[Luận văn]bước đầu nghiên cứu xử lý đột biến thực nghiệm trên cây cẩm chướng bằng tia gamma

Thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, tự nhiên, kinh tế, nông nghiệp

Bộ Giáo dục và đào tạo Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội --------------- -------------- Nguyễn Mạnh hùng Bớc đầu nghiên cứu xử lý đột biến thực nghiệm Bớc đầu nghiên cứu xử lý đột biến thực nghiệm Bớc đầu nghiên cứu xử lý đột biến thực nghiệm Bớc đầu nghiên cứu xử lý đột biến thực nghiệm trên cây cẩm chớng bằng tia gamma trên cây cẩm chớng bằng tia gammatrên cây cẩm chớng bằng tia gamma trên cây cẩm chớng bằng tia gamma Luận văn thạc sĩ nông nghiệp Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số : 60.62.01 Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Thị Lý Anh Hà Nội - 2009 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi, Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược sử dụng và công bố trong các luận văn, luận án và các công trình khoa học nào trước ñây. Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn ñược sử dụng trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc, ñảm bảo trích dẫn theo ñúng quy ñịnh. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam ñoan này ! Tác giả Nguyễn Mạnh Hùng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ về mọi mặt của các thầy cô giáo, các tập thể và các cá nhân. Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể các thầy cô giáo, cán bộ Khoa Công nghệ sinh học, Viện Sinh học nông nghiệp - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. ðặc biệt xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Thị Lý Anh, người ñã tận tình hướng dẫn, tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi về mọi mặt trong suốt thời gian thực hiện ñề tài. Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh ñạo Trường Cao ñẳng Nông Lâm Bắc Giang ñã tạo ñiều kiện cho tôi có thể ñảm bảo thời gian ñể thực hiện ñề tài. Cũng qua ñây cho tôi gửi lời cảm ơn chân thành tới các tập thể, cá nhân, bạn bè ñồng nghiệp ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ, ñóng góp những ý kiến quý báu ñể tôi hoàn thành luận văn này. Tác giả Nguyễn Mạnh Hùng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… iii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii 1. MỞ ðẦU 1 1.1. ðặt vấn ñề 1 1.2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài: 2 1.2.1. Mục ñích 2 1.2.2. Yêu cầu của ñề tài 2 1.3. Giới hạn của ñề tài 2 1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiến của ñề tài 3 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. Giới thiệu chung về hoa cẩm chướng 4 2.1.1. Nguồn gốc và phân loại 4 2.1.2. Vị trí phân loại 4 2.1.3. ðặc ñiểm thực vật học 4 2.1.4. Yêu cầu ngoại cảnh 6 2.1.5. Giá trị kinh tế và tình hình sản xuất hoa cẩm chướng 7 2.2. ðột biến và phương pháp gây ñột biến bằng phóng xạ trong công tác chọn tạo giống cây trồng 10 2.2.1. ðột biến 10 2.2.2. ðột biến phóng xạ 14 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 3.1. ðối tượng và vật liệu nghiên cứu 21 3.2. Nội dung nghiên cứu 21 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… iv 3.3. Phương pháp nghiên cứu 22 3.3.1. Cách bố trí thí nghiệm: 22 3.3.2. Phương pháp nghiên cứu 24 3.3.3. Các chỉ tiêu theo dõi 26 3.4. Phương pháp xử lý số liệu. 27 3.5. ðịa ñiểm nghiên cứu 27 3.6. Thời gian nghiên cứu 27 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 28 4.1. Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của các liều lượng chiếu xạ ñến khả năng sống, sinh trưởng và tạo biến dị của mẫu cấy. 28 4.2. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu sự sinh trưởng, phát triển và biến dị của các chồi sau chiếu xạ qua cấy chuyển lần 2. 39 4.3. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu khả năng tạo cây hoàn chỉnh của các chồi sau chiếu xạ. 42 4.4. Thí nghiệm 4: Nghiên cứu sự sinh trưởng, phát triển trong ñiều kiện tự nhiên của cây cẩm chướng in vitro sau chiếu xạ. 44 5. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 58 5.1. Kết luận 58 5.2. ðề nghị 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC 63 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CT: Công thức ðC: ðối chứng FAO: Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc IAEA: Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế K: Krad MS: Môi trường Murashige and Skoog NXB: Nhà xuất bản Số 4: Giống cẩm chướng trắng Số 6: Giống Cẩm chướng ñỏ α NAA: α- Napthaleneaxetic axid Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… vi DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 4.1a. Ảnh hưởng của tia gamma ñến sinh trưởng, phát triển chồi cẩm chướng in vitro giống ñỏ (sau xử lý 4 tuần) 29 4.1b. Ảnh hưởng của tia gamma ñến sinh trưởng, phát triển chồi cẩm chướng in vitro giống trắng (sau xử lý 4 tuần) 30 4.2a. ðặc ñiểm các dạng chồi giống ðỏ thu ñược sau xử lý chiếu xạ (sau 4 tuần) 35 4.2b. ðặc ñiểm các dạng chồi giống Trắng thu ñược sau xử lý chiếu xạ (sau 4 tuần) 37 4.3a. Sự sinh trưởng, phát triển của chồi giống ñỏ sau xử lý ở lần cấy chuyển 2 (sau 4 tuần) 39 4.3b. Tỷ lệ các dạng chồi biến dị của giống ñỏ sau lần cấy chuyển 2 40 4a. Sự sinh trưởng, phát triển của chồi giống Trắng sau xử lý ở lần cấy chuyển 2 (sau 4 tuần) 40 4b. Tỷ lệ các dạng chồi biến dị của giống ñỏ sau lần cấy chuyển 2 41 4.5. Khả năng ra rễ của chồi cẩm chướng giống ðỏ (sau 3 tuần) 42 4.6. Khả năng ra rễ của chồi cẩm chướng giống Trắng (sau 3 tuần) 43 4.7. Khả năng thích ứng của các cây in vitro sau xử lý chiếu xạ ở vườn ươm giống cây cẩm chướng ðỏ (sau 3 tuần theo dõi). 44 4.8. Khả năng thích ứng của các cây in vitro sau xử lý chiếu xạ ở vườn ươm giống cây cẩm chướng Trắng (sau 3 tuần theo dõi). 45 4.9. Tỷ lệ sống và các giai ñoạn sinh trưởng, phát triển 46 4.10. ðộng thái tăng trưởng chiều cao của các cây sau xử lý 48 4.11. ðộng thái ra lá của các dòng cẩm chướng sau xử lý tia gamma 50 4.12. ðộng thái ra nụ của các dòng cẩm chướng sau xử lý tia Gamma 53 4.13. ðộng thái nở hoa của các dòng cẩm chướng sau xử lý tia gamma 54 4.14. Một số dạng biến dị ngoài ñồng ruộng 56 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… vii DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 4.1. Chồi cẩm chướng ðỏ sau xử lý chiếu xạ tia gamma (sau 4 tuần nuôi cấy) 28 4.2. Ảnh hưởng của tia gamma ñến chồi cẩm chướng in vi tro giống ðỏ 29 4.3. Chồi cẩm chướng Trắng sau xử lý chiếu xạ tia gamma (sau 4 tuần nuôi cấy) 30 4.4. Ảnh hưởng của tia gamma ñến chồi cẩm chướng in vi tro giống trắng 31 4.5. Các dạng chồi thu ñược sau xử lý chiếu xạ 34 4.6. Tỷ lệ về các dạng chồi ở các liều xử lý của giống cẩm chướng ðỏ 36 4.7. Tỷ lệ về các dạng chồi ở các liều xử lý của giống cẩm chướng Trắng 38 4.8. Tỷ lệ chồi biến dị của giống cẩm chướng ðỏ 39 4.9. Tỷ lệ chồi biến dị của giống cẩm chướng Trắng 41 4.10. ðộng thái tăng trưởng chiều cao cây sau xử lý 49 4.11. ðộng thái ra lá của các dòng cẩm chướng sau xử lý tia gamma 50 4.12. Lá hình ống 51 4.13. Lá hình thoi 51 4.14. ðộng thái ra nụ của các dòng cẩm chướng sau xử lý tia gamma 53 4.15. ðộng thái nở hoa của các dòng cẩm chướng sau xử lý tia gamma 55 4.16. Ảnh hoa một số dạng ñột biến thu ñược 57 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… 1 1. MỞ ðẦU 1.1. ðặt vấn ñề Cẩm chướng (Dianthus caryophyllus L.) là một trong các loại hoa cắt cành phổ biến cho năng suất và giá trị kinh tế cao. Hoa cẩm chướng ngày càng ñược nhiều người biết ñến bởi sự ña dạng về màu sắc, là loại hoa bền, giữ ñược lâu, thuận lợi cho bảo quản và vận chuyển ñi xa. Các giống cẩm chướng ở nước ta hiện nay chủ yếu là giống nhập từ Hà Lan hay Trung Quốc. ðiều này gây khó khăn trong sự chủ ñộng nguồn giống, chi phí lớn cho việc nhập khẩu dẫn tới giá thành hoa cắt cao. Mặt khác, ñể thích nghi với ñiều kiện Việt Nam, các giống nhập nội này yêu cầu quy trình trồng và chăm sóc nghiêm ngặt. Vì vậy một ñòi hỏi thực tế là việc tạo ra những giống hoa cẩm chướng mới và cải tạo các giống ñã nhập nội, ñáp ứng nhu cầu thị trường, góp phần khẳng ñịnh thương hiệu hoa Việt Nam. Trong lĩnh vực chọn tạo giống, gây ñột biến in vitro là một phương pháp có tính ứng dụng cao, trong ñó chiếu xạ gây ñột biến sinh học là kỹ thuật ñã và ñang mang lại những kết quả lạc quan trong thực tế sản xuất. Kỹ thuật này ñược sử dụng phổ biến từ những năm 1960 và ứng dụng thành công trên nhiều ñối tượng cây trồng. Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy phương pháp này làm rút ngắn thời gian chọn tạo giống, có thể tạo ra những tính trạng quý chưa có ở giống gốc. Ở nước ta kỹ thuật chiếu xạ cũng ñã sớm ñược ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp. Theo báo cáo của Hội nghị thường niên Hiệp hội chọn giống Châu Á thì hiện nay nước ta có hơn 1 triệu ha giống cây trồng tạo ra nhờ kỹ thuật chiếu xạ, trong ñó có 25 giống lúa, 2 giống ngô và nhiều loại cây trồng khác: ñậu tương, lạc, táo, hoa, nấm, cây cảnh…Những giống cây này phần lớn ñều có phẩm chất tốt như năng suất cao, khả năng chịu hạn, úng, chịu mặn tốt.[19] Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… 2 Theo xu hướng ñó, việc nghiên cứu và chọn tạo các giống hoa chiếu xạ là hướng ñi có triển vọng. Trên ñối tượng cây hoa cẩm chướng ñã có nhiều công bố trên thế giới (Butiati, 1985; A.C.Cassells,1993; .), trong nước có tác giả Nguyễn Văn Vinh nghiên cứu sử dụng tia gamma gây ñột biến kết hợp nhân giống in vitro, tuy nhiên vẫn chưa ñi ñến kết quả cuối cùng là tạo ñược giống hoa mới. Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: “Bước ñầu nghiên cứu xử lý ñột biến thực nghiệm trên cây cẩm chướng bằng tia gamma” góp phần làm cơ sở cho chọn tạo giống hoa cẩm chướng mới bằng xử lý ñột biến phóng xạ. 1.2.Mục ñích và yêu cầu của ñề tài: 1.2.1. Mục ñích Nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý tia gamma in vitro ñến sinh trưởng, phát triển của cây cẩm chướng thông qua ñó xác ñịnh ñược khả năng tạo ñột biến thực nghiệm bằng xử lý tia gamma cho cây cẩm chướng. 1.2.2. Yêu cầu của ñề tài - Xác ñịnh ñược ảnh hưởng của các liều lượng chiếu xạ ñến khả năng sống và sinh trưởng của mẫu cấy. - ðánh giá ñược sinh trưởng và nhân nhanh của các chồi sau chiếu xạ qua các lần cấy chuyển khác nhau. - ðánh giá ñược khả năng tạo cây hoàn chỉnh của các chồi sau chiếu xạ. - Phân loại ñược các dạng biến dị trong ñiều kiện in vitro và ñiều kiện tự nhiên. 1.3. Giới hạn của ñề tài - Nghiên cứu xử lý chiếu xạ tia gamma ở các mức sau 1Krad, 2Krad, 3Krad, 4Krad và 5Krad trong thời gian 1 giờ. - Các thí nghiệm ngoài vườn ươm ñược tiến hành trong ñiều kiện khí hậu vùng ðồng bằng sông Hồng. . Bớc đầu nghiên cứu xử lý đột biến thực nghiệm Bớc đầu nghiên cứu xử lý đột biến thực nghiệm Bớc đầu nghiên cứu xử lý đột biến thực nghiệm Bớc đầu nghiên cứu. cứu xử lý đột biến thực nghiệm trên cây cẩm chớng bằng tia gamma trên cây cẩm chớng bằng tia gammatrên cây cẩm chớng bằng tia gamma trên cây cẩm chớng bằng