytochrome (nh ư ở Arabidopsis) Vai trò của cryptochrome ở Arabidopsis được thể hiện trong điều khiển phản v àng hóa, biểu

hiện gene và ra hoa theo quang k ỳ được biểu diễn bởi cả cry ptochrome vàphytochrome, lần lượt đóng vai trò khởi đầu trong đáp ứng với ánh sáng xanh/ UV –

A và ánh sáng đỏ/đỏ xa

 Phototropin

Cho đến nay, phototropin đã được xác định ở nhiều lo ài thực vật khác nhau, từ

loài tảo xanh Chlamydomonas reinhardtii cho đến các loài thực vật bậc cao hơn (Briggs và cộng sự, 2001).

Đặc điểm chung của phototropin

Phototropin ban đầu được biết đến như một protein liên kết với màng sinhchất có trọng lượng 120 kDa, có thể cảm ứng quá tr ình phosphoryl hóa bởi ánh sáng

xanh ở cây con Arabidopsis thaliana (Gällagher và cộng sự, 1988).

Chức năng của phototropin

Phototropin được xem là một họ quang thụ quan flavoprotein mới, điều khiểnkhông chỉ sự quang hướng động ở thực vật, nó còn có vai trò quan trọng khác như:

sự tích lũy lục lạp (Sakai và cộng sự, 2001), sự mở khí khẩu (Kinoshita và cộng sự,

2001) và ức chế nhanh việc khởi đầu sinh tr ưởng trục hạ diệp (Folta v à Spalding,

2001) ở cây Arabidopsis và chu trình sinh sản ở Chlamydomonas (Huang và Beck,

2003)

1.1.3.3 Các thụ quan tia cực tím (UV receptor) ở thực vật

Tia cực tím làm tổn thương các tế bào thực vật, do vậy các tế b ào tổng hợpcác chất bảo vệ như flavonoid trong biểu bì và lớp siêu dính trong cutin Nh ững đápứng này được kích thích bởi tia UV – B, tia này không đư ợc nhận biết bởi mộtchromophore thật Thay vào đó, tiểu phần D2 của quang hệ thống II (PSII) hấp thụ

và bị phá hủy bởi UV – B, các chu trình này được cảm ứng bởi các sản phẩm thoáihóa Chất bảo vệ flavonoid có màu vàng (flava Lat ), do đó hầu hết chúng hấp thu

ánh sáng (gồm cả tia xanh xa như UV) Flavonoid là ch ất chống oxy hóa (nhưvitamin A, C và E), thu gom các g ốc tự do.

PHÁT TRIỂN CỦA THỰC VẬT NUÔI CẤY

1.2.1. Ánh sáng với sự sống

Từ xa xưa, ánh sáng đã có vai trò trung tâm trong nh ững vấn đề về vật chất vàtinh thần của con người Ánh sáng tương tác với những quá trình sinh học qua nhiềuhình thức khác nhau, có thể chia th ành 3 phạm trù chính:

 Thứ nhất, nó có thể gây hoại tử tế b ào hay cơ quan

 Thứ hai, ánh sáng là môi trường mà cơ quan sinh vật có thể nhận thông tin

từ môi trường xung quanh; hơn nữa, ánh sáng là một nhân tố môi trườngduy nhất điều khiển nhịp sinh học ở cả động vật v à thực vật

 Thứ ba, thực vật sử dụng ánh sáng trực tiếp cho sản xuất sinh khối

Như vậy, thông qua quá trình quang hợp, ánh sáng như là một nguồn khai sinhtất cả các dạng năng lượng sinh học (Hart, 1988)

1.2.2 Vai trò của ánh sáng đối với thực vật

1.2.2.1 Vai trò của ánh sáng trong quang hợp ở thực vật

Sự sống trên trái đất phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời bởi ánh sáng là điều kiệncho quá trình quang h ợp xảy ra Mọi sự sống tr ên trái đất không thể tách rời quátrình này Thuật ngữ quang hợp chỉ r õ hai giai đoạn:

 Quang (photo): Có nghĩa là ánh sáng, chỉ giai đoạn cần ánh sáng

 Hợp (synthesis): Có nghĩa l à đặc chung lại với nhau, chỉ sự tổng hợpđường (nhờ chu trình Calvin)

Ngày nay, chúng ta biết đến quang hợp là quá trình giúp thực vật dùng nănglượng ánh sáng để tạo glucose v à phóng thích oxygen từ carbon dioxide và nước

Phương trình tổng quát của quang hợp ở thực vật được biểu diễn như sau:

Ánh sáng, diệp lục

6 CO2+ 6 H2O C6H12O6+ 6 O2

Các bước sóng ánh sáng được sử dụng trong quang hợp chỉ l à một phần nhỏcủa toàn bộ quang phổ điện từ Ở thực vật bậc cao, ánh sáng đỏ, tím, xanh điềukhiển quá trình quang hợp hiệu quả nhất Những m àu này nằm trong vùng ánh sángkhả kiến có bước sóng trong khoảng từ 380 đến 750 nm Khả năng kích thích cácelectron của ánh sáng liên quan đến bước sóng hơn là cường độ của chùm sáng Chỉ

có một phần nhỏ ánh sáng đ ược thực vật thực sự hấp thu (Fried, 1995)

1.2.2.2 Ánh sáng với vai trò là một nhân tố môi trường

Năng lượng bức xạ được thực vật sử dụng theo 2 cách hoàn toàn riêng bi ệt –như một nguồn năng lượng và như một nguồn thông tin Trong các nhân tố môitrường, ánh sáng đặc biệt ph ù hợp với vai trò thứ hai Không giống các nhân tố như:trọng lực, nhiệt độ, nước, chất dinh dưỡng, gió, v.v… ánh sáng có thể truyền thôngtin qua nhiều dạng khác nhau; trong đó, có t ối thiểu 4 đặc trưng: chất lượng, lượng,hướng và quang kỳ

 Chất lượng: Dạng năng lượng bức xạ, màu, quang phổ, thành phần bướcsóng là tất cả những từ dùng diễn tả đặc trưng này của ánh sáng

 Lượng: Số lượng năng lượng bức xạ, cường độ, số photon, tốc độ dòngxác định rõ đặc trưng thứ hai này

 Hướng: Có sự đa dạng rất lớn giữa các môi tr ường sống khác nhau theohướng chiếu sáng

 Quang kỳ: Mô tả sự khác nhau đều đặn do chu k ì ngày đêm và sự thay đổi

độ dài ngày theo mùa

1.2.2.3 Vai trò của các loại ánh sáng l ên quá trình sinh trưởng và phát triển

thực vật

Nhiều đặc tính về phát triển h ình thái của thực vật và ex vitro bị ảnh hưởng

bởi các điều kiện môi tr ường như ánh sáng (về chất lượng, cường độ, thời gian vàhướng chiếu sáng), nhiệt độ, th ành phần khí (CO2, O2, H2O, C2H4), thành phần môi

Tảo di động và vi khuẩn

Quang kích thích Thực vật (không di động), nấmTính hướng dương Thu nhận ánh sáng bởi lá và hoa

Định hướng trong

không gian

Ảnh hưởng do bóng râm Sự phát triển của thân v à lá

Tính hướng nơi râm, mát Sự phát triển của rêu

Nhịp thời gian

Nhiều hoạt động trao đổi chất,phân chia tế bào và phát triển,

mở khí khổng, di chuyển vềđêm

Định hướng theo

thời gian

Quang kỳ

Sự nở hoa, cảm ứng ngủ, sựrụng lá, sự tạo ống tràng hoa,thân hành, củ và thân bò

Tạo màu xanh Tổng hợp sắc tố và phát triển

lục lạpĐịnh hình dạng

Những ảnh hưởng lên sựphát triển

Mở trụ dưới lá mầm, sự pháttriển cuống, sự mở rộng lá, dạngnhánh và sự phát triển rễ

Sự chiếu sáng có ảnh h ưởng lên sự sinh trưởng của tế bào, mô thực vật và sự

sinh tổng hợp chất biến dưỡng sơ cấp và thứ cấp (Ouyang và cộng sự, 2003) Chúng

tăng theo cường độ chiếu sáng và hiện tượng bão hòa ánh sáng xuất hiện sau khicường độ chiếu sáng đạt đến điểm b ão hòa ánh sáng, khác nhau t ừ loài này đến loài

khác (Zhong và cộng sự, 1991) Sự chiếu sáng với cường độ ánh sáng và chất lượng

phổ ánh sáng khác nhau có tác động đáng kể l ên sự sinh trưởng của mô sẹo của

Cistanche deserticola và sự sinh tổng hợp phenylethanoid glycosides (Ouyang và cộng sự, 2003) – một thành phần có vai trò quan trọng trong việc ổn định chức năng

sinh sản, tiếp nhận các gốc oxygen tự do v à chống lão hóa do sự biến đổi hoạt tínhcủa phenylalanine ammonia lyase (PAL), enzyme then chốt xúc tác cho sự bố trí cốđịnh trong không gian, kháng, khử nhóm ammonia từ cả phenylalanine v à tyrosine

để tạo ra cinamic acid v à các tiền chất của nó (Ouyang và cộng sự, 2003).

 Ánh sáng trắng

Ánh sáng trắng là tổng hợp của các loại ánh sáng có b ước sóng khác nhau(400 – 800 nm), thích hợp cho nhiều loại đáp ứng của thực vật

Trong nuôi cấy dịch huyền phù của Perilla frutescens, sự chiếu ánh sáng trắng

với cường độ 27,2 W.m-2 trong suốt thời gian nuôi cấy rất hiệu quả và lượng

anthocyanin được tạo ra cao gấp hai lần so với không chiếu sáng (Zh ong và cộng

sự, 1991) Ánh sáng trắng tăng cường sự sinh trưởng của chồi cây Artemisia annua

L và làm tăng hàm lư ợng artemisinin của nó Trong điều kiện tối, chồi không sinh

trưởng và artemisinin không tạo ra (Liu và cộng sự, 1999).

 Ánh sáng đỏ/đỏ xa

Kéo dài rễ

Trong nuôi cấy lông rễ của Artemisia annua L., sinh khối lông rễ và hàm

lượng artemisia dưới ánh sáng đỏ cao hơn 17 đến 67% so với dưới ánh sáng trắng

(Wang và cộng sự, 2001).

Kéo dài lóng thân

Tỉ lệ bức xạ tia đỏ:đỏ xa (R:Fr) có ảnh h ưởng đến sự kéo dài lóng thân ở thựcvật (Klein, 1969) Người ta có thể tính tỉ lệ bức xạ R:Fr trong các môi tr ường khácnhau dựa trên sự hấp thu các sắc tố quang hợp (bảng 1.2)

Bảng 1.2 Tỉ lệ bức xạ R:Fr ở các loại môi trường khác nhau (Holmes, 1984;

Smith, 1982; Morgan và Smith, 1981)

Ánh sáng tự nhiên Ánh sáng ban ngày

Ánh sáng xế chiều

1,190,7 – 0,9Ánh sáng nhân tạo Ánh sáng đèn sợi đốt

Ánh sáng đèn huỳnh quang

0,713,5

Nước (độ sâu 1 m) Có than bùn

Có đá vôi

17,2a1,2a

Củ cải đườngRừng thay lá (sồi)Rừng tùng báchRừng nhiệt đới

0,2 – 0,50,03 – 0,040,36 – 0,90,15 – 0,760,22 – 0,77

a

Dữ liệu từ Spence (1981), tỉ lệ đ ược tính bởi Smith (1982)

 Ánh sáng xanh

Thúc đẩy sự sinh trưởng của mô sẹo

Mô sẹo được nuôi cấy dưới ánh sáng xanh 435 nm cho nhiều sinh khối (18,4 g

DW l-1) và PeG (2,4 g/l) nhất, lần lượt cao hơn 19 và 41% so với khi nuôi cấy dướiánh sáng trắng Điều này được giải thích do hoạt tính của PAL trong mô sẹ o đượcnuôi cấy dưới ánh sáng xanh cao h ơn so với dưới ánh sáng trắng trong to àn bộ thời

gian nuôi cấy (Ouyang và cộng sự, 2003).

Ức chế sự kéo dài thân

Việc chiếu ánh sáng xanh li ên tục trong nuôi cấy cây Diếp cá Lactuca sativa

L trong môi trường nước làm giảm đáng kể sự kéo dài trục hạ diệp so với việc

chiếu ánh sáng đỏ (Volmaro và cộng sự, 1998) Ánh sáng xanh tăng c ũng làm giảm chiều cao của Antirrhinum (Khattak và cộng sự, 2004).

 Ánh sáng xanh lục và tia UV gần

Bước sóng UV gần (200 – 380 nm) và xanh lục có khả năng kìm hãm sự sinhtrưởng của thực vật do tác động đến quang hợp v à sự phát triển bình thường của

cây Ngược lại khi loại bỏ một cách có chọn lọc các tia UV gần v à xanh lục từ ánhsáng trắng sẽ tăng cường sinh trưởng cho cây (Internet 4).

1.2.2.4 Vai trò của ánh sáng lên quá trình phát sinh hình thái của thực vật

Quang phát sinh hình thái là quá trình ki ểm soát sự sinh trưởng, phát triển vàphát sinh hình thái của thực vật dưới ánh sáng Quá trình này được điều khiển bởi ítnhất bốn con đường khác nhau của các quang thụ quan

Trong điều kiện tối, cây phát triển theo một ch ương trình gọi là

“skotomorphogensis”, ch ẳng hạn như kéo dài chồi (trục hạ diệp dài), có rất ít haykhông có lá mầm và lá thật, bị vàng hóa

 Cường độ ánh sáng

Cường độ ánh sáng từ 1000 – 2500 lux được dùng phổ biến cho nuôi cấynhiều loại mô Với cường độ ánh sáng lớn h ơn thì sinh trưởng của chồi chậm lạinhưng thúc đẩy quá trình tạo rễ Theo Ammirato (1987), ánh sáng tham gia vào s ựphát sinh và phát triển của phôi soma Ánh sá ng ở cường độ cao gây nên sự sinhtrưởng của mô sẹo; ở cường độ trung bình kích thích tạo chồi; ngoài ra, ở cường độthấp sẽ gia tăng chiều cao v à có màu xanh đậm

 Quang phổ ánh sáng

Vấn đề quang phổ ánh sáng đ ã được nhiều tác giả nghi ên cứu như Pierik

(1987), Reutes (1988), v.v Nuôi c ấy cây Quỳ thiên trúc Pelargonium ở ánh sáng đỏ

làm tăng chiều cao thân chồi, trong khi ánh sáng xanh lại có tác dụng ức chế(Appelgen, 1991) Đ ối với cây thuốc lá th ì ngược lại, ánh sáng xanh kích thích sựbiệt hóa chồi, ánh sáng trắng (tức ánh sáng đa sắc) k ìm hãm sự tạo rễ nhưng hoạthóa sự tạo chồi phụ (Pierik, 1987) Ảnh hưởng của ánh sáng ở các b ước sóng khácnhau được trình bày tóm tắt trong bảng 1.3

Bảng 1.3 Ảnh hưởng của các bước sóng ánh sáng khác nhau l ên thực vật (Van

der Veen và Meijer, 1962)

Không có ảnh hưởng đặc biệt nhưng có tácđộng lên thực vật

Đỏ

780760700

Kéo dài thực vậtNảy mầm (730 nm)

Da cam

640610

Quang hợp cực đại (635 nm) do đ ượcchlorophyll hấp thụ cực đại

Nảy mầm (660 nm)

Mở láHình thành nụ hoa

vàng

590570

Quang hợp

Xanh lá cây 510

Xanh dương

500450

Kích thích sắc tố

UV – B 280 Không tốt cho quang hợp (ở c ường độ cao);

làm tổn thương các mô thực vật

UV – C 100 Cây chết ngay lập tức

1.2.2.5 Vai trò của ánh sáng trong sự nảy mầm của hạt

Ánh sáng được xem là một yếu tố kiểm soát sự nảy mầm Ánh sáng vừa cóhoạt động cảm ứng sự ngủ vừa tháo gỡ sự ngủ của hạt Ánh sáng c òn tạo ra một cơchế giúp cho thực vật thích ứng với điều kiện ngoại cảnh, đặc biệt thích hợp d ưới sựtương tác thường xuyên của nhiệt độ Tác động của ánh sáng có thể gồm cả c hấtlượng ánh sánh và quang kỳ

Các thực vật khí sinh tuyệt đối cần ánh sáng Chúng sẽ mất khả năng nảymầm trong vài tuần nếu không có ánh sáng

Hầu hết các loài thực vật nhạy cảm với ánh sáng r ơi vào nhóm ngủ sinh lý.Hạt của chúng thường nhỏ và cần trồng trên cạn Nếu trồng quá sâu lá mầm khóchui lên khỏi mặt đất

Số loài thực vật có sự nảy mầm bị ức chế bởi ánh sáng th ường không nhiều.Hạt của một số loài sống ở sa mạc cần được vùi sâu nơi có độ ẩm ổn định Một sốloài hoa đòi hỏi nẩy mầm trong tối hoàn toàn (chẳng hạn như hoa Pansée)

Hạt của các loài tùng bách có sự ngủ trung gian cũng nhạy sáng Các lớpmàng của vỏ hạt hay phôi nhũ đ ược xem như các đầu dò ánh sáng, vì vậy nếu tách

bỏ lớp vỏ hạt thì việc kiểm soát ánh sáng sẽ biến mất

Việc sử dụng ánh sáng nhân tạo có hi êu quả trong việc kiểm soát sự nảy mầmcủa hạt Ánh sáng trắng (đ èn Neon) có thành phần tia đỏ cao, thuận lợi cho việc nảy

mầm, trong khi ánh sáng nến có nhiều tia hồng ngoại hay đỏ xa có thể ảnh h ưởngdẫn đến sự ngủ của hạt.

1.2.2.6 Vai trò của nhân tố ánh sáng trong vi nhân giống

Cường độ ánh sáng mà thực vật sử dụng trong phản ứng quang hợp có b ướcsóng từ 400 đến 700 nm với đỉnh từ 660 đến 680 nm Sự phát sinh h ình thái do ánhsáng (sự nảy mầm, sự kéo dài đốt thân, v.v.) xảy ra ở những dải bước sóng từ 400 –

500 nm (xanh lục), 600 – 700 nm (đỏ) và 700 – 800 nm (đỏ xa) Đơn vị đo cường

độ sáng trong các nghi ên cứu về thực vật hiện nay l à dòng photon quang h ợp(photosynthetic photon flux – PPF ), tính bằng µmol.m-2.s-1, nghĩa là số lượngphoton tham gia vào quá trình quang h ợp của thực vật tính trong một giây tr ên mộtđơn vị diện tích 1 m2 Trước đây lux là đơn vị đo cường độ ánh sáng phổ biến,nhưng lux dùng để chỉ số lượng ánh sáng chiếu tr ên một bề mặt do mắt ng ười cảmnhận được, trong khi mắt người chỉ nhạy với ánh sáng xanh lá cây h ơn xanh lam vàđỏ

Sự phân phối phổ ánh sáng, quang kỳ v à hướng chiếu sáng cũng đóng vai tr òquan trọng trong quá trình sinh trưởng của thực vật nuôi cấy mô Hiện nay, ánhsáng trắng (phổ ánh sáng từ khoả ng 200 nm đến 800 nm) của đèn huỳnh quangđược sử dụng phổ biến nhất trong các ph òng thí nghiệm nuôi cấy mô Ánh sáng đơnsắc từ đèn LED (đi–ốt phát quang) cũng đã và đang được nghiên cứu làm nguồnsáng trong nhân giống thực vật Sử dụng ánh sáng đ ơn sắc đỏ (600 – 700 nm) hoặc

đỏ xa (700 – 800 nm) hoặc kết hợp với xanh lam của đ èn LED làm cây tăng trư ởngrất tốt và tiết kiệm điện năng hơn so với dùng đèn huỳnh quang

Một trong những yếu tố của môi tr ường ảnh hưởng lên quá trình tạo rễ củamẫu cấy là ánh sáng Ánh sáng góp phần vào việc tạo rễ và chồi bất định của đoạncắt Chỉ cần cường độ ánh sáng thấp cho quá tr ình tạo rễ, vì cường độ ánh sáng caoquá sẽ ngăn cản sự tạo rễ Đối với một số lo ài, quang kỳ có thể ảnh hưởng đến sựtạo rễ Chất lượng ánh sáng cũng ảnh hưởng đến sự ra rễ Ánh sáng đỏ cam thíchhợp cho sự ra rễ hơn ánh sáng xanh da tr ời

Sự phát sinh hình thái thực vật bị ảnh hưởng bởi các nhân tố của môi tr ườngnhư nhiệt độ, CO2, chất dinh dưỡng, chất lượng ánh sáng, thời gian v à cường độchiếu sáng Những nhân tố này ảnh hưởng đến sự tăng trưởng chồi và phát sinh hình

thái bên cạnh vai trò của nó trong quang hợp (Hughes, 1981) Debergh và cộng sự

(1992) và Ziv (1991) đã chứng minh rằng cường độ chiếu sáng có tác dụng điều hòakích thước lá và thân cũng như con đường phát sinh hình thái đồng thời ảnh hưởngđến sự hình thành sắc tố và thủy tinh thể của cây con Chất l ượng ánh sáng có ảnhhưởng quan trọng trên một số đặc tính hình thái như sự kéo dài ở cây Cúc và cây Càchua (Mortensen và Stromme, 1987), sự hình thành chồi bất định ở cây Nho (Chee,1986; Chee và Pool, 1989), hình thái gi ải phẫu lá và kích thước lá ở cây Phong

(Soebo và cộng sự, 1995) và sự phát sinh rễ giả ở cây L ê (Bertazza và cộng sự,

1995) Ánh sáng là ngu ồn năng lượng cho quang hợp và điều hòa nhiều nhân tố cầnthiết cho sự phát triển của thực vật Khi trồng cây cách khoảng, sự kiểm soát v àcung cấp đầy đủ số lượng và chất lượng ánh sáng là rất cần thiết (Salisbury v àBugbee, 1988; Langhans và Dreesen, 1988; Sager và Wheeler, 19 92)

1.2.3 Những thành tựu đạt được trên thế giới khi sử dụng các nguồn sáng

nhân tạo khác nhau trong nuôi cấy mô

Sự khác nhau về quang phổ giữa các loại đ èn có vai trò quan trọng khi được

sử dụng trong các phòng nuôi cây, bên cạnh vai trò sử dụng cho việc cung cấp thêmánh sáng tự nhiên (Moe, 1997) Sự phát ít ánh sáng xanh của nó có thể đ ược bù đắpbằng bức xạ tự nhiên Khi hạn chế ánh sáng tự nhi ên thì ảnh hưởng hình thái củađèn với sự phân phối quang phổ không cân bằng hay hạn chế sẽ trở n ên quan trọnghơn và đèn có quang phổ rộng như các đèn huỳnh quang thường được sử dụngnhiều hơn (Vince – Prue và Canham, 1983) Ánh sáng hu ỳnh quang hầu như rất hữuích cho sự nẩy mầm của cây con từ hạt cũng nh ư cho việc kích thích sự tăng tr ưởngcây Tuy nhiên, ánh sáng đ èn huỳnh quang hiếm khi đ ược dùng như nguồn ánh sáng

bổ sung trong nhà kính

Tác động về sinh lý học của các dạng ánh sáng khác nhau v à phổ đặc trưngcủa chúng cũng là các nhân tố đáng quan tâm Nhìn chung, môi trường với tỉ lệ tiađỏ:đỏ xa (R:Fr) thấp, chẳng hạn như dưới vòm lá, có chiều hướng điều khiển sự kéodài thân, trong khi tỉ lệ R:Fr cao lại cản trở việc n ày (Morgan, 1981) Ánh sáng đ ỏ

xa có một số ảnh hưởng không mong muốn l ên hình thái thực vật, bao gồm sự kéo

dài thân và cản trở sự phân nhánh (Downs và cộng sự, 1958; Moe và Heins, 1990;

Vince – Prue và Canham, 1983) Các đèn s ợi đốt, có tỉ lệ R:Fr thấp, th ường dẫn tới

sự kéo dài cuống; trong khi đèn huỳnh quang, với tỉ lệ R:Fr cao, lai tạo những cây

thấp và chắc (Rajapakse và cộng sự, 1999; Whitman và cộng sự, 1998).

Các nghiên cứu của Britz (1990) v à Wheeler cùng cộng sự (1991) cho thấy có

sự giảm chiều dài thân của cây Đậu Nành (Glycine max Merrill.) khi cung c ấp ánhsáng xanh Grimstad (1991) so sánh hi ệu quả tương đối của 6 loại đèn huỳnh quangkhác nhau lên sự tăng trưởng và phát triển của cây Rau Diếp trong ph òng nuôi câythì thấy rằng có sự khác biệt đáng kể về trọng l ượng khô, sự tạo lá; tuy nhi ên, trongnhà kính thì sự khác biệt này không đáng kể và hầu như không có sự khác biệt về sựphát triển của cây trồng Trọng l ượng khô cao nhất liên quan tới các nguồn đèn phát

ra nhiều ánh sáng xanh, đỏ cũng nh ư đỏ xa Các cây trồng d ưới các đèn này có hàmlượng chlorophyll trong lá cao Các nghi ên cứu sử dụng đi - ốt phóng tia đỏ vớicường độ cao (LED) cũng chú ý nhu cầu ánh sáng xanh bổ sung để tạo sự phát triển

chồi của cây Rau Diếp (Bula và cộng sự, 1991) Chiếu sáng đang là mục tiêu đòi

hỏi phải được nghiên cứu sâu thêm cả trên sự phát triển của thực vật v à chi phí sảnxuất cây giống sao cho h iệu quả để chọn ra những hệ thống chiếu sáng thích hợp(Kim và Kozai, 2000)

Both và cộng sự (1997) khi nghiên c ứu nguồn ánh sáng lấy năng l ượng từ vi

sóng với cường độ ánh sáng cao đối chiếu với ánh sáng đ èn huỳnh quang, đèn natrricao áp thì thấy rằng đây có thể là một nguồn ánh sáng đầy hứa hẹn cho việc chiếusáng trong các phòng nuôi cây do phát ra một lượng tương đối nhỏ bức xạ trong

vùng hồng ngoại Nghiên cứu của Kozai và cộng sự (1997) cũng cho thấy các cây

cần cường độ ánh sáng cao phát triển rất tốt khi sử dụng loại đèn này

Gabarkiewicz và cộng sự (1997) khi nghiên cứu ảnh hưởng của chất lượng ánh sáng lên sự phát triển cây Dieffenbachia cv Compacta trong điều kiện in vitro

thì thấy rằng số lượng rễ đạt được cao nhất trong điều kiện ánh sáng đỏ và xanh láchỉ trên môi trường không có 2 – iP Rễ sẽ dài nhất khi môi trường có bổ sung 2 –

iP dưới ánh sáng trắng và cực tím Số lượng chồi nhiều nhất khi có sự hiện diện 2 –

iP dưới ánh sáng trắng

Các kết quả nghiên cứu của Miyashita và cộng sự (1997) về ảnh hưởng của

ánh sáng đỏ lên sự tăng trưởng và phát sinh hình thái c ủa cây con Khoai Tây cũngnhư ảnh hưởng của tỉ lệ cường độ ánh sáng đỏ/cường độ photon quang hợp cho thấyLED đỏ có thể sử dụng để kiểm soát sự phát sinh h ình thái cây con trong vi n hângiống Chiều dài chồi và hàm lượng chlorophyll ở cây con tăng khi tăng d òngphoton đỏ trong khi không có sự khác biệt đáng kể về trọng l ượng khô và diện tích

lá Ánh sáng đỏ có ảnh hưởng đến hình thái hơn là tốc độ phát triển của cây Khoaitây

Murakami và cộng sự (1997) khi khảo sát tỉ lệ dòng ánh sáng đỏ/đỏ xa thì

nhận thấy nó thích hợp để sử dụng nh ư thước đo trong sự kiểm soát h ình thái sựphát triển của thực vật dưới các điều kiện ánh sáng nhân tạo khác nhau Tỉ lệ 600 –700/700 – 800 nm là một nguồn sóng chuẩn mực dùng để nghiên cứu các đặc tínhphát sinh hình thái Hình d ạng thực vật và đặc tính hình thái tương tự nhau dù có sựphân phối phổ ánh sáng khác nhau

Iwanami và cộng sự (1992) khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng LED đỏ có bổ

sung đỏ xa lên sự kéo dài thân và tăng trưởng của cây Khoai Tây và nhận thấy ánhsáng LED đỏ có bổ sung đỏ xa điều khiển sự kéo d ài thân và sự tăng trưởng của câyKhoai tây , mặc dù thành phần ánh sáng bổ sung l à rất nhỏ Kiểm soát sự kéo d àithân của cây là một kĩ thuật quan trọng trong vi nhân giống Sự kéo d ài thân của cây

bị ảnh hưởng bởi các nhân tố nh ư chất lượng ánh sáng (Appelgren,1991), nhiệt độ,

độ ẩm và chất điều hòa tăng trưởng ngoại sinh Khi xử lý ánh sáng trắng kết hợpánh sáng đỏ và ánh sáng trắng với ánh sáng đỏ xa, chiều dài chồi, trọng lượng tươi,

đường kính thân và tỉ lệ trọng lượng rễ/chồi lớn hơn so với xử lý chỉ với ánh sángtrắng.

Các kết quả nghiên cứu của Miyashita và cộng sự (1995) cho thấy tỉ lệ % ánh

sáng đỏ có ảnh hưởng lên sự tăng trưởng và phát sinh hình thái của cây Khoai tây

và đề nghị sử dụng thử nghiệm LED nh ư một nguồn sáng cho nuôi cấy mô

Chất lượng ánh sáng có ảnh h ưởng đáng kể lên sự phát triên và phát sinh hình

thái ở cây in vitro và ex vitro (Warrington và Michell, 1976; Morga n và Smith, 1981; Smith, 1982; Tibbitts và cộng sự, 1983; Mortensen và Stromme, 1987;

Economou và Read, 1987; Dooly, 1991; Agrawal, 1992) Morgan và Smith (1976)thấy rằng có mối quan hệ trực tiếp giữa cân bằng photon ánh sáng tr ên sắc tố và sựkéo dài thân ở thực vật Satter và Wetherell (1968) thấy rằng sự kéo dài chồi là cựcđại khi cây được chiếu sáng nhiều giờ trong 1/2 đêm dưới ánh sáng đỏ và đỏ xa sovới khi chỉ được chiếu dưới ánh sáng đỏ xa Nhiều thông tin từ các đáp ứng về h ìnhthái được dùng để xác định những hệ thống chiếu sáng thích hợp trong môi tr ường

nuôi cấy sao cho cải thiện sự phát triển cũng nh ư phát sinh hình thái của cây ex vitro

(Jones, 1983)

Appelgren (1991) th ấy rằng ứng dụng ánh sáng đỏ tr ên đối tượng

Pelargonium kích thích đáng kể sự kéo dài thân trong khi ánh sáng tr ắng ức chế mạnh việc này Các kết quả của Wilson và cộng sự (1993) cũng tương tự ở các đốt

thân cây Khoai Tây M ột số nghiên cứu của Economou và Read (1987), Dooly(1991) cũng cho thấy ánh sáng đỏ giúp tăng sự phát t riển, phát sinh hình thái và biệthóa các cây Điều khiển sự phát triển, phát sinh h ình thái bằng cách thay đổi chất

lượng ánh sáng là một kỹ thuật quan trọng trong vi nhân giống (Kozai và cộng sự,

1.3 MỘT SỐ NGUỒN CHIẾU SÁN G NHÂN TẠO ĐƯỢC SỬ DỤNG

TRONG NUÔI CẤY MÔ THỰC VẬT

1.3.1 Một số thiết bị tạo nguồn sáng nhân tạo hiện nay

Năm 1870, bóng điện dây tóc nóng sáng đầu ti ên ra đời trên thế giới bởiEdison Đến nay, các nguồn sáng nhân tạo đ ã phát triển không ngừng về số l ượng,chất lượng, thể loại, cũng nh ư kiểu dáng, gồm các nguồn bức xạ nhiệt v à phóngđiện tử Có thể phân làm 3 loại chính là đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang và đèn phátquang

Trong các nguồn chiếu sáng nhân tạo hiện nay, 6 nguồn sáng chủ yếu được sửdụng cho thực vật là: đèn nóng sáng (incandescent lamp), đèn hu ỳnh quang thủyngân cao áp (high pressure mercury fluorescent lamp), đèn th ủy ngân không cầnballast (self–ballasted mercury lamp), đèn halogen kim lo ại (metal halide lamp), đ ènnatri cao áp (high pressure sodium lamp) và đèn huỳnh quang (fluorescent lamp).Ngoài ra, đèn xenon (xenon lamp) và đèn natri cao áp (low pressure sodium lamp)cũng được sử dụng trong nghi ên cứu (Shinji, 1998)

1.3.2 Một số nguồn sáng nhân tạo được sử dụng cho nuôi cấy mô thực vật

Hiện nay, một số loại nguồn sáng nhân tạo tiết kiệm điện năng đ ược hứa hẹn

sử dụng trong nông nghiệp do đem lại hiệu quả tích cực tr ên nhiều phương diện

1.3.2.1 Đèn phóng đi ện vô cực/Đèn vi sóng (Electrodeless discharge

lamp/Microwave – powered lamp)

Hiện nay, đèn vi sóng mới chỉ được dùng cho đèn cực tím trong quá trìnhkhắc quang Trong tương lai, đèn vi sóng h ứa hẹn phát triển rộng r ãi cho trồng trọt.Tuy nhiên, chi phí sản xuất và tuổi thọ của bóng điện tử l à những vấn đề cần quantâm khi sử dụng loại đèn này trong sản xuất nông nghiệp

1.3.2.2 Đèn đi–ốt laser (Laser diode device, LD)

Đi–ốt laser là những bán dẫn, được sử dụng trong máy in laser, máy sao chép(photocopier), đĩa CD và CD – ROM Takatsuji và Yamanaka (1994) đ ã tìm ra khảnăng ứng dụng của LD như một nguồn sáng trong nh à kính do hiệu suất chuyển đổiquang điện tử của LD là rất lớn Kết quả cho thấy việc kết hợp ánh sáng LD đỏ v àxanh dương đem lại hiệu quả cao xét về mặt chi phí sản xuất Takatsuji v à Mori(1997) khẳng định sự phát triển của câ y Rau diếp dưới hỗn hợp ánh sáng LD đỏ(660 nm) kết hợp với đèn đi–ốt phát quang (LED) xanh d ương (450 nm) ở 50 µmol

m-2.s-1 PPED

1.3.2.3 Đèn đi–ốt phát quang (light – emitting diodes)

Đi–ốt phát quang (LED) là ngu ồn sáng bán dẫn, sẽ cung cấp lượng ánh sángđơn sắc (1/2 chiều rộng dài sóng khoảng 30 nm) khi có dòng điện một chiều chạyqua nó LED đầu tiên được phát minh bởi Texas Instrument v ào năm 1960 Tại thờiđiểm đó cường độ sáng của LED c òn rất thấp và chỉ có ánh sáng đơn sắc đỏ Saunày cường độ sáng của LED đã tăng lên rất nhiều và biên độ dải màu cũng tăng theo(đỏ, cam, vàng, xanh lá, xanh dương, tr ắng…)

Đến những năm đầu thế kỷ XX, LED tạo n ên một cuộc cách mạng nhanhchóng, đem lại nhiều tiện dụng cho các thiết bị kỹ thuật số v à một dãy các thiết bịmới đa chức năng, nh ư tín hiệu ra vào, đèn nổi, đèn giao thông, đèn v òm, đèntường, đèn dưới nước, đèn ngoài trời Trong những năm gần đây, LED mới thực sựđược quan tâm như là một nguồn bức xạ cho thực vật do tiềm năng ứng dụngthương mại của nó rất lớn (Nhut, 2002)

 Đặc tính của LED

LED là chất bán dẫn ở trạng thái đặc Sự phát quang của LED đ ược tạo ra khitinh thể chất bán dẫn được kích thích để trực tiếp tạo ra ánh sáng nh ìn thấy được ởdãy bước sóng mong muốn (màu) Tùy chất liệu bán dẫn của p v à n, LED có thểphát ra ánh sáng có màu khác nhau g ồm trắng, xanh đậm, xanh l ơ, xanh lục, vàng,

hổ phách, cam, đỏ, đỏ t ươi và đỏ thẫm Đèn LED sáng bình thường thì dòng qua nó

từ 10 mA đến 20 mA và áp từ 1,8 V đến 3,6 V tùy thuộc theo dải màu mà LED phátsáng.

 Ưu điểm của LED

LED đem lại nhiều lợi ích trên các phương di ện như sau:

Năng suất năng lượng: LED có năng suất cao, do đó năng lượng tiêu thụ bởi

LED nhỏ, giúp cho việc nhân giống có chi phí hiệu quả v à tiết kiệm

Tuổi thọ: LED có tuổi thọ cao, từ 6.000 – 100.000 giờ.

Dải màu: LED có nhiều các dải màu, gồm cả các ánh sáng trắng Ánh sáng

trắng cũng có thể được tạo ra khi hòa trộn LED màu đỏ, xanh lơ và xanh lục Thayvào đó, thông qua việc kết hợp một cách sáng tạo các LED có m àu sắc khác nhau,ảnh hưởng thay đổi màu có thể tạo ra từ một vật cố định đ ơn giản nhờ sự hoạt hóađộng lực của các phần khác nhau của LED

Không phát ra tia UV và phát r ất ít tia hồng ngoại: LED không tạo ra tia UV,

tạo rất ít nhiệt, vì vậy là đối tượng phát sáng lý tưởng Ánh sáng LED không gâychói, mỏi mắt Do tiêu hao nhiệt rất ít, LED hầu nh ư không làm nóng môi trườngxung quanh, do đó giảm nhiều nhu cầu sử dụng hệ thống l àm lạnh để tạo điều kiệncho cây sinh trưởng

Độ bền: Đèn LED có độ bền rất cao vì nó không có dây tóc nê n ít bị hư hỏng

do va chạm và dao động

Kích thước nhỏ và dễ thay đổi linh hoạt trong thiết kế : Một LED đơn lẻ rất

nhỏ và tạo ra ít ánh sáng toàn bộ Tuy vậy, điểm yếu n ày thực sự là thế mạnh của

nó Các LED có thể gắn với nhau thành bất cứ hình dạng nào tạo nên một loạt kiệnlumen mong muốn Thêm nữa, LED có thể thu nhỏ hỗn hợp ánh sáng ; kiểm soát sựphân phối ánh sáng nhờ các thấu kính epoxy, đ ơn giản hóa cấu trúc của hệ đ ènLED Một thiết bị kiểm soát có thể đ ược gắn với phức hợp LED để l àm mờ mộtcách chọn lọc các đèn LED độc lập, dẫn đến việc kiểm soát phân phối động lực,lượng và màu của ánh sáng

Các lợi ích khác: Ánh sáng tức thời; dễ dàng làm mờ đi; khởi động êm; nguồn

cung cấp điện có điện thế thấp (tăng độ an to àn)

 Nhược điểm của đèn LED

Ít sự lựa chọn

Chất lượng ánh sáng

Tiêu chuẩn hóa sản phẩm

Giá thành cao

 Tác dụng của LED trong nhân giống vô tính thực vật

Ngoài việc được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị, LED cũng được ứng dụng

trong các nghiên cứu nông nghiệp (Bula và cộng sự, 1991; Hoenecke và cộng sự,

1992; Yanagi và Okamoto, 1993) Vi ệc sử dụng đi-ốt phát quang như một nguồnbức xạ cho thực vật đ ược đặc biệt chú trọng trong những năm gần đây do tiềm năngcủa nó trong ứng dụng th ương mại rất lớn Hệ thống bức xạ LED to àn phần có một

số lợi điểm vượt trội so với những hệ thống chiếu sáng hiện đang đ ược sử dụngrộng rãi trong nuôi cấy mô (Nhut, 2002) Sự phát sáng cực đại của LED đỏ v à xanhvới độ dài sóng thích hợp tạo hiệu quả quang hợp tối đa (McCree, 1972) LED l ànguồn sáng có tuổi thọ dài, dễ thay đổi do đó góp phần giảm chi phí cho thí nghiệm.LED sinh nhiệt ít do đó giảm thiểu nhu cầu sử dụng hệ thống l àm lạnh trong việctạo điều kiện thuận lợi cho nhân giống vô tính th ương mại với chi phí hiệu quả Do

có độ dài sóng đặc biệt và phổ hẹp nên gần đây LED được dùng trong nhiều lĩnhvực nghiên cứu quang sinh học nh ư tổng hợp chlorophyll (Tripathy v à Brown,

1995), quang hợp (Tennessen và cộng sự, 1994) và phát sinh hình thái (Hoenecke

và cộng sự, 1992).

LED đỏ có thể được ứng dụng cho thực tiễn vi nhân giống do sự phát photoncao cũng như giá thành thấp khi so sánh đèn với LED có màu khác Sự kết hợp giữacác đèn LED có màu s ắc khác nhau có thể tạo ra ánh sáng thích hợp cho quá tr ìnhquang hợp

Nhiều loại cây như Tiêu, Dưa chuột, Lúa mạch, Lúa mì (Bula và cộng sự, 1991; Hoenecke và cộng sự, 1992; Brown và Schu erger, 1993; Schuerger và

Brown, 994; Yanagi và Okamoto, 199 3; Okamoto và Yanagi, 1994; Tripathy và

Brown, 1995), cây Khoai tây (Miyashita và cộng sự, 1995), Địa lan (Tanaka và cộng sự, 1998), Dâu tây, Chuối (Nhut và cộng sự, 2002), Cúc (Kim và cộng sự,

2003) sinh trưởng tốt dưới đèn LED

1.4.1 Cây Dâu tây (Fragaria vesca L.)

Dâu tây thuộc họ hoa hồng và mọc dại trong nhiều thế kỷ ở Châu Âu v à Châu

Mỹ Trái Dâu tây đỏ, mọng, có nhiều nước có dạng hình nón (internet 1)

Lịch sử Dâu tây hiện đại Fragaria ananassa bắt đầu vào thế kỷ 16, theo sau quá trình khám phá và thu ộc địa của người Mỹ Fragaria ananassa, là kết quả của việc lai giữa Fragaria chiloensis – là giống Dâu tây bản địa tại Chile v à vùng núi phía tây Bắc Mỹ với loài Dâu tây dại Fragaria virginiana ở phía đông Bắc Mỹ Tuy

mới xuất hiện nhưng loại Dâu tây này lại có khá nhiều ưu điểm Chúng nhanhchóng được ưa thích bởi hương vị, khả năng chín sớm, sản l ượng cao và trở thành

1.4.1.2 Đặc điểm hình thái

Cây Dâu tây là cây thân th ảo thấp, lâu năm với màu đỏ ăn được

Thân: Thân chính là một đoạn khá ngắn hay c òn gọi là gốc thân (crown) Các

chồi hình thành từ gốc thân sau đó sẽ sinh ra lá , hoa, thân bò (stolon, runner) và rễ.Thân bò và các thân nhánh phát tri ển từ các chồi bên, được kích thích bởi chiều d àingày dài và nhiệt độ ấm Sự phát triển đầu ti ên của các thân bò đánh dấu bằng sựhình thành của mắt thứ 1 của thân bò Các cây con chỉ thực sự được tạo ra và pháttriển tại mắt thứ 2 của thân bò Chồi nách của cây con tr ên thân bò lại tiếp tục tạo rathân bò thứ 2 hoặc kéo dài thân bò Sự sinh sản bằng thân b ò là cơ sở phương phápnhân giống Dâu tây

Lá: Có dạng hoa thị gồm 3 lá chét mọc từ cuống lá d ài xuất phát từ đoạn thân

chính, có răng cưa quanh rìa lá và lớp lông tơ dày rên cả 2 bề mặt lá

Rễ: Rễ bất định thường mọc từ gốc thân, khi chúng đ ược kéo dài vài inch

trong đất thì các rễ bên hình thành thêm, đây là hệ rễ thứ cấp hút nước và chất dinhdưỡng cho cây con

Hoa: Những cụm hoa nhỏ có màu trắng mọc trên các thân mảnh Mỗi hoa có

10 đài xanh lục, 5 cánh hoặc hơn và 20 – 35 nhị, có cấu trúc được xếp theo dạngxoắn ốc thành 3 vòng Nhụy hoa cũng phân bố dạng xoắn ốc trên đế hoa với sốlượng khoảng 60 – 600 Số lượng nhụy lớn nhất có trong hoa đầu ti ên và giảm lầnlượt trong những hoa tiếp theo Trong mỗi nhụy chứa cấu trúc đặc biệt gọi l àachene

Quả: Phần mọng đỏ mà chúng ta hay gọi là quả Dâu tây thực ra chỉ l à quả giả,

các hạt phân bố trên bề mặt quả mọng này mới chính là quả thực của Dâu tây.Chúng được gọi là quả bế hay achene

1.4.1.3 Giá trị của Dâu tây

Giá trị dinh dưỡng

Dâu tây được ưa chuộng bởi hàng triệu người trên thế giới nhờ vị thơm ngon

và có nhiều chất dinh dưỡng (Hancock và cộng sự, 1991) và thường được sử dụng

dưới dạng tươi là chủ yếu Ngoài ra, người ta còn chế biến Dâu tây thành mứt, đồuống hay nấu thành những món ngọt phục vụ trong các bữa ăn Ngo ài ra trong Dâutây còn có lượng lớn pectin, pectin l à chất xơ có thể làm giảm lượng cholesteroltrong máu và rất nhiều chất khoáng, vitamin khác rất có lợi cho sức khỏe

Tầm quan trọng về mặt kinh tế

Hiện nay, trên thế giới đã có 71 quốc gia sản xuất được Dâu tây với diện tích

là 506.000 hecta và sản lượng của Dâu tây cao nhất trong số tất cả các loại cây cóquả nhỏ Mỹ là nơi sản xuất Dâu tây lớn nhất trên thế giới, cung cấp gần 27% nhucầu Dâu tây cho thế giới Trong t ương lai, việc sản xuất và bán Dâu tây có xuhướng tăng lên nhanh chóng Việc tăng nhu cầu tiêu dùng trong tương lai ở Canada,Nhật và Mexico dẫn đến phải tăng nhu cầu xuất khẩu từ những ng ười trồng Dâu tây

ở Mỹ Việc sản xuất Dâu tây, giá cả giống cây con, th ương mại (nhập khẩu và xuấtkhẩu) và việc tiêu dùng dự đoán là tiếp tục tăng trong những năm tiếp theo Việctiêu dùng những trái cây mà có thịt trái xốp theo đầu ng ười được dự đoán tăng từ 2– 6 pound vào năm 2012 (Nfapp, 2003) California là nơi có khí h ậu ôn hòa, mát mẻ

và thuộc miền duyên hải là nơi sản xuất Dâu tây lớn nhất ở Mỹ (USDA, 2003).Những bang sản xuất ít hơn là Florida, Oregon và Bắc Carolina (Nfapp, 2003)

Hình 1.1 Một số hình ảnh về cây Dâu tây 1.4.2 Cây Torenia