Sự phát triển chồi in vitro ở cây dứa Ananas comosus Merr dưới tác dụng của auxin, cytokinin và sự thay đổi hàm lượng nitrogen trong môi trường nuôi cấy

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN o0o TRAÀN LEÂ TÖÔÙC NGUYEÂN SỰ PHÁT TRIỂN CHỒI IN VITRO Ở CÂY DỨA ANANAS COMOSUS MERR DƯỚI TÁC DỤNG CỦA AUXIN, CYTOKININ VÀ SỰ THAY ĐỔI HÀM LƯỢNG NITROGEN TRONG MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY Chuyên ngành: Sinh lý thực vật Mã số: 01-05-17 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố HỒ CHÍ MINH, năm 2009 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, em xin chân thành tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: • Cô GS. TS. Mai Trần Ngọc Tiếng, Cô đã giảng dạy và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa học. • Thầy PGS. TS. Bùi Trang Việt, Trưởng bộ môn Sinh Lý Thực Vật, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, Thầy đã giảng dạy, tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm sống và động viên, giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập và làm luận văn. • Cô TS. Lê Thò Trung đã giảng dạy, hướng dẫn những kiến thức quý báu và tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn. • Thầy TS. Trần Du Sanh, Cô PGS. TS. Võ Thò Bạch Mai, Cô TS. Lê Thò Đẹp đã giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi trong thời gian học tập và thực hiện luận văn. • Thầy Ths. Phan Ngô Hoang, Cô NCS Trần Thanh Hương, Cô Ths. Trònh Cẩm Tú, Cô Lê Thò Thanh Xuân, Ths. Đỗ Thường Kiệt đã tận tình giúp đỡ, động viên và luôn tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian làm luận văn. • Cô Hồ Thò Thủy, Hiệu Trưởng trường Trung Học Phổ Thông Tân Thạnh cùng tập thể thầy cô đồng nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn. • Các anh chò, các bạn lớp cao học khóa 14, 15, 16 và những người bạn thân Ngọc, An, Mai luôn bên cạnh động viên, chia sẻ giúp đỡ trong công việc và học tập. • Cuối cùng, con xin biết ơn Bố, Mẹ, anh chò hai bên và gia đình đã luôn yêu thương, lo lắng, giúp đỡ vật chất, tinh thần trong học tập cũng như trong công tác. MỤC LỤC MỤC LỤC i CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC ẢNH vi DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH xxii LỜI MỞ ĐẦU 1 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÂY ANANNAS COMOSUS MERR 2 1.1.1.Vò trí phân loại 2 1.1.2. Đặc điểm sinh học 2 1.1.2.1. Rễ 2 1.1.2.2. Thân 3 1.1.2.3. Lá 3 1.1.2 4. Chồi 4 1.1.2.5. Hoa 5 1.1.2.6. Quả 5 1.1.2.7. Hạt 6 1.1.3. Các giống trồng 6 1.1.3.1. Nhóm Caynen 7 1.1.3.2. Nhóm Queen 7 1.1.3.3. Nhóm Red Spanish 7 1.1.3.4. Nhóm Abacaxi 7 1.1.4. Giá trò dinh dưỡng và công dụng 8 1.1.4.1. Giá trò dinh dưỡng 8 1.1.4.2. Công dụng 9 1.2. Sự phát triển chồi 10 1.2.1. Sự phát triển 10 1.2.2. Mô phân sinh ngọn 10 1.2.2.1. Cấu trúc mô phân sinh ngọn 10 1.2.2.2. Yếu tố điều khiển kích thước của mô phân sinh ngọn 12 1.2.3. Sự phát triển chồi 13 1.3. Vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật 18 1.3.1.Auxin 18 1.3.2. Cytokinin 20 1.3.3. Sự kết hợp giữa auxin và cytokinin 21 1.3.4 Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật khác 23 1.4. Ảnh hưởng của nitrogen trong quá trình phát triển chồi 23 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1. VẬT LIỆU 27 2.1.1. Vật liệu nuôi cấy in vitro 27 2.1.2. Vật liệu sinh trắc nghiệm 28 2.2. PHƯƠNG PHÁP 28 2.2.1. Quan sát hình thái giải phẫu 28 2.2.2. Thí nghiệm sơ khởi 28 2.2.3. Xử lý chất điều hòa tăng trưởng thực vật 34 2.2.3.1. Xử lý riêng rẽ 34 2.2.3.2. Xử lý phối hợp 34 2.2.3.3.Xử lí phối hợp các chất điều hòa tăng trưởng thực vật theo thời gian 36 2.2.4. Tạo cụm chồi 37 2.2.5. Xử lý nitrogen 37 2.2.6. Tạo rễ 38 2.2.7. Khảo sát sự tăng trưởng của cây con trong vườn ươm 38 2.2.8. Phân tích thống kê 38 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. KẾT QUẢ 39 3.1.1. Quan sát hình thái giải phẫu 39 3.1.2. Thí nghiệm sơ khởi 39 3.1.2.1. Kích thước vùng mô phân ngọn ở ba vò trí non, trung gian và già 39 3.1.2.2. Sự tăng trưởng của sơ khởi chồi có nguồn gốc từ chồi trên trái theo vò trí mẫu cấy 42 3.1.2.3. Hàm lượng đường tổng số và tinh bột 43 3.1.2.4. Cường độ hô hấp 44 3.1.2.5. Hoạt tính các chất điều hoà tăng trưởng thực vật 44 3.1.3. Xử lý các chất điều hòa tăng trưởng thực vật 46 3.1.3.1. Xử lý riêng rẽ 46 3.1.3.2. Xử lý phối hợp 53 3.1.3.3. Xử lí phối hợp các chất điều hoà tăng trưởng thực vật theo thời gian 61 3.1.4 Tạo cụm chồi 62 3.1.5. Xử lý nitrogen 65 3.1.5.1. Thay đổi hàm lượng nitrogen tổng cộng 65 3.1.5.2. Thay đổi tỉ lệ NH 4 /NO 3 68 3.1.6. Tạo rễ 69 3.1.7. Khảo sát sự tăng trưởng của cây con trong vườn ươm 71 3.2. THẢO LUẬN 74 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. KẾT LUẬN 80 4.2. ẹE NGHề 80 TAỉI LIEU THAM KHAO 81 PHUẽ LUẽC 88 CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAB : Acid abscisic AIA : Acid indol acetic ANA : Acid α - napthalen acetic BA : Benzyl adenin GA : Giberelin GA 3 : Acid giberelic DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong cây dứa Ananas comosus Merr 9 Bảng 1.2. Nguồn gốc khác nhau của chồi bất đònh ở một số loài. 14 Bảng 3.1. Kích thước vùng mô phân sinh sơ khởi chồi ở ba vò trí non, trung gian và già của chồi trên trái dứa Ananas comosus Merr 39 Bảng 3.2. Chiều cao của sơ khởi chồi từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở 3 vò trí non, trung gian, già trên môi trường MS và môi trường MS có bổ sung BA 0,5 mg/l và ANA 0,5 mg/l theo thời gian 42 Bảng 3.3. Hàm lượng đường tổng số của khúc cắt sơ khởi chồi ở ba vò trí non, trung gian, già có nguồn gốc từ chồi trên trái dứa Ananas comosus Merr 43 Bảng 3.4. Hàm lượng tinh bột của khúc cắt sơ khởi chồi ở ba vò trí non, trung gian, già có nguồn gốc từ chồi trên trái dứa Ananas comosus Merr 43 Bảng 3.5. Cường độ hô hấp của khúc cắt sơ khởi chồi ở ba vò trí non, trung gian, già có nguồn gốc từ chồi trên trái dứa Ananas comosus Merr 44 Bảng 3.6. Hoạt tính các chất điều hoà tăng trưởng thực vật của khúc cắt sơ khởi chồi có nguồn gốc từ chồi trên trái dứa tương ứng với ba vò trí non, trung gian, già 45 Bảng 3.7. Kích thước vùng mô phân sinh ngọn từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian sau 10 ngày trên môi trường MS có bổ sung AIA ở các nồng độ khác nhau 46 Bảng 3.8. Kích thước vùng mô phân sinh ngọn từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian sau 10 ngày trên môi trường MS có bổ sung ANA ở các nồng độ khác nhau 47 Bảng 3.9. Kích thước vùng mô phân sinh ngọn từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian sau 10 ngày trên môi trường MS có bổ sung BA ở các nồng độ khác nhau 48 Bảng 3.10. Kích thước vùng mô phân sinh ngọn từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian sau 10 ngày trên môi trường MS có bổ sung GA 3 ở các nồng độ khác nhau 49 Bảng 3.11. Kích thước vùng mô phân sinh ngọn từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian sau 10 ngày trên môi trường MS có bổ sung BA, ANA ở các nồng độ khác nhau 53 Bảng 3.12. Kích thước vùng mô phân sinh ngọn từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian sau 10 ngày trên môi trường MS có bổ sung BA, AIA ở các nồng độ khác nhau 55 Bảng 3.13. Kích thước vùng mô phân sinh ngọn từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian sau 10 ngày trên môi trường MS có bổ sung BA, ANA và GA 3 riêng rẽ hay phối hợp ở các nồng độ khác nhau 56 Bảng 3.14. Kích thước vùng mô phân sinh ngọn từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian sau 10 ngày trên môi trường MS bổ sung BA, AIA và GA 3 riêng rẽ hay phối hợp ở các nồng độ khác nhau. 57 Bảng 3.15. Kích thước vùng mô phân sinh ngọn từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian trên môi trường MS bổ sung BA, ANA hay AIA ở các nồng độ khác nhau, theo thời gian 58 Bảng 3.16. Số lá non màu xanh từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian trên môi trường MS có bổ sung BA, AIA, GA 3 phối hợp theo thời gian sau 5 tuần 61 [...]... vitro ở cây dứa chủ yếu là chồi, có thể từ chồi thân, chồi cuống, chồi ngọn hay chồi ngầm dưới mặt đất (Akbar và cộng sự, 2003) Đề tài “ Sự phát triển chồi in vitro ở cây dứa Ananas comosus Merr dưới tác dụng của auxin, cytokinin và sự thay đổi hàm lượng nitrogen trong môi trường nuôi cấy “ được thực hiện với mục đích tìm hiểu sự phát triển chồi ở cây dứa và đặc biệt là vai trò của auxin, cytokinin và hàm. .. trên môi trường MS bổ sung BA 4 mg/l và AIA 0,1 mg/l sau 6 tuần nuôi cấy 64 Ảnh 3.18 Sự tăng trưởng chồi từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian MS nuôi cấy trên môi trường MS bổ sung BA 1 mg/l AIA 0,1mg/l với hàm lượng N thay đổi sau 20 ngày 66 Ảnh 3.19 Sự tăng trưởng chồi từ sự nuôi cấy chồi 4 tuần tuổi trong môi trường BA 1 mg/l AIA 0,1mg/l với hàm lượng N thay đổi. .. comosus Merr trong môi trường MS bổ sung ANA 1 mg/l và BA 2 mg/l 17 Ảnh 2.1 Chóp lá trên trái dứa Ananas comosus Merr 27 Ảnh 3.1 Mô phân sinh ngọn của sơ khởi chồi ở vò trí non có nguồn gốc từ chồi trên trái dứa Ananas comosus Merr 40 Ảnh 3.2 Mô phân sinh ngọn của sơ khởi chồi ở vò trí trung gian có nguồn gốc từ chồi trên trái dứa Ananas comosus Merr 40 Ảnh 3.3 Mô phân sinh... có tác dụng kích thích phân chia tế bào và làm hạn chế sự hóa già của tế bào Ngoài ra, các chất này còn có tác dụng lên quá trình trao đổi chất, tổng hợp DNA, tổng hợp protein và tăng cường hoạt tính của một số enzim Cơ chế tác dụng của cytokinin ở mức phân tử thể hiện ở tác động tương hổ của cytokinin với nucleoprotein làm yếu mối liên kết của histon với DNA, tạo điều kiện tổng hợp DNA Cytokinin mặc... mg/l và ANA 0,5 mg/l 54 Ảnh 3.12 Chồi từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian sau 10 ngày trên môi trường MS có bổ sung BA 1 mg/l và AIA 0,1 mg/l 59 Ảnh 3.13 Chồi từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian sau 20 ngày trên môi trường MS có bổ sung BA 1 mg/l và AIA 0,1 mg/l 59 Ảnh 3.14 Mô phân sinh ngọn từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò... cao chồi, số lá và chiều dài lá từ sự nuôi cấy chồi 4 tuần tuổi trên môi trường MS bổ sung BA 1mg/l và AIA 0,1 mg/l với hàm lượng N thay đổi 67 Bảng 3.20 Số lượng chồi, chiều cao chồi, số lá và chiều dài lá từ sự nuôi cấy chồi 4 tuần tuổi trên môi trường MS bổ sung BA 1mg/l và AIA 0,1 mg/l với với tỉ lệ NH4/ NO3 thay đổi sau 5 tuần 68 Bảng 3.21 Số sơ khởi rễ tạo thành từ cây. .. 3.20 Cây con in vitro trên môi trường MS có bổ sung BA 4 mg/l và AIA 0,2 mg/l tách ra từ cụm chồi sau 6 tuần nuôi cấy 70 vii Ảnh 3.21 A, B Sơ khởi rễ hình thành từ chồi Ananas comosus Merr 6 tuần tuổi trong môi trường AIA 2,5 mg/l sau 1 tuần nuôi cấy 70 Ảnh 3.22 Cây con in vitro 16 tuần tuổi 72 Ảnh 3.23 Cây con in vitro 16 tuần tuổi trước khi ra vườn ươm 73 nh 3.24 Cây con in. .. ngọn của sơ khởi chồi ở vò trí già có nguồn gốc từ chồi trên trái dứa Ananas comosus Merr 41 Ảnh 3.4 Mô phân sinh ngọn từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian sau 10 ngày trên môi trường MS (đối chứng) 50 Ảnh 3.5 Mô phân sinh ngọn từ sự nuôi cấy khúc cắt sơ khởi chồi ở vò trí trung gian sau 10 ngày trên môi trường MS có bổ sung AIA 0,1 mg/l 50 Ảnh 3.6 Mô phân sinh... ứng của auxin giảm sau một nồng độ tối hảo và trở nên độc ở nồng độ qua cao (Bùi Trang Việt, 2000) Auxin được sinh ra từ phần non của cơ thể thực vật, chủ yếu ở chồi ngọn Sau khi cắt bỏ chồi ngọn, có sự giảm ngay nồng độ AIA sau 4h ở cây dứa Ananas comosus Merr và sự phân chia tế bào ở lá mầm của nách (Beatriz và cộng sự, 2003) hay sau 8h ở Betula pendula (Galoch và cộng sự, 1998) nguyên nhân là do sự. .. toàn Trang 19 Sự tập trung auxin nồng độ cao ở ngọn và sự di chuyển hữu cực của auxin cũng sẽ dẫn đến sự hình thành cơ quan hoa theo trục dọc Có thể nói, sự di chuyển hữu cực của auxin có vai trò quan trọng không chỉ trong giai đoạn dinh dưỡng để tạo chồi (nhánh và lá) mà còn trong sự ra hoa ở dâu tây và ở dứa (Hou và cộng sư,ï 2005 trong Tr n Th Anh Thoa, 2007) 1.3.2 Cytokinin Kinetin là chất đầu . Sự phát triển chồi in vitro ở cây dứa Ananas comosus Merr dưới tác dụng của auxin, cytokinin và sự thay đổi hàm lượng nitrogen trong môi trường nuôi cấy “ được thực hiện với mục đích tìm hiểu sự. MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN o0o TRAÀN LEÂ TÖÔÙC NGUYEÂN SỰ PHÁT TRIỂN CHỒI IN VITRO Ở CÂY DỨA ANANAS COMOSUS MERR DƯỚI TÁC DỤNG CỦA AUXIN, CYTOKININ VÀ SỰ. được thực hiện với mục đích tìm hiểu sự phát triển chồi ở cây dứa và đặc biệt là vai trò của auxin, cytokinin và hàm lượng nitrogen trong môi trường nuôi cấy. Chương 1: TỔNG QUAN