Bài viết nghiên cứu cơ sở khoa học cho lai giống tràm bằng thụ phấn có kiểm soát nhằm cải thiện giống tràm nhằm tăng năng suất cao, chất lượng tốt cho trồng rừng, rừng sản xuất và rừng phòng hộ.
Công nghệ sinh học & Giống trng C S KHOA HỌC CHO LAI GIỐNG TRÀM (Melaleuca sp;) BẰNG THỤ PHẤN CĨ KIỂM SỐT Hồng Vũ Thơ1 TĨM TẮT Nghiên cứu sở khoa học cho lai giống tràm thụ phấn có kiểm sốt cho thấy, tốc độ hoa tràm nở nhanh, sau tăng thêm 4-5 hoa nở, sau số hoa nở tăng lên gấp gần lần, sau khoảng 20 giờ, tất hoa hoa tự M cajuputi nở gần hoàn toàn Hoa tràm bầu có ơ, bên chứa nhiều nỗn; Núm nhụy trạng thái tiếp nhận hạt phấn thường sưng phồng, ướt dính Hạt phấn tràm có cấu trúc hình tam giác, rãnh rõ, bề rộng khoảng 16-25m Trên mơi trường M1 (30% đường mía+150ppm axic boric), hạt phấn M leucadendra có tỷ lệ nảy mầm đạt 81,59%, chiều dài ống phấn 500,24m số nảy mầm 35641,7 phản ánh sức sống hạt phấn hay chất lượng hạt phấn tràm Thụ phấn tự có tỷ lệ đậu cao (80,23%), khử đực không thụ phấn không khử đực để tự thụ phấn bao cách ly khơng có tượng đậu (0%), tự thụ phấn (cưỡng bức) phát đậu với tỷ lệ thấp (4,17%) Hạt phấn LLA3 cất trữ năm nhiệt độ -300C có tỷ lệ đậu 18,47%; Hạt phấn LNB1 cất trữ năm nhiệt độ 40C có tỷ lệ đậu đạt 40,29%; Hạt phấn tươi, LNB01 LNB02, có tỷ lệ đậu đạt tương ứng 42,75 47,04% Thời điểm thích hợp thụ phấn cho tỷ lệ đậu cao số loài tràm ngày thứ sau khử đực, tương ứng núm nhụy trạng thái tiếp nhận hạt phấn Từ khóa: Lai giống tràm, Nảy mầm hạt phấn, Thụ phấn có kiểm sốt, Tỷ lệ đậu I ĐẶT VẤN ĐỀ Cho đến nay, hầu hết giống trồng đem lại hiệu kinh tế cao sản xuất nông lâm nghiệp giống lai Vì vậy, lai giống sử dụng giống lai quan tâm lớn nhà khoa học, nhà quản lý nước quốc tế, đặc biệt lồi có giá trị, cần cải thiện suất, chất lượng Tràm cajuputi (Melaleuca cajuputi) lồi địa, có khả thích ứng rộng có giá trị nhiều mặt Tuy nhiên, M.cajuputi sinh trưởng chậm, suất rừng tràm tự nhiên rừng trồng thấp, chu kỳ kinh doanh dài, hiệu kinh tế không cao [2] Do đó, sử dụng M.cajuputi làm vật liệu để tạo giống lai có khả thích ứng cao có ý nghĩa thực tiễn sản xuất lâm nghiệp nước ta Trong năm 1990 qua khảo nghiệm xuất xứ loài tràm chọn số xuất xứ Tràm dài (M.leucadendra), Tràm năm gân (M.quinquenervia) Tràm rộng (M.viridiflora) cho sinh trưởng nhanh, thân thẳng, cho suất gỗ cao loài tràm có Việt Nam [2],[4] Đây nguồn vật liệu quan trọng để tạo giống tràm lai có suất gỗ cao nước ta TS Trường Đại học Lâm nghiệp Tuy nhiên để lai giống rừng thành công, nghiên cứu thời kỳ nở hoa, cấu trúc phát triển hoa, ảnh hưởng hạt phấn, phương thức thời điểm thụ phấn đến tỷ lệ đậu đặc biệt quan trọng, có tính định [1],[4] Do đó, nghiên cứu sở khoa học cho lai giống tràm thụ phấn có kiểm sốt cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn, bước quan trọng chương trình cải thiện giống tràm nhằm tăng suất gỗ, góp phần cung cấp giống rừng có suất cao, chất lượng tốt cho trồng rừng, trồng rừng sản xuất trồng rừng phòng hộ nước ta II VẬT LIỆUVÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊN CỨU Vật liệu Vật liệu dùng nghiên cứu mẫu hạt phấn thu thập từ nòi địa phương Tràm dài Long An (LLA3) cất trữ năm nhiệt độ -300C; Ninh Bình cất trữ năm nhiệt độ 40C (LNB1), thu thập trước thụ phấn ngày (LNB01; LNB02); hạt phấn Tràm cajuputi thu thập Hà Nội trước thụ phấn (CaĐL11, CaĐL12) [3],[4] Phương pháp nghiên cứu Xác định thời kỳ nở hoa số loài tràm quan sát trực tiếp 30 cây, hai dạng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2012 17 Công nghệ sinh học & Giống trng lp địa đồi núi Ba Vì (Hà Nội), bán ngập Thạnh Hóa (Long An) Gia Viễn (Ninh Bình) mùa hoa liên tiếp [4]; Đo kích thước nụ bầu hoa, chiều dài nhị vòi nhụy thước kẹp panme Xác định giai đoạn phát triển hoa ảnh chụp định kỳ thời gian, từ lúc xuất nụ, bắt đầu hoa nở hoa tự nở hồn tồn [4]; Mơi trường xác định nảy mầm hạt phấn thực theo phương pháp Shivanna, K.R.and Rangaswamy,N.S.(1992) Baskorowati, L.(2006) [5], [10] môi trường nhân tạo, gồm: ĐC (30% đường mía); M1 (30% đường mía+150ppm axic boric); M2 (30% đường mía+300ppm nitrat canxi); M3 (30% đường mía+150ppm axit boric+300ppm nitrat canxi), điều kiện nhiệt độ phòng (20-300C), thời gian nuôi cấy: 12- 48 [3]; Thụ phấn tiến hành theo phương pháp Baskorowati, L.(2006) [5], phép lai loài tràm tiến hành theo công thức riêng biệt Sau thụ phấn tiến hành chụp bao cách ly, tháo bỏ bao núm nhụy khơng cịn khả tiếp nhận hạt phấn Thu lai tràm thích hợp sau thụ phấn khoảng 12-14 tháng [4]; Các số liệu thu thập xử lý theo phương pháp thống kê sinh học thường dùng lâm nghiệp phần mềm ứng dụng Excel III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Đặc điểm hoa loài tràm nghiên cứu Kết theo dõi mùa hoa liên tiếp cho thấy, M viridiflora có thời kỳ nở hoa tập trung vào tháng 1-2 tháng 5-6 Trong M.cajuputi, M.leucadendra M quinquenervia có thời kỳ nở hoa xuất rải rác năm, song thường tập trung làm đợt: đợt từ tháng 3-4; đợt từ tháng 8-9 [2],[4],[7],[8],[9],[11] Thời kỳ nở hoa tràm kéo dài khoảng 2-3 tuần, phía Nam hoa thường nở sớm phía Bắc Ở khu vực đồng sơng Cửu Long, M leucadendra hoa gần quanh năm Trong khi, đất đồi Ba Vì (Hà Nội), tràm lại lần vào tháng 11-12 2,[4] Chứng tỏ, sống điều kiện đất đai ẩm ướt, tràm có số lần hoa nhiều nơi khơ hạn Kết quan sát trực tiếp hoa mẹ cho thấy, lấy thời điểm hoa tự có bơng nở làm mốc, sau phát thêm 4-5 hoa nở, sau số hoa nở tăng lên gấp gần lần, sau khoảng 20 giờ, tất bơng hoa hoa tự M cajuputi nở gần hoàn toàn Chứng tỏ, tốc độ hoa tràm nở nhanh, yêu cầu xác định thời điểm để thực thao tác từ chụp bao cách ly, khử đực thụ phấn quan trọng, giúp tăng hội cho lai giống tràm thành cơng Đối với nhiều lồi tràm, hoa dạng hoa tự, gồm 1-3 trục mang hoa dài khoảng 10-15cm, nhị hợp bó, đài 5, cánh tràng [2],[8],[9],[11] Khi hoa nở, nhị duỗi thẳng có hình dáng bàn chải đánh răng, màu trắng đến màu kem Trong nghiên cứu này, chiều dài nhị vịi nhụy số lồi tràm đo đếm ghi nhận hình mm 18 15,47 16 13,42 14 12 10 10,20 8,62 Chỉ nhị vòi nhụy M cajuputi Chỉ nhị vịi nhụy Chỉ tiêu M leucalendra Hình Chiều dài nhị vòi nhụy M cajuputi M leucadendra 18 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2012 C«ng nghƯ sinh häc & Gièng c©y trồng Cột trị số biểu đồ hình cho thấy, chiều dài nhị vòi nhụy M cajuputi ngắn nhỏ so với M leucadendra Tuy nhiên, chiều dài vòi nhụy hai loài dài chiều dài nhị, hay cấu trúc hoa với núm nhụy nằm phía bao phấn Như vậy, phấn bơng hoa khó rơi vào núm nhụy để thụ phấn cho bơng hoa đó, tránh thụ phấn hoa, lại thuận lợi cho thụ phấn chéo Kết quan sát hiển vi trường cho thấy, vòi nhụy thể xốp, gồm nhiều ống dẫn - nơi mà ống phấn trượt tới lỗ nỗn lúc để thụ tinh Núm nhụy trạng thái tiếp nhận hạt phấn sưng phồng, ướt dính, đặc biệt bề mặt có nhiều tế bào móc nhỏ nhơ lên Kiểu hình thái này, giúp cho núm nhụy bắt giữ hạt phấn tương hợp tốt hơn, đồng thời rào cản ngăn chặn hạt phấn bất hợp tác nhân truyền phấn đưa tới Ngoài ra, quan sát hiển vi trường thấy hoa tràm bầu có bên chứa nhiều nỗn xếp sít nhau, bao phấn bầu hoa M cajuputi có nhiều tuyến mật màu vàng Điều giúp cho thụ phấn khác hoa tràm đạt hiệu cao nhờ hấp dẫn côn trùng, đặc biệt ong mật Như cho phép nghĩ rằng, hoa tràm với hình thái, cấu trúc, núm nhụy xếp nằm bao phấn dưới, với tuyến mật có hương thơm, vị thu hút trùng, khơng ngồi mục đích tăng cường thụ phấn chéo Môi trường xác định sức sống hạt phấn Thu thập bảo quản hạt phấn khâu khơng thể thiếu lai giống, xác định sức sống hạt phấn trước thụ phấn yêu cầu bắt buộc [1],[2],[5],[10] Sức sống hạt phấn xác định mơi trường ni cấy khác nhau, nhiều hệ thống hạt phấn, thành phần mơi trường ni cấy gồm: Đường mía, Boric acid Calcium nitrate [10] Nảy mầm hạt phấn sinh trưởng ống phấn dấu hiệu phản ánh sức sống hạt phấn chất lượng hạt phấn Khả nảy mầm hạt phấn môi trường nhân tạo phụ thuộc vào loại hạt phấn, điều kiện mơi trường thành phần dinh dưỡng, ngồi Đường mía, Ca Bo yếu tố đóng vai trò quan trọng Khi Bo đầy đủ, giúp cải thiện việc cung cấp chất hữu cho khí quan thực vật, làm tăng tỷ lệ đậu hạt, Bo xúc tiến hạt phấn nảy mầm nhanh, ống phấn nhanh chóng vươn dài tiến vào bầu (nỗn), có lợi cho thụ tinh hình thành hạt Khi thiếu Bo, túi phấn cuống nhị bị teo lại, hạt phấn nảy mầm sinh trưởng ống phấn khó khăn, nên tác dụng thụ tinh trở nên hiệu [1],[3],[4],[5],[10] Trong nghiên cứu này, nảy mầm hạt phấn tràm môi trường nuôi cấy khác (sau 12 giờ) tổng hợp hình y = -14,935x2 + 84,915x - 38,055 R2 = 0,8747 % 90 81,59 80 72,72 70 65,83 60 50 40 28,74 30 20 10 ĐC LLA3 M1 LNB1 M2 LNB02 LNB01 M3 MD Poly (LNB02) Hình Nảy mầm hạt phấn tràm mơi trường khác TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2012 19 ... nhụy nằm phía bao phấn Như vậy, phấn bơng hoa khó rơi vào núm nhụy để thụ phấn cho bơng hoa đó, tránh thụ phấn hoa, lại thuận lợi cho thụ phấn chéo Kết quan sát hiển vi trường cho thấy, vòi nhụy... tốc độ hoa tràm nở nhanh, yêu cầu xác định thời điểm để thực thao tác từ chụp bao cách ly, khử đực thụ phấn quan trọng, giúp tăng hội cho lai giống tràm thành cơng Đối với nhiều lồi tràm, hoa... phấn bầu hoa M cajuputi có nhiều tuyến mật màu vàng Điều giúp cho thụ phấn khác hoa tràm đạt hiệu cao nhờ hấp dẫn côn trùng, đặc biệt ong mật Như cho phép nghĩ rằng, hoa tràm với hình thái, cấu