Tìm hiểu quy trình sản xuất giống khoai tây sạch bệnh bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào kết hợp khí canh tại trung tâm khảo nghiệm khuyến nông khuyến ngư tỉnh thái bình

Phần I MỞ DẦU 1.1 Đặt vấn đề Khoai tây (Solanum tuberosum L.) lương thực chủ lực đứng đầu loại lấy củ giới đứng thứ số lương thực nói chung (chỉ sau lúa mì, gạo, ngô, đậu tương) Củ khoai tây có giá trị dinh dưỡng cao, chế biến thành hàng trăm ăn đặc sắc, ngon miệng có lợi cho sức khoẻ người Củ khoai tây nguyên liệu quan trọng ngành công nghiệp, chế biến thức ăn cho gia súc Ngoài ra, khoai tây dược phẩm dùng để chữa trị nhiều bệnh khó tiêu, đau bụng, viêm loét dày, say nắng…Với lợi ích to lớn đó, khoai tây trồng 130 quốc gia nguồn thu lớn cho hàng triệu nông dân Tuy nhiên thực tế sản xuất khoai tây Việt Nam chưa phản ánh ưu loại quan trọng Diện tích trồng khoai tây khiêm tốn, vào khoảng 30.000-40.000 tiềm thực đạt đến 200.000 Đồng sông Hồng Mặt khác, nước ta,trước nhu cầu gia tăng nhanh ngành công nghiệp thực phẩm ăn nhanh, snack thực phẩm tiện dụng,nên việc sử dụng khoai tây chế biến ngày phổ biến.Ở Việt Nam, ngành chế biến khoai tây xuấthiện chưa 10 năm, phát triển mạnh mẽ Tiêu dùng khoai tây chuyển từ thị trường tiêu thụ tươi sang sản phẩm chế biến có giá trị gia tăng khoai tây rán chẳng hạn Sản phẩm chế biến từ khoai tây đa dạng khoai tây rán giòn, khoai tây chiên tinh bột Diện tích khoai tây Thái Bình có thời điểm đạt 15.000 vào năm 1980 - 1986 Sau bị giảm dần thiếu củ giống, chất lượng củ giống thoái hóa, dẫn đến hiệu sản xuất nông dân bị giảm Đồng thời, môi trường sản xuất tự nhiên, củ khoai tây dễ bị nhiễm bệnh, bệnh héo xanh vi khuẩn bệnh vi rút làm giảm suất nghiêm trọng Vì vậy, mức độ nhiễm bệnh virus héo xanh tiêu chí quan trọng đánh giá phẩm cấp chất lượng củ giống Để đảm bảo suất khoai tây sản xuất, hàng năm phải nhập nội lượng lớn củ giống khoai tây bệnh cấp nguyên chủng xác nhận; giá thành cao thiếu chủ động, chí nhiều năm bị trễ thời vụ Nhằm khắc phục tình trạng trên, từ năm 2012 Trung tâm Khảo nghiệm Khuyến nông Khuyến ngư Thái Bình thử nghiệm sản xuất củ giống khoai tây bệnh công nghệ nuôi cấy mô kết hợp địa canh khí canh đồng thời sử dụng củ giống nguyên chủng mô hình sản xuất khoai tây tỉnh Trước bối cảnh, khoai tây bị giảm sút nặng nề số lượng chất lượng, nhiều dự án thực việc áp dụng tiến khoa học kĩ thuật vào sản xuất, chọn tao, nhân giông khoai tây bệnh chất lượng Xuất phát từ vấn đề trên, kết hợp với việc theo dõi, tìm hiểu nắm bắt thông tin phân công thầy cô, nhóm tiến hành: “Tìm hiểu quy trình sản xuất giống khoai tây bệnh phương pháp nuôi cấy mô tế bào kết hợp khí canh Trung tâm khảo nghiệm khuyến nông khuyến ngư tỉnh Thái Bình” 1.2 Mục tiêu chung: Tìm hiểu quy trình sản xuất giống khoai tây bệnh phương pháp nuôi cấy mô tế bào kết hợp khí canh nhằm sản xuất khoai tây giống bệnh, cung cấp số lượng lớn giống cho tỉnh 1.3 Mục tiêu cụ thể: Tìm hiểu trung tâm khảo nghiệm khuyến nông khuyến ngư Thái Bình Tìm hiểu tham gia vào quy trình sản xuất củ giống khoai tây bệnh công nghệ nuôi mô kết hợp khí canh Tìm hiểu thực tế sản xuất sản xuất khoai tây cở sở 1.4 Địa điểm thực - Tại nhà lưới khí canh số 1, – Vườn công nghệ - Trung tâm Khuyến nông, Khuyến ngư Thái Bình 1.5 Danh sách học viên nhóm: Phần II: GIỚI THIỆU CƠ QUAN THỰC TẬP Trung tâm Khảo nghiệm Khuyến nông Khuyến ngư Thái Bình Địa chỉ: Km 3, Phường Phú Khánh, Tp Thái Bình, tỉnh Thái Bình Điện thoại: 0363.831842 Giám đốc : Nguyễn Như Liên Là đơn vị trực thuộc Sở Nông nghiệp & PTNT Thái Bình, hệ thống Khuyến nông Quốc gia - Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn 2.1 Lịch sử hình thành Trung tâm khảo nghiệm Khuyến nông Khuyến ngư Thái bình thành lập ngày 26 /6/1993 theo định số:336/QĐ- UB ngày 29/5/1993 UBND tỉnh Thái bình Tiền thân từ: 1960 -1975: Trại nghiên cứu lúa Vũ Phúc, Ty nông nghiệp thái bình 1975-1983: Viện nghiên cứu kỹ thuật nông nghiêp Thái bình 1983-1993:Trung tâm nghiên cứu Nông nghiệp thái bình 1993-đến : Trung tâm khảo nghiệm khuyến nông khuyến ngư Thái bình 2.2 Chức nhiệm vụ lĩnh vực nghiên cứu 2.2.1 Chức nhiệm vụ Trung tâm Khảo nghiệm Khuyến nông - Khuyến ngư đơn vị nghiệp có thu trực thuộc Sở Nông nghiệp & PTNT có chức tham mưu giúp Sở Nông nghiệp & PTNT quản lý công tác khảo nghiệm, khuyến nông – khuyến ngư Trung tâm chịu quản lý trực tiếp, toàn diện Sở Nông nghiệp & PTNT, đồng thời chịu hướng dẫn chuyên môn, nghiệp vụ Trung tâm Khuyến nông - Khuyến ngư Quốc gia Trung tâm có tư cách pháp nhân, sử dụng dấu mở tài khoản riêng * Nhiệm vụ Trung tâm Khảo nghiệm, Khuyến nông - Khuyến ngư - Xây dựng tổ chức thực chương trình, đề án, dự án khuyến nông khuyến ngư địa phương Trung ương phạm vi toàn tỉnh - Tổ chức Khảo nghiệm giống trồng, vật nuôi, thuỷ hải sản phù hợp với điều kiện sinh thái tỉnh bao gồm: chọn giống, xây dựng quy trình công nghệ, thâm canh mô hình trình diễn để chuyển giao tiến khoa học kỹ thuật tới hộ nông dân, ngư dân - Thực số nội dung công tác khuyến nông - khuyến ngư; - Thông tin thị trường; - Thông tin đại chúng; - Xuất ấn phẩm; phổ biến tiến kỹ thuật mô hình, gương sản xuất giỏi; - Bồi dưỡng, tập huấn đào tạo cho mạng lưới khuyến nông viên sở nông dân; - Xây dựng mô hình chuyển giao khoa học công nghệ bao gồm; + Tổng kết mô hình tốt thực tiễn sản xuất chế biến, lưu thông, tiếp thị để tuyên truyền nhân diện rộng; + Xây dựng loại mô hình khuyến nông - khuyến ngư đa dạng cho hộ nông dân, ngư dân chủ trang trại, chủ doanh nghiệp nông nghiệp, ngư nghiệp + Xây dựng loại mô hình nông – lâm – ngư công nghệ mới, công nghệ cao mức dộ khác phù hợp với điều kiện kinh tế sinh thái địa phương; - Quản lý sử dụng kinh phí khuyến nông - khuyến ngư mục đích hiệu - Tư vấn dịch vụ kỹ thuật, chuyển giao công nghệ lĩnh vực nông nghiệp phát triển nông thôn - Lập kế hoạch triển khai đề tài nghiên cứu khoa học – công nghệ cấp tỉnh; phối hợp thực đề tài khoa học cấp bộ; - Xây dựng thực chương trình cải cách hành Trung tâm theo mục tiêu nội dung chương trình cải cách hành Sở Nông nghiệp &PTNT - Quản lý tổ chức, biên chế cán bộ, kinh phí, trang thiết bị, sở vật chất kỹ thuật, thực chế độ tiền lương chế độ sách đãi ngộ, khen thưởng, kỷ luật cán bộ, viên chức Trung tâm theo quy định pháp luật - Thực số nhiệm vụ khác theo quy định pháp luật phân công, phân cấp Giám đốc Sở Nông nghiệp &PTNT 2.2.2.Cơ cấu tỏ chức, nguồn lực - Tổng số biên chế: 65 người Bao gồm : A Ban giám đốc - Giám đốc: Thạc sĩ: Nguyễn Như Liên - Phó giám đốc; Đoàn Thị Kim Tứ - Phụ trách trồng trọt, - Phó giám đốc: Nguyễn Đức Phụng - phụ trách Thủy sản chăn nuôi, B Các phòng chức Phòng Khảo nghiệm Phòng chuyển giao TBKT trồng trọt - đào tạo Phòng Hoa rau quả- Công nghệ cao Phòng Khoa hoc- Thông tin Phòng chuyển giao TBKT Chăn nuôi- Thủy sản Phòng Tổ chức Hành - Kế hoạch- Tài vụ Trạm Khuyến nông Thành phố Thái bình Trạm khuyến nông huyện Đông Hưng Trạm khuyến nông huyện Quỳnh Phụ 10 Trạm khuyến nông huyện Hưng Hà 11 Trạm khuyến nông huyện Kiến xương 12 Trạm khuyến nông huyện Tiền Hải 13 Trạm khuyến nông huyện Thái Thụy 14 Trạm khuyến nông huyện Vũ Thư 2.2.3.Thành tựu năm gần Khảo nghiệm giống trồng vật nuôi phù hợp với địa phương 300-500 giống lúa 100 giống ngô, 11-15 giống khoai tây, 10 giống lạc, Xây dựng chương trình khuyến nông TW địa phương địa bàn tỉnh Xây dựng đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ, cấp tỉnh Công tác tư vân chuyên giao khoa học kỹ thuật xuống địa phương Chọn tạo thành công giống lúa BC15 với khả thích ứng nhiều vùng sinh thái cho suất cao chất lượng tốt Tiêu biểu năm gần “Giải Hội thi Sáng tạo Kỹ Thuật” toàn quốc lần thứ 12 tổ chức có giải đêu thuộc Đoàn Thị Kim Tứ phó giám đốc trung tâm với đề tài tiêu biểu “Nghiên cứu ứng dụng đồng tiến khoa học kỹ thuật để nâng cao khả chống chịu lúa nhằm ngăn chặn giảm thiểu nguy thiệt hại bệnh lùn sọc đen hại lúa Thái Bình” Phần III CÁC HOẠT ĐỘNG THỰC TẬP CỦA NHÓM TẠI CƠ SỞ 3.1 Nội dung thực tập sở Thời gian Nội dung Địa điểm Ngày Làm việc với ban lãnh đạo để tìm hiểu cấu Trung tâm KNKN 18/05/2015 hoạt động Trung Tâm Thái Bình 19/05/2015 Dự báo cáo khoa học tông kết mùa vụ 2014 Trung tâm KNKN Thái Bình 20/05/2015 Làm việc với phòng Rau Hoa Quả để tìm hiểu đề tài Trung tâm KNKN thực tập Thái Bình 21/05/2015 Làm việc chuẩn bị phòng nuôi mô,lau chùi vệ Trung tâm KNKN sinh,rửa ống nghiệm,khử trùng phòng Thái Bình 22/05/2015 Làm việc chuẩn bị phòng nuôi mô,lau chùi vệ Phòng nuôi cấy sinh,rửa ống nghiệm,khử trùng phòng mô 23/05/2015 Tham quan dọn vệ sinh nhà khí canh 24/05/2015 Xuống sở HTX Vân Trường Tiền Hải điều tra thực tế HTX Vân Trường – Tiền Hải – Thái Bình Tổng kết nhóm bàn bạc thảo luận,thống Trung tâm KNKN 25/05/2015 Thái Bình 26/05/2015 Tổng kết trung tâm với tham gia ban lãnh đạo Trung tâm KNKN phòng ban trung tâm Thái Bình 3.2.Kết thực tập sinh viên sở Biết cấu tổ chức, hoạt động, chức , nhiệm vụ, thành tâm khảo nghiệm khuyến nông – khuyến ngư Thái Bình Tìm hiểu tiếp cận quy trình kĩ thuật sản xuất giống khoai tây bệnh phương pháp khí canh nhà lưới 3.2.1 Quy trình sản xuất giống khoai tây bệnh SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT GIỐNG KHOAI TÂY SẠCH BỆNH Nguồn vật liệu khoai tây bệnh (cây cấy mô) Nhân nhanh in vitro Nhân nhanh giống khí canh Tạo củ ống nghiệm Giống khoai tây sử dụng giống khoai tây Solara Solara giống khoai tây nhập nộ từ Tạo củ siêu nguyên chủng khí canhbốn giống Đức Là khoai tây tốt ưa trồng miền bắc Thời gia sinh trưởng 90-95 ngày( vụ đông) Thân cứng, tán gọn, củ nhiều( 8-10 củ/cây Dạng củ hình oval,Sản mắt củcủrất nông, vỏ củ màu vàng, ruột xuất giống nguyên chủng vùng cách ly củ màu vàng Chất lượng ăn tươi ngon, độ bở trung bình Năng suất từ 200-240 tạ/ha, thâm canh đạt 300 tạ/ha Ít nhiễm bệnh mốc sương virus, nhạy cảm với bệnh héo xanh Sản xuất củ giống xác nhận vùng cách ly Các kỹ thuật phòng nuôi cấy mô bao gồm: Nhân nhanh giống khoai tây in vitro bệnh tạo củ microtuber ốngđại nghiệm Tất thao tác Cung cấp cho dântrong Sản xuất trà tiến hành phòng nuôi cấy mô đảm bảo điều kiện vô trùng Cây giống bệnh nhân nuôi cấy môi trường MS, hệ số nhân giống đạt 3-4 lần/cây/tháng Cây nuôi cấy sử dụng để tạo củ ống nghiệm đưa nhân giống tạo củ khí canh Công nghệ khí canh công nghệ trồng không cần đất, dinh dưỡng cung cấp cách phun trực tiếp vào rễ Môi trường hoàn toàn bệnh, không cần dùng thuốc trừ sâu bệnh, chu trình khép kín từ trồng đến thu hoạch, tiết kiệm nước dinh dưỡng điều khiển tự động hóa thời gian phun dinh dưỡng, sinh trưởng nhanh cho suất cao, điều khiển môi trường nuôi trồng Ngoài có lợi ích: giảm chi phí nước 98%, giảm chi phí phân bón 95%, giảm chi phí thuốc bảo vệ thực vật 99%, tăng suất trồng lên 45% đến 75% Trên khoai tây, hệ số nhân đạt 7-11 lần/tháng, suất đạt 20-60 củ/cây (tùy thuộc vào giống) Kỹ thuật sản xuất siêu nguyên chủng – nguyên chủng xác nhận đồng ruộng: Đối với củ siêu nguyên chủng phải trồng nhà cách ly để đảm bảo không cho côn trùng truyền bệnh tiếp xúc mang mầm bệnh truyền vào giống Đối với củ giống cấp nguyên chủng cấp xác nhận trồng trọt đồng ruộng cách ly với trồng khác, không trồng đất trồng họ cà trước - Những vấn đề trọng tâm mà dự án cần giải quyết: Làm chủ công nghệ sản xuất củ giống khoai tây phương pháp khí canh giúp cho địa phương chủ động nguồn củ giống bệnh, đảm bảo mặt chất lượng số lượng chỗ, giảm giá thành củ giống, góp phần làm giảm chi phí sản xuất Mặt khác trình tổ chức sản xuất giống tạo công ăn việc làm cho người lao động đặc biệt tăng thu nhập cho người lao động khu vực nông thôn 3.2.2.Triển khai công nghệ nhân giống khoai tây: 3.2.2.1Giai đoạn phòng thí nghiệm (công đoạn in vitro): Gồm giai đoạn tách meristem từ nguồn bệnh ban đầu Nhân nhanh giống khoai tây in vitro bệnh tạo củ microtuber ống nghiệm Trình tự tiến hành công nghệ nhân giống - Vật liệu khởi đầu : Sử dụng bình mẫu giống làm virus đơn vị chuyển giao (Viện Sinh học Nông nghiệp) để nhân phòng nuôi cấy mô - Môi trường nuôi cấy mầm khoai tây môi trường Murashig-Skoog (MS) thành phần gồm có : +Chất khoáng: (đa lượng: KNO3 , NH4NO3 , KH2PO4 , CaCl2 , KI, MgSO4và vi lượng: MgSO4 ,Zn SO4, Cu SO4, Na2MO4 ,H3BO3, FeNaEDTA) +Vitamin (B1, B2, B6 ,Glycine, My-inosytol ) + Saccaroza (20-30g/lít môi trường), nước dừa + Agar (0-5g/lít môi trường tuỳ theo thí nghiệm cụ thể) Sau pha chế, môi trường vô trùng cách hấp áp suất 1atm tương ứng với nhiệt độ 121oC thời gian 20 phút Sau 1-2 tuần mầm khoai tây không bị nhiễm nấm, khuẩn chúng sinh trưởng phát triển tốt làm vật liệu khởi đầu cho công đoạn nhân nhanh ống nghiệm Giai đoạn :Tách meristem từ nguồn bệnh ban đầu Dụng cụ thiết bị cần thiết Kính hiển vi soi có độ phóng đại 40 lần Panh cấy; Dao tách meristem Phòng nuối cây: Nhiệt độ phòng 20-22Oc; cường độ ánh sáng 4000lux quang chu kì 16h/8h tối Tủ cấy vô trung; nồi hấp tiệt trùng; máy đo pH; máy lọc nước trao đổi ion ống nghiệm: cao 30cm, đường kính 2cm Môi trường nuối cấy: Mồi trường nuôi cấy hấp khử trùng nhiệt độ 121oC, atm Sau bổ sung GA3 phân phối vào ống nghiệm nhỏ, xong ống 3-4 ml môi trường ( thao tác điều kiện vô trùng) Rửa dụng cụ, hong khô, khử trùng, pha chế hóa chất * bước tiến hành kỹ thuật nuôi cấy meristem: Bước 1: Chuẩn bị mẫu: Lấy củ có mầm trồng vài chậu cát vô trùng điều kiện nhiệt độ ánh sáng bình thường Khi mầm cao khoảng 10-15cm, cắt lấy phần khoảng x cm Rửa nước xà pòng loãng Rửa xà phòng vòi nước chảy, sau rửa lại nước cất đưa vào buồng cấy thực thao tác tiếp théo Bước 2: Khử trùng mẫu buồng cấy vô trùng Tráng mẫu cồn 70 độ, sau rửa nước vô trùng 2-3 lần Khử trùng HgCl2 0,1% 5-7 phút Rửa lại mẫu nước cất vô trùng – lần,chú ý nên lắc ( dùng máy khấy từ), sau đặt mẫu vào giấy lóc vô trùng để thấm bớt nước Bước 3: Tách đỉnh sinh trưởng (meristem) Dùng dụng cụ ( dao cây, kéo, panh nhỏ) qua nồi hấp Để tách meristem chiếu kính hiển vi độ phóng đại X40 Dùng dao cấy kim nhỏ gạt bỏ để lộ đỉnh sinh trưởng Dùng cấy tách lấy meristem với độ dài 0,2 -0,5 mm cấy môi trường thạch nghiêng Bước Tạo hoàn chỉnh sau nuối khoảng 4-5 tuần, đỉnh sinh trưởng phát triển thành khoai tây Cao khoảng 2-3 cm Các thứ -2 ngon có hình thái rõ phía bị biến đổi dạng vẩy nhỏ Lúc cắt đoạn khoai tây nhân sau 2-3 lần cấy chuyển, khoai tây trở kích thước bình thưởng khoai tây nuôi cấy mô Khi hình thành ( hoàn chỉnh ) cần chuyển sang môi trường dễ nhân dòng, sau đem mẫu khiểm tra virus mẫu hoàn toàn nuối cấy trường để tạo lượng lớn virus Hình Tạo vật liệu khởi đầu (bình giống gốc) phương pháp tách Meristem ( nguồn : TT khảo nghiệm khuyến nông, khuyến ngư Thái Bình ) Giai đoạn :Nhân nhanh in vitro Chuẩn bị: Panh cấy, dao cấy nhiệt độ phòng từ 20-22oC: cường độ ánh ấng 4000lux quang chu kì 16h/8h tối; giá nuôi Tủ cấy vô trùng; nồi hấp tiệt trùng; máy đo pH; máy lọc nước trao đổi ionl; tủ lạnh Ống nghiệm: bình thủy tinh nhôi cấy Thành phần môi trường cho nuôi cấy mẫu bệnh ban đầu MS 1962 Các bước tiến hành Tạo củ giống mrotumbers Bước 1: đưa mẫu bệnh từ bên vào nuôi cấy mô Chon tách lấy mầm khỏe có độ dài 1-1,5 cm virus Ngâm, lắc mầm nước xà phòng từ 2-5 phút Rửa xà phòng vòi nước chảy Khử trùng HgCl2 0.1-1.5% từ đến 10 phút Rửa nước vô trùng lần Vệ sinh cắt bỏ bớt phần bị dập hỏng (mẫu có kích từ 0.5-0.7 cm) Cấy vào môi trường agar, nên dùng ống nghiệm cấy mẫu Sau 15-20 ngày cấy chuyển mẫu không nhiễm không chết sang môi trường (môi trường nahan nhanh) Bước nhân nhanh Trên môi trường lỏng (không agar) cắt thành đoạn có 1-2 ( riếng phần cắt đoạn có từ 2-3 ) cấy từ 5-7 đoạn/ bình trường Trên môi trường đặc cấy từ 7-10 đoạn/ bình Sau 12-20 ngày cấy chuyển lần Chú ý: cấy mảnh, dạng kim cấy chuyển luân phiên sang môi trường đặc bổ sung vào môi trường nuối cấy 1,5 ppm KE ( chất kháng etylen) - Nhân nhanh ống nghiệm: môi trường nhân nhanh MS có bổ sung nước dừa bổ sung αNAA nồng độ