Nuôi cấy mô cây dầu mè

Nuôi cấy mô cây dầu mè

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NUÔI CẤY MÔ CÂY DẦU MÈ (Jatropha curcas L.) Nghành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 2003 – 2007 Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN HẠNH Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ************** NUÔI CẤY MÔ CÂY DẦU MÈ (Jatropha curcas L.) Luận văn kỹ sƣ Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học GVHD: Sinh viên thực hiện: PGS.TS. TRẦN VĂN MINH NGUYỄN VĂN HẠNH Khóa: 2003-2007 iii LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn:  Cha mẹ đã suốt đời tận tụy để con có đƣợc ngày hôm nay.  Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học, cùng tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập tại trƣờng.  Thầy Trần Văn Minh đã tận tình hƣớng dẫn, ân cần chỉ bảo và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài.  Cô Bùi Thị Tƣờng Thu, Thạc sĩ Trần Văn Định, Kỹ sƣ Khƣu Hoàng Minh, các anh chị nhân viên cùng các bạn sinh viên thực tập tại Phòng Thí Nghiệm Trọng Điểm Phía Nam về Công Nghệ Tế Bào Thực Vật thuộc Viện Sinh Học Nhiệt Đới thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành khoá luận này.  Xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp Công Nghệ Sinh Học 29 đã gắn bó, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt 4 năm qua. Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Hạnh iv TÓM TẮT NGUYỄN VĂN HẠNH, Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh. Tháng 8/2007. “NUÔI CẤY MÔ CÂY DẦU MÈ (Jatropha curcas L.)”. Giảng viên hƣớng dẫn: PGS.TS. TRẦN VĂN MINH Đề tài đƣợc thực hiện tại Phòng thí nghiệm trọng điểm phía Nam về Công Nghệ Tế Bào Thực Vật, Viện Sinh Học Nhiệt Đới tại TP.HCM. Thời gian thực hiện tháng 2 đến tháng 8 năm 2007. Hạt của cây dầu mè có chứa một lƣợng lớn chất béo (37%) là nguồn nguyên liệu để sản xuất dầu diesel sinh học (biodiesel). Đây là nguồn nguyên liệu mới an toàn cho môi trƣờng, hiệu quả kinh tế và có khả năng tái sinh đƣợc. Nguồn năng lƣợng này hứa hẹn sẽ thay thế cho thủy điện, dầu diesel, dầu hỏa, khí hóa lỏng, than, củi … Dầu của cây còn sử dụng để sản xuất chất tẩy rửa, chất nhuộm và dầu thơm. Lá, vỏ và rễ cây chứa những chất có đặc tính dƣợc liệu. Cây có thể phát triển rất tốt trên những vùng đất khô cằn và không đòi hỏi nhiều sự chăm sóc của con ngƣời. Do đó, cây dầu mè rất thích hợp trở thành cây công nghiệp mang lại hiệu quả kính tế cao cho ngƣời dân. Và để đáp ứng cho nhu cầu giống, chúng tôi thực hiện đề tài “Nuôi cấy mô cây dầu mè (Jatropha curcas L.)”. Từ kết quả thực nghiệm, chúng tôi đạt đƣợc một số kết quả sau:  Mẫu hạt cây dầu mè đƣợc vô trùng tốt nhất với Natri hypochlorit 15% trong thời gian 60 phút, mẫu chồi cây dầu mè đƣợc vô trùng tốt nhất trong Natri hypochlorit 10% thời gian 45 phút.  Môi trƣờng khoáng cơ bản thích hợp để nuôi cấy mô cây dầu mè in vitro là môi trƣờng MS.  Môi trƣờng thích hợp để nhân chồi cây dầu mè là môi trƣờng MS bổ sung BA (0,1 mg/l) và IBA (0,01 mg/l).  Môi trƣờng thích hợp cho sự ra rễ là môi trƣờng MS bổ sung IBA nồng độ 0,3 mg/l. v SUMMARY NGUYEN VAN HANH, Nong Lam University, HCMC. August, 2007. “TISSUE CULTURE OF PHYSIC NUT (Jatropha curcas L.)” Guided teacher: A.Professor Dr. TRAN VAN MINH This thesis was completed at Southern Key Laboratory for Plant Cell Technology, Institute of Tropical Biology from Frebruary to August 2007. Seeds of Jatropha contain a large amount of fat (37%), are a source to produce biodiesel. This is an environmentally safe, cost effective and renewable source of non-conventional energy as a promising substitute to hydel power, diesel, kerosene, LPG, coal, firewood etc. Jatropha oil can be used to produce washing agent, dye and perfume. Leave, bark and root contain medicinal substance. Jatropha can grow in arid and semi-arid condition and does not require so much human care. So jatropha is suitable to become an economic industrial plant. To produce breed of jatropha we’ve done this thesis “Tissue culture of physic nut (Jatropha curcas L.)” Some results of this thesis:  Seeds are steriled with Natri hypochlorit 15% for 60 min. axillary nodes with Natri hypochlorit 10% for 45 min.  Salt basal culture medium is MS.  Suitable medium for bud proliferation is MS supplemented with BA (0,1 mg/l) and IBA (0,01 mg/l).  Medium for rooting is MS complemented IBA (0,3 mg/l). vi MỤC LỤC Phần Trang LỜI CẢM ƠN . iii TÓM TẮT . iv SUMMARY . v MỤC LỤC . vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix DANH SÁCH CÁC HÌNH . ix DANH SÁCH CÁC BẢNG xi Chƣơng 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. Đăt vấn đề 1 1.2. Mục đích và yêu cầu 2 1.2.1. Mục đích 2 1.2.2. Yêu cầu 2 Chƣơng 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU . 3 2.1. Nhân giống cây trồng in vitro . 3 2.1.1. Khái niệm nuôi cấy mô tế bào thực vật . 3 2.1.2. Cơ sở khoa học chung về nuôi cấy mô tế bào thực vật . 3 2.1.3. Lợi ích của nhân giống bằng nuôi cấy mô tế bào thực vật 5 2.1.4. Các giai đoạn nhân giống in vitro 5 2.1.4.1. Giai đoạn 1: Khử trùng mô nuôi cấy . 5 2.1.4.2. Giai đoạn 2: Tái sinh mẫu nuôi cấy 6 2.1.4.3. Giai đoạn 3: Nhân nhanh 6 2.1.4.4. Giai đoạn 4: Tạo cây hoàn chỉnh 6 2.1.4.5. Giai đoạn 5: Đƣa cây ra đất 7 2.1.5. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nuôi cấy mô . 7 2.1.5.1. Mô nuôi cấy 7 2.1.5.2. Vô trùng trong nuôi cấy 7 2.1.5.3. Điều kiện nuôi cấy 9 vii 2.1.5.4. Môi trƣờng nuôi cấy . 12 2.1.5.5. Vai trò của chất kích thích sinh trƣởng trong nuôi cấy 12 2.1.5.6. Ảnh hƣởng của pH và Agar 14 2.2. Giới thiệu về cây dầu mè (Jatropha curcas L.) 16 2.2.1. Vị trí phân loại . 16 2.2.2. Đặc điểm sinh học 17 2.2.2.1. Mô tả . 17 2.2.2.2. Sinh thái 18 2.2.3. Công dụng 19 2.2.3.1. Nhựa mủ . 19 2.2.3.2. Lá, vỏ và rễ cây . 19 2.2.3.3. Hạt và dầu . 19 2.2.3.4. Dầu mè và nguyên liệu sinh học . 20 2.2.4. Nhân giống . 22 2.2.4.1. Phƣơng pháp nhân giống cổ truyền 22 2.2.4.2. Phƣơng pháp nhân giống hiện đại 23 Chƣơng 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 25 3.1. Thời gian và địa điểm thí nghiệm . 25 3.2. Vật liệu 25 3.2.1. Đối tƣợng thí nghiệm . 25 3.2.2. Trang thiết bị và dụng cụ . 25 3.2.3. Môi trƣờng nuôi cấy . 25 3.2.4. Điều kiện nuôi cấy in vitro . 27 3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu . 27 3.3.1. Phƣơng pháp khử trùng mẫu 27 3.3.2. Bố trí thí nghiệm 28 3.3.2.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng của nồng độ chất khử trùng và thời gian khử mẫu đến tỉ lệ sống của mẫu cây dầu mè 28 viii 3.3.2.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát môi trƣờng khoáng cơ bản thích hợp để nuôi cấy mô cây dầu mè in vitro 29 3.3.2.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của BA đến khả năng tạo chồi của cây dầu mè. . 30 3.3.2.4. Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của BA và IBA đến khả năng tạo chồi của cây dầu mè trong điều kiện in vitro 31 3.3.2.5. Thí nghiệm 5: Nuôi cấy tạo rễ cây dầu mè in vitro 32 3.3.3. Phƣơng pháp xử lý số liệu . 33 Chƣơng 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 4.1. Thí nghiệm 1: Vô trùng mô cấy ban đầu từ cây thực sinh 34 4.1.1. Vô trùng mẫu hạt . 35 4.1.2. Vô trùng mẫu chồi . 36 4.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát môi trƣờng khoáng cơ bản cho cây dầu mè in vitro 39 4.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của BA đến sự hình thành chồi của cây dầu mè 41 4.4. Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của BA và IBA đến sự hình thành chồi của cây dầu mè 43 4.5. Thí nghiệm 5: Nuôi cấy tạo rễ cây dầu mè in vitro . 45 Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ . 47 5.1. Kết luận . 47 5.2. Đề nghị 47 Chƣơng 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHẦN PHỤ LỤC a ix DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BA : Benzyl adenine Ki : Kinetin 2,4-D : Dichlorophenory acetic acid HgCl2 : Thủy ngân chlorite IAA : -indole acetic acid IBA : -indole butyric acid NAA : -naphtalen acetic acid Cw : Nƣớc dừa (Coconut water) Suc : Đƣờng sucrose CRD : Completely randomized design Ctv : Cộng tác viên CV : Hệ số biến động LSD : Sai số nhỏ nhất MS : Murashige – Skoog, 1962 WPM : Lloy – Mc Cown, 1980 x DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Cây dầu mè (Jatropha curcas L.) . 16 Hình 2.2: Lá và hoa cây dầu mè 18 Hình 2.3: Hoa, quả và hạt cây dầu mè 18 Hình 2.4: Các cây sản xuất dầu thực vật . 22 Hình 4.2: Chồi cây dầu mè nảy từ các hạt vô trùng 38 Hình 4.1: Mẫu thực sinh cây dầu mè đƣợc vô trùng phát sinh chồi . 38 Hình 4.3: Sự phát triển của cây dầu mè trên các môi trƣờng khoáng cơ bản . 40 Hình 4.4: Ảnh hƣởng của BA đến sự tạo chồi của cây dầu mè 42 Hình 4.5: Ảnh hƣởng của BA và IBA đến sự tạo chồi của cây dầu mè 44 Hình 4.6: Nuôi cấy tạo rễ cây dầu mè in vitro 44 Hình 4.7: Cây dầu mè in vitro . 46 [...]... dƣơng (13%), cải dầu (12%) [Internet 1] Hình 2.4: Các cây sản xuất dầu thực vật Cây đỗ tƣơng Cây dầu cọ Cây hƣớng dƣơng Cây cải dầu 22 Cây dầu mè so với những cây trên là một cây còn khá mới mẻ, chƣa đƣợc biết nhiều đến Nhƣng nếu tính về phƣơng diện sản xuất dầu sinh học thì cây dầu mè cho hiệu quả kinh tế lớn hơn rất nhiều bởi cây dầu mè là cây lâu năm có thể tạo quả trong nhiều thâp niên, cây có thể phát... hợp để nuôi cấy in vitro cây dầu mè o Khảo sát ảnh hƣởng của BA đến quá trình nuôi cấy tạo chồi cây dầu mè in vitro o Khảo sát sự ảnh hƣởng của BA và IBA trong sự tạo chồi cây dầu mè in vitro o Khảo sát quá trình tái sinh cụm chồi cây dầu mè in vitro 3 Chƣơng 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nhân giống cây trồng in vitro 2.1.1 Khái niệm nuôi cấy mô tế bào thực vật Nuôi cấy mô tế bào thực vật là một công cụ... hạt cải dầu (Mỹ), hạt hƣớng dƣơng (Ý và Miền nam nƣớc Pháp), đậu nành (Mỹ và Braxil), hạt cây bông (Hy Lạp), dầu cọ (Malaysia) và từ hạt cây dầu mè (Nicaragoa và Nam Mỹ) So với các cây khác, cây dầu mè có ƣu điểm chống chịu với điều kiện bất lợi của môi trƣờng tốt hơn Ngoài lấy hạt để ép dầu, trồng cây còn giúp cải tạo đất và môi trƣờng nhất là ở những vùng đất hoang, khô cằn Cây dầu mè là cây có tiềm... thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật (Nguyễn Văn Uyển, 1996) 2.1.3 Lợi ích của nhân giống bằng nuôi cấy mô tế bào thực vật Theo Bùi Bá Bổng (1995), nhân giống bằng nuôi cấy mô có những lợi điểm sau: Nuôi cấy mô giống nhƣ nhân giống vô tính vì phƣơng pháp này tạo ra cây con đồng nhất và giống nhƣ cây mẹ về mặt di truyền Đối với các cây trồng thuộc nhóm thụ phấn chéo nhƣ phần lớn các loài cây ăn trái, các cây. .. nghiệp, cây hoàn toàn có thể trở thành một cây giúp nông dân làm giàu ngay trên những vùng đất bỏ hoang mà nhiều cây trồng khác không phát triển đƣợc 2 Phƣơng pháp nhân giống cây dầu mè truyền thống là giâm cành, tuy nhiên phƣơng pháp này có nhƣợc điểm là nhân chậm và rễ tạo ra không sâu nên cây trồng dễ bị ngã đổ Do đó, tôi thực hiện đề tài Nuôi cấy mô cây dầu mè (Jatropha curcas L.)” để tạo ra nguồn cây. .. 2.1: Năng suất dầu của cây dầu mè 20 Bảng 3.1: Ảnh hƣởng của nồng độ NaOCl và thời gian xử lý vô trùng mẫu 29 Bảng 3.2: Thí nghiệm xác định môi trƣờng khoáng cơ bản 30 Bảng 3.3: Ảnh hƣởng của nồng độ BA đến khả năng tạo cụm chồi in vitro cây dầu mè 31 Bảng 3.4: Ảnh hƣởng của BA và IBA đến sự tạo chồi của cây dầu mè 32 Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của IBA đến tạo rễ cây dầu mè 33... cho thấy có 3 nhân tố ảnh hƣởng trực tiếp: môi trƣờng nuôi cấy, điều kiện nuôi cấy và mẫu đƣợc sử dụng trong nuôi cấy Vận dụng quá trình hình thành cơ quan in vitro qua sự tác động tƣơng hỗ của các nhân tố nói trên, có hàng ngàn loài thực vật đã đƣợc nghiên cứu quá trình hình thành chồi và rễ 2.1.2 Cơ sở khoa học chung về nuôi cấy mô tế bào thực vật Nuôi cấy mô tế bào thực vật là một ngành khoa học trẻ... cây con 1.2 Mục đích và yêu cầu 1.2.1 Mục đích Nghiên cứu khả năng nhân giống nhanh cây dầu mè (Jatropha curcas L.) in vitro nhằm tạo nguồn giống cây ban đầu sạch bệnh có tính đồng nhất về mặt di truyền đáp ứng yêu cầu cây giống phục vụ cho nhu cầu sản xuất 1.2.2 Yêu cầu o Vô trùng mẫu nuôi cấy để tạo nguồn nguyên liệu ban đầu o Khảo sát môi trƣờng khoáng cơ bản thích hợp để nuôi cấy in vitro cây dầu. .. trong nuôi cấy mô là 0,6 – 0,8 % 15 Trong những năm gần đây sử dụng môi trƣờng hai pha (pha rắn và pha lỏng) trở nên khá phổ biến vì tốc độ nhân giống cao và giảm hiện tƣợng thuỷ tinh thể Đầu tiên mẫu cấy đƣợc đặt trên môi trƣờng rắn, sau đó thêm vào một lớp môi trƣờng lỏng Một phần mẫu cấy ở trong môi trƣờng lỏng, một phần ở trong môi trƣờng rắn, một phần ở trong không khí Nếu nuôi cấy trong môi trƣờng... ngăn, hạt nằm trong các ngăn này Hạt cây thuôn màu đen kích thƣớc 2 x 1cm Hình 2.2: Lá và hoa cây dầu mè Hình 2.3: Hoa, quả và hạt cây dầu mè 2.2.2.2 Sinh thái Cây dầu mè có thể phát triển trong các điều kiện khí hậu khô cằn Điều kiện thích hợp nhất cho cây phát triển là mƣa ít (200mm) nhƣng cây vẫn có thể sống đƣợc ở nơi có lƣợng mƣa cao lên đến 1200mm Khi gặp hạn hán, cây thích ứng bằng cách rụng hầu ... bản thích hợp để nuôi cấy mô cây dầu mè in vitro là môi trƣờng MS.  Môi trƣờng thích hợp để nhân chồi cây dầu mè là môi trƣờng MS bổ sung BA (0,1 mg/l) và IBA (0,01 mg/l).  Môi trƣờng thích ... đến sự tạo chồi của cây dầu mè. ............... 44 Hình 4.6: Nuôi cấy tạo rễ cây dầu mè in vitro ...................................................... 44 Hình 4.7: Cây dầu mè in vitro ............................................................................... ... gian khử mẫu đến tỉ lệ sống của mẫu cây dầu mè ...... 28 viii 3.3.2.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát môi trƣờng khoáng cơ bản thích hợp để nuôi cấy mô cây dầu mè in vitro ........................