Nghiên cứu ảnh hưởng một số yếu tố đến sự ra hoa in vitro lan dendrobium

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HUẾ NGHIÊN CỨUẢNH HƯỞNG MỘT SỐ YẾU TỐ ðẾN SỰ RA HOA IN VITRO LAN DENDROBIUM LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HUẾ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG MỘT SỐ YẾU TỐ ðẾN SỰ RA HOA IN VITRO LAN DENDROBIUM CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Mà SỐ: 60 42 02 01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO HÀ NỘI, 2014 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 22 tháng 1 năm 2014 Học viên Nguyễn Thị Huế Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ii LỜI CẢM ƠN Sau hơn 1 năm thực hiện luận văn tại khoa Công nghệ sinh học – Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội và Công ty Cổ phần Phát triển Thiên Nhiên xanh, bên cạnh sự nỗ lực của bản thân, tôi ñã nhận ñược rất nhiều sự quan tâm ñộng viên, giúp ñỡ của các thầy cô giáo, các chị trong phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ Sinh học thực vật, khoa Công nghệ sinh học và các cán bộ Công ty Cổ phần Phát triển Thiên Nhiên xanh. ðến nay tôi ñã hoàn thành xong luận văn tốt nghiệp của mình. Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñối với cô giáo PGS.TS. Nguyễn Thị Phương Thảo, người ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ tôi vượt qua những khó khăn ban ñầu, tạo mọi ñiều kiện cho tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tôi chân thành cảm ơn Cô ðặng Thị Phương Trâm – Cố vấn kỹ thuật của Công ty Cổ phần Phát triển Thiên nhiên xanh, ñã tạo ñiều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực tập cũng như thực hiện luận văn tốt nghiệp. Tôi xin cảm ơn gia ñình và bạn bè ñã sát cánh bên tôi và tạo ñiều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt những năm tháng học tập và trong thời gian hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 22 tháng 1 năm 2014 Học viên Nguyễn Thị Huế Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vii PHẦN I. MỞ ðẦU 1 1.1. ðặt vấn ñề 1 1.2. Mục ñích và yêu cầu 2 1.2.1. Mục ñích 2 1.2.2. Yêu cầu 3 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3 1.3.1. Ý nghĩa khoa học: 3 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn: 3 PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. Giới thiệu về chi lan Hoàng thảo (Dendrobium) 4 2.1.1. Vị trí phân bố và phân loại chi Hoàng thảo (Dendrobium) 4 2.1.2. ðặc ñiểm thực vật học của chi lan Hoàng thảo 4 2.1.3. ðặc ñiểm hình thái học của loài Dendrobiumaphyllum (Roxb.) C. Fisch. 6 2.1.4. ðặc ñiểm sinh thái học chi lan Dendrobium 6 2.2. Cơ sở khoa học sự ra hoa ở cây trồng 8 2.2.1. Cơ sở sinh lý, sinh hóa 8 2.2.2. Cơ sở phân tử 24 2.3. Các nghiên cứu về ñiều khiển ra hoa in vitro 29 2.3.1. Trên thế giới 29 2.3.2. Trong nước 31 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp iv PHẦN III. VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 3.1. Vật liệu nghiên cứu 33 3.2. Nội dung nghiên cứu 33 3.3. Phương pháp nghiên cứu và bố trí thí nghiệm 34 3.3.1. Phương pháp lựa chọn mẫu cấy 34 3.3.2. Bố trí thí nghiệm 34 3.4. Chỉ tiêu theo dõi 37 3.5. Phương pháp xử lý số liệu 38 3.6. ðịa ñiểm nghiên cứu 38 PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 4.1. Ảnh hưởng của nồng ñộ ñường ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro lan Dendrobium. 39 4.2. Ảnh hưởng của BA và nước dừa ảnh hưởng ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro lan Dendrobium. 42 4.3. Ảnh hưởng của PBZ (Paclobutrazol) ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoain vitro lan Dendrobium. 45 4.4. Ảnh hưởng của PBZ và BA ñến ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoain vitro lan Dendrobium 47 4.5. Ảnh hưởng của TDZ ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro lan Dendrobium. 51 4.6. Ảnh hưởng của TDZ và PBZñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro lan Dendrobium. 55 4.7. Ảnh hưởng của AgNO 3 ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro lan Dendrobium 59 5.1. Kết luận 63 5.2. ðề nghị 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC 70 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp v DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 4.1. Ảnh hưởng của nồng ñộ ñường ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro chồi ñơn lan Dendrobium (kết quả sau 12 tuần nuôi cấy) 39 Bảng 4.2. Ảnh hưởng của nồng ñộ ñường ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro cụm chồi lan Dendrobium (kết quảsau 12 tuần nuôi cấy) 39 Bảng 4.3. Ảnh hưởng của BA và nước dừa ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro chồi ñơn lan Dendrobium (kết quả sau 12 tuần nuôi cấy) 42 Bảng 4.4. Ảnh hưởng của BA và nước dừa ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro cụm chồi lan Dendrobium (kết quả sau 12 tuần nuôi cấy) 42 Bảng 4.5. Ảnh hưởng của PBZ ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro chồi ñơn lan Dendrobium (kết quả sau 12 tuần nuôi cấy) 45 Bảng 4.6. Ảnh hưởng của PBZ ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro cụm chồi lan Dendrobium (kết quả sau 12 tuần nuôi cấy) 45 Bảng 4.7. Ảnh hưởng của PBZ và BA ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro của chồi ñơn lan Dendrobium (kết quả sau 12 tuần nuôi cấy) 47 Bảng 4.8. Ảnh hưởng của PBZ và BA ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro của cụm chồi lan Dendrobium (kết quả sau 12 tuần nuôi cấy) 48 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp vi Bảng 4.9. Ảnh hưởng của TDZ ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro của chồi ñơn lan Dendrobium (kết quả sau 12 tuần nuôi cấy) 51 Bảng 4.10. Ảnh hưởng của TDZ ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro của cụm chồi lan Dendrobium (kết quả sau 12 tuần nuôi cấy) 52 Bảng 4.11. Ảnh hưởng của TDZ và PBZ ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro của chồi ñơn lan Dendrobium (kết quả sau 12 tuần nuôi cấy) 55 Bảng 4.12. Ảnh hưởng của TDZ và PBZ ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro của cụm chồi lan Dendrobium (kết quả sau 12 tuần nuôi cấy) 55 Bảng 4.13. Ảnh hưởng của AgNO 3 tới sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro của chồi ñơn lan Dendrobium (kết quảsau 12 tuần nuôi cấy) 59 Bảng 4.14. Ảnh hưởng của AgNO 3 tới sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro của cụm chồi lan Dendrobium (kết quảsau 12 tuần nuôi cấy) 60 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp vii DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2.1. Tổng hợp Ethylene và ảnh hưởng của ethylene ñếncác quá trình sinh lý 13 Hình 2.2. Sự phát triển của hoa theo mô hình ABC [Brian, 2006] 26 Hình 2.3. Cơ chế phân tử của cảm ứng ra hoa dưới tác ñộng của ánh sáng và nhiệt ñộ lạnh (xuân hóa) 27 Hình 3.1. Hoa lanDendrobium aphyllum (Roxb.) C. Fisch. 33 Hình 4.1. Hoa in vitro trên công thức 1 (1,0mg/l BA và 0,1mg/l PBZ) 50 Hình 4.2. Hoa in vitro trên công thức 2 (1,0 mg/l BA và 0,2 mg/l PBZ) 51 Hình.4.3. Ảnh hưởng của TDZ ñến sự sinh trưởng, phát triển của chồi ñơn lan Dendrobium 54 Hình 4.4. Hoa in vitro của cụm chồi lan Dendrobium trên môi trường có bổ sung TDZ và PBZ 58 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 1 PHẦN I. MỞ ðẦU 1.1.ðặt vấn ñề Hoa, cây cảnh là một mặt hàng có giá trị kinh tế và có tiềm năng phát triển rất lớn của Việt Nam. Ngoài các phương thức trồng và chơi hoa trên giá thể truyền thống là ñất thì phương thức trồng và chơi hoa trong môi trường nhân tạo ñang rất ñược quan tâm. Ở các nước như Thái lan, Singapore, ðài Loan, một số sản phẩm mỹ thuật của cây trồng nuôi cấy invitro ñã ñược giới thiệu ra thị trường bởi một số công ty thương mại.Ưu ñiểm của loại sản phẩm này là không phải tốn công chăm sóc nhưng vẫn ñược ngắm nhìn chúng lớn lên từng ngày trong thời gian một vài tháng. Sản phẩm trang trí ñầy sáng tạo này ñược ví như một hệ sinh thái trong lồng kính, làm cho nghệ thuật trồng cây và thú vui sinh vật cảnh trở nên thú vị. Về mặt khoa học, các cây hoa in vitro là một nguồn vật liệu có giá trị trong chọn tạo giống hoa. Việc ñiều khiển cây ra hoa in vitro vừa làm rút ngắn thời gian chọn tạo ñối với những cây có thời gian cảm ứng ra hoa dài như hoa lan, lại vừa tạo môi trường in vitro thuận lợi cho việc lai tạo, chủ ñộng trong việc hình thành các tổ hợp lai… Trong lĩnh vực hoa cây cảnh, nuôi cấy in vitro ñã khẳng ñịnh vai trò không thể thay thế và ñem lại hiệu quả kinh tế to lớn thực sự. Rất nhiều loài hoa và cây cảnh ñã ñược nuôi cấy in vitro thành công nhưng hầu hết các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở mức vi nhân giống mà chưa ñược khai thác về khía cạnh ñiều khiển ra hoa in vitro. Một số nhà khoa học trên thế giới ñã nghiên cứu cơ chế nở hoa trong ống nghiệm nhưng kết quả còn khiêm tốn và cũng chỉ thành công ñối với một số ít ñối tượng. Hơn nữa, các ñối tượng nghiên cứu ngoài cây hoa hồng và hoa lan thuộc nhóm hoa cây cảnh, các nghiên cứu hầu hết mới chỉ tập trung vào các cây trồng nông, lâm nghiệp nhằm nghiên cứu cơ bản về quá trình ra hoa cũng như phục vụ việc rút ngắn thời gian ra hoa ở một số cây trồng lâu năm. Như vậy, mặc dù ñã [...]... khoa h c và th c ti n 1.3.1 Ý nghĩa khoa h c: K t qu c a lu n văn có ý nghĩa quan tr ng trong vi c cung c p d n li u khoa h c m i có giá tr v s sinh trư ng, phát tri n và ra hoa in vitro lanDendrobium K t qu c a lu n văn là tài li u tham kh o cho các nghiên c u v ra hoa in vitro lanDendrobium 1.3.2 Ý nghĩa th c ti n: T o ra ñư c s n ph m ra hoa in vitro c a lanDendrobium có giá tr thương m i cao Trư... khi n ra hoa in vitro 1.2 M c ñích và yêu c u 1.2.1 M c ñích Bư c ñ u ñánh giá nh hư ng c a các nhân t ñ n s sinh trư ng, phát tri n và ra hoain vitro lan Dendrobium Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 2 1.2.2 Yêu c u Xác ñ nh ñư c n ng ñ AgNO3 nh hư ng ñ n s t i ưu c a ñư ng, BA, PBZ, TDZ, sinh trư ng, phát tri n và ra hoa in vitro lanDendrobium 1.3 Ý nghĩa khoa... c Hi n nay, nhu c u tiêu th gi ng hoa này tương ñ i l n b i màu s c hoa phong phú, s lư ng bông hoa nhi u và ñư ng kính hoa to,… Xu t phát t nhu c u nghiên c u cơ b n cũng như ng d ng, chúng tôi ñ xu t ñ tài lu n văn: Nghiên c u nh hư ng m t s y u t ñ n s ra hoa in vitro lan Dendrobium nh m xác ñ nh ñư c nh hư ng c a m t s y u t chính ñ n quá trình ra hoa invitro lanDendrobium, làm cơ s cho vi c hoàn... a auxin Arabidopsis, hoa phát tri n m t cách b t thư ng Chính vì th có th auxin c n cho s phát tri n c a các cơ quan hoa (Taiz và cs, 2002) Auxin gi vai trò ch ch t trong s ra hoa in vitro c a ñ u Hà Lan (Pisum sativum L.) Khi tăng n ng ñ auxin, t l hoa hình thành tăng lên H u h t ch i in vitro ra hoa khi ñư c nuôi trên môi trư ng t o r là MS b sung NAA ho c IBA có ho c không b sung GA3 S lư ng hoa. .. 1mg/l GA3 (4,2 hoa) (Franklin và cs, 2000) Pentanema indicum, t l ch i in vitro ra hoa tăng t 62,6% lên 90% khi tăng n ng ñ IBA (0,5 – 2mg/l) Tuy nhiên, IBA n ng ñ cao hơn 2mg/l khi n t l ra hoa gi m (39,7%) (Iyyakkannu và cs, 2007) * Cytokinin Cytokinin có hi u qu phân hóa gi i tính cái, làm tăng t l hoa cái c a các cây ñơn tính như các cây trong h b u bí và các cây có hoa ñ c, hoa cái và hoa lư ng tính... xoài… Nhi u nghiên c u cho th y kh năng kích thích ra hoa in vitro c a cytokinin trên nhi u loài cây m t lá m m và hai lá m m khi ñư c s d ng ñơn l ho c k t h p v i auxin, gibberellin Cytokinnin là thành ph n c a tín hi u kích thích ra hoa có trong nh a cây, ñư c v n chuy n lên ng n (Werner và cs, 2001) Các lo i cytokinin khác nhau có ho t tính sinh h c khác nhau, do ñó kh năng kích thích ra hoa c a chúng... kích thích s ra hoa rõ r t Theo h c thuy t ra hoa c a Trailakhyan thì gibberellin là m t trong hai thành viên c a hoocmon ra hoa (florigen) là gibberellin và antesin Gibberellin c n cho s hình thành và phát tri n c a n dư i hoa (cu ng hoa) , còn antesin c n cho s phát tri n c a hoa nh hư ng ñ c trưng c a gibberellin là kích thích s tăng trư ng kéo dài và nhanh chóng c a c m hoa Gibberellin kích thích... sinh trư ng S cân b ng gi a hai nhóm này quy t ñ nh ñ n quá trình sinh trư ng phát tri n c a cây Áp d ng trong vi c ñi u khi n ra hoa, hai nhóm ch t ñi u ti t sinh trư ng thư ng ñư c dùng ñó là auxin và cytokinin * Auxin Nhi u nghiên c u cho th y vi c s d ng auxin s làm thay ñ i t l gi a hoa ñ c và hoa cái c a m t s lo i cây Vai trò c a auxin v i s hình thành hoa không rõ Auxin có th kích thích s ra. .. ñ i v i tu i sinh lý c a lá Có 2 quan ñi m gi i thích quang chu kỳ c a s ra hoa: Hoocmon ra hoa - florigen: Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 14 B n ch t florigen: Theo h c thuy t Trailakhian thì florigen là hoocmon kích thích ra hoa ðó là m t t p h p c a gibberellin (kích thích sinh trư ng c a ñ hoa) và antesin (kích thích s ra m m hoa – antesin là ch t gi thi... khi n ch i sinh dư ng chuy n thành ch i sinh d c, tư ng hoa, tăng trư ng hoa và n hoa Quá trình này ñư c ñi u hòa b i nhi u y u t ngo i sinh như nư c, ánh sáng, nhi t ñ , dinh dư ng, stress h u sinh,… và n i sinh như ki u gen, tr ng thái sinh lý c a cây, tu i cây, nh p sinh h c,… (Bùi Trang Vi t, 2000) 2.2.1 Cơ s sinh lý, sinh hóa h u h t các loài th c v t b c cao, các y u t ngo i sinh như dinh dư ng, . ñề tài luận văn: Nghiên cứu ảnh hưởng một số yếu tố ến sự ra hoa in vitro lan Dendrobium nhằm xác ñịnh ñược ảnh hưởng của một số yếu tố chính ñến quá trình ra hoa invitroở lanDendrobium, làm. hưởng của BA và nước dừa ảnh hưởng ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in vitro lan Dendrobium. 42 4.3. Ảnh hưởng của PBZ (Paclobutrazol) ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoain vitro. vitro lan Dendrobium. 45 4.4. Ảnh hưởng của PBZ và BA ñến ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoain vitro lan Dendrobium 47 4.5. Ảnh hưởng của TDZ ñến sự sinh trưởng, phát triển và ra hoa in