Ảnh hưởng của ánh sáng đèn led đỏ xanh và trắng đến sự sinh trưởng và phát triển cây cúc tiger chrysanthemu sp trong nhân giống vitro và vườn ươm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP - TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG ĐÈN LED ĐỎ, XANH VÀ TRẮNG ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CÂY CÚC TIGER (Chrysanthemu sp.) TRONG NHÂN GIỐNG IN VITRO VÀ VƯỜN ƯƠM NGUYỄN VĂN THẢO AN GIANG, THÁNG 04 NĂM 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP - TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG ĐÈN LED ĐỎ, XANH VÀ TRẮNG ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CÂY CÚC TIGER (Chrysanthemu sp.) TRONG NHÂN GIỐNG IN VITRO VÀ VƯỜN ƯƠM NGUYỄN VĂN THẢO MSSV: DSH153538 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ThS Diệp Nhựt Thanh Hằng AN GIANG, THÁNG 04 NĂM 2018 CHẤP NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG Đề tài nghiên cứu khoa học “Ảnh hưởng ánh sáng đèn LED đỏ, xanh trắng đến sinh trưởng phát triển Cúc Tiger (Chrysanthemu sp.) nhân giống in vitro vườn ươm” sinh viên Nguyễn Văn Thảo thực hướng dẫn ThS Diệp Nhựt Thanh Hằng Tác giả báo cáo nội dung Hội đồng Khoa học Đào tạo thông qua ngày Thư ký Phản biện Phản biện Cán hướng dẫn Chủ tịch Hội đồng i LỜI CẢM TẠ Với lòng biết ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Ban giám hiệu Trường Đại học An Giang, Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp – Tài nguyên Thiên nhiên chấp thuận tạo điều kiện thuận lợi để tơi có hội thực đề tài Quý Thầy, Cô Bộ môn Công nghệ Sinh học, Khoa Nông nghiệp – Tài nguyên Thiên nhiên giảng dạy truyền đạt cho nhiều kiến thức vô quý báu ThS Diệp Nhựt Thanh Hằng, người hướng dẫn em thực đề tài Cô tận tình dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm bổ ích, ln giúp đỡ động viên em suốt trình học tập thực đề tài ThS Văn Viễn Lương, cảm ơn Thầy quan tâm, giúp đỡ đóng góp ý kiến quý báu cho em suốt trình học tập thực đề tài Chị Trình Thị Thu Hồng - cán phịng quản lý thiết bị khu thí nghiệm giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài Anh Phan Minh Hiếu cựu sinh viên lớp Cơng nghệ Sinh học khóa ĐH14SH nhiệt tình giúp đỡ, góp ý kiến động viên kịp thời cho em trình thực đề tài Cảm ơn bạn Thùy Linh, Công Trứ, Hữu Tấn, Ngọc Linh, Thùy Trâm, Quốc Bình, Quốc Hùng, Văn Quý, Minh Trọng, Thanh Tiến, tất bạn lớp ĐH15SH, bạn bên tôi, chia sẻ giúp đỡ tơi nhiều q trình học tập thực đề tài Con xin tri ân Ba, Mẹ, hai người nguồn động viên tinh thần lớn Ba, Mẹ an ủi, giúp đỡ người gia đình lo lắng tinh thần vật chất để học tập tốt hồn thành đề tài An giang, ngày tháng năm 2018 Người thực Nguyễn Văn Thảo ii TÓM TẮT Nghiên cứu tiến hành nhằm tìm hiểu ảnh hưởng hệ thống ánh sáng từ đèn LED lên số giai đoạn nhân giống in vitro Cúc Tiger (Chrysanthemum sp.) Các đoạn thân chồi Cúc nuôi cấy tỷ lệ ánh sáng khác nhau: 100% LED đỏ, 100% LED xanh, 100% LED trắng, 50% LED đỏ kết hợp 50% LED xanh, 70% LED đỏ kết hợp 30% LED xanh, 80% LED đỏ kết hợp 20% LED xanh, 90% LED đỏ kết hợp 10% LED xanh ánh sáng đèn huỳnh quang để tìm nguồn chiếu sáng đơn sắc phù hợp với giai đoạn quy trình nhân giống, giúp nâng cao chất lượng giống hạ giá thành sản xuất thương mại Sau tuần, kết nghiên cứu cho thấy giai đoạn nhân nhanh chồi từ đoạn thân tỷ lệ ánh sáng sử dụng 60% LED đỏ kết hợp với 40% LED xanh cho số chồi (6,46 chồi) số SPAD (24,33) đạt giá trị cao nhất; chiều cao chồi trung bình (3,46 cm) số trung bình (7,04 lá) cao Với tỷ lệ ánh sáng 50% LED đỏ kết hợp với 50% LED xanh tốt cho giai đoạn tạo hoàn chỉnh: chiều cao trung bình đạt 4,38 cm, số trung bình 3,89 lá, số rễ trung bình 5,28 rễ, chiều dài rễ trung bình 3,04 cm, số SPAD 23,73 diện tích trung bình 1,06 cm2 sau tuần Sự phát triển Cúc Tiger tạo tỷ lệ ánh sáng 50% LED đỏ 50% LED xanh sau chuyển vườn ươm tốt so với tỷ lệ ánh sáng khác, tỷ lệ sống đạt 83,33% sau tuần Từ khóa: Chrysanthemum, LED, nhân giống in vitro iii ABSTRACT “Effects of red, blue anh white Light Emitting - Diodes (LEDs) on growth and development of Chrysanthemum (Chrysanthemum sp.) plants in vitro multiplication and nursery” This study was conducted to find the effects of light emitting diodes (LED) system on the in vitro multiplication of Chrysanthemum (Chrysanthemum sp.) Chrysanthemum dormant buds and shoots were cultured under different light conditions: 100% red LEDs, 100% blue LEDs, 100% LEDs white, 50% red LEDs + 50% blue LEDs, 70% red LEDs + 30% blue LEDs, 80% red LEDs + 20% blue LEDs, 90% red LEDs + 10% blue LEDs and fluorescent lamps to find the suitable monochromatic light source for some stage of the in vitro multiplication After weeks, the study results show that the shoot multiplication stage from dormant buds under light condition using 60% red LEDs + 40% blue LEDs has the highest number of shoots (6,46 shoots) and the SPAD value (24,03), respectively In addition, the average height of shoots (3,46 cm) and the average number of leaves (7,04 leaves) were high The combination of 50% red LEDs + 50% blue LEDs is the most suitable lighting condition in the root generation stage The average plant height is 4,38 cm, average number of leaves are 3,89 leaves, average root is 5,28 roots, average of root length is 3,04 cm, SPAD value is 23,73 and average of leaf area is 1,06 cm2 after weeks The growth of plantlets Chrysanthemum produced in 50% red LEDs and 50% blue LEDs lights after transfer to nursery was also better than that plantlets grown under other light conditions, survival rate is 83,33% after weeks Keywords: Chrysanthemum, LED, in vitro multiplication iv LỜI CAM KẾT Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu cơng trình nghiên cứu có xuất xứ rõ ràng Những kết luận khoa học cơng trình nghiên cứu chưa cơng bố cơng trình khác An giang, ngày tháng năm 2018 Người thực Nguyễn Văn Thảo v MỤC LỤC CHẤP NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG i LỜI CẢM TẠ ii TÓM TẮT iii LỜI CAM KẾT v MỤC LỤC vi DANH SÁCH BẢNG viii DANH SÁCH HÌNH ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT x CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 LƯỢC KHẢO VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1.1 Sơ lược hoa Cúc 2.1.2 Ánh sáng sinh trưởng phát triển thực vật 11 2.1.3 Một số nguồn ánh sáng nhân tạo sử dụng nuôi cấy mô 15 2.1.4 Ý nghĩa việc tiết kiệm điện 17 2.1.5 Các nghiên cứu nước sử dụng đèn LED chiếu sáng nuôi cấy mô 17 2.2 CÂU HỎI NGHIÊN CỨU 21 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 3.1 MẪU NGHIÊN CỨU 22 3.2 THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU 22 3.3 CÔNG CỤ NGHIÊN CỨU 24 3.4 TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU 25 3.5 XỬ LÝ SỐ LIỆU 28 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 vi 4.1 THÍ NGHIỆM 1: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TỶ LỆ ÁNH SÁNG LED LÊN KHẢ NĂNG NHÂN NHANH CHỒI CÚC TIGER IN VITRO 29 4.2 THÍ NGHIỆM 2: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TỶ LỆ ÁNH SÁNG LED LÊN KHẢ NĂNG TẠO RỄ CÂY CÚC TIGER IN VITRO 37 4.3 THÍ NGHIỆM 3: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG THÍCH NGHI CỦA CÂY CÚC TIGER ĐƯỢC NUÔI CẤY MÔ DƯỚI CÁC TỶ LỆ ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC LED KHI THUẦN DƯỠNG Ở VƯỜN ƯƠM 41 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 47 5.1 KẾT LUẬN 47 5.2 KHUYẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC 52 vii DANH SÁCH BẢNG Tên bảng Trang Bảng Ảnh hưởng bước sóng ánh sáng khác lên thực vật 13 Bảng Kí hiệu nghiệm thức, tỷ lệ (%) kết hợp ánh sáng LED sử dụng giai đoạn nhân nhanh chồi Cúc Tiger in vitro 25 Bảng Kí hiệu nghiệm thức, tỷ lệ (%) kết hợp ánh sáng LED sử dụng giai đoạn tạo rễ Cúc Tiger in vitro 26 Bảng Ảnh hưởng tỷ lệ ánh sáng LED lên khả nhân nhanh chồi Cúc Tiger in vitro TSKC 29 Bảng Ảnh hưởng tỷ lệ ánh sáng LED lên khả nhân nhanh chồi Cúc Tiger in vitro TSKC 30 Bảng Ảnh hưởng tỷ lệ ánh sáng LED lên khả nhân nhanh chồi Cúc Tiger in vitro TSKC 31 Bảng Ảnh hưởng tỷ lệ ánh sáng LED lên khả nhân nhanh chồi Cúc Tiger in vitro TSKC 33 Bảng Ảnh hưởng tỷ lệ ánh sáng LED lên khả nhân nhanh chồi Cúc Tiger in vitro TSKC 34 Bảng Ảnh hưởng tỷ lệ ánh sáng LED lên khả tạo rễ chồi Cúc Tiger in vitro TSKC 38 Bảng 10 Ảnh hưởng tỷ lệ ánh sáng LED lên khả tạo rễ chồi Cúc Tiger in vitro TSKC 39 Bảng 11 Tỷ lệ sống (%) Cúc Tiger nuôi cấy mô tỷ lệ ánh sáng LED dưỡng vườn ươm qua tuần 42 Bảng 12 Chiều cao (cm) gia tăng Cúc Tiger nuôi cấy mô tỷ lệ ánh sáng LED dưỡng vườn ươm qua tuần 43 Bảng 13 Số (lá) gia tăng Cúc Tiger nuôi cấy mô tỷ lệ ánh sáng LED dưỡng vườn ươm qua tuần 44 Bảng 14 Chỉ số SPAD diện tích (cm2) Cúc Tiger nuôi cấy mô tỷ lệ ánh sáng LED dưỡng vườn ươm TSKT 45 viii Nguyễn Thị Mai, Phan Thanh Bình, Phan Hồng Khơi, Đỗ Thị Gấm, Nguyễn Khắc Hưng, Phạm Bích Ngọc, Hà Thị Thanh Bình (2016) Bước đầu khảo sát ảnh hưởng ánh sáng LED (light emiting diode) đến khả tái sinh cà phê vối (Coffea canephora) qua phơi soma Tạp chí Sinh học 2016, 38(2), 228-235 Pierik, R L M (1987) In vitro culture of higher plants Dordrecht, Martinus Nijhoff, 45-82 Reuveni., & Evenor (2007) On the effect of light on shoot regeneration in petunia Plant Cell Tiss Organ Cult, 89, 49-54 Trần Thị Hồng Thúy (2014) Hồn thiện quy trình ni cấy in vitro nghiên cứu ảnh hưởng đèn LED đến sinh trưởng lan Kim tuyến (Luận văn thạc sĩ không xuất bản) Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, Hà Nội, Việt Nam Trần Ngọc Truồi, Nguyễn Đăng Nhật, Nguyễn Văn Đức, Trần Thị Triêu Hà, Nguyễn Tiến Long & Lã Thị Thu Hằng (2017) Nghiên cứu ảnh hưởng hệ thống chiếu sáng đơn sắc đến trình nhân giống in vitro hoa chuông (Sinningia speciosa) Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Nơng nghiệp, 1(1), 2588-1256 Yeh, N., & Chung, J P (2009) High - brightness LEDs - Energy efficient lighting sources and their potential in indoor plant cultivation Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13(8), 2175–2180 Zhenhua, P., & Shouhe, J (1995) New chrysanthemum varieties developed by radiation breeding and micropropagation Acta Hort, 404, 128-130 Zhong, J J., Seki, T., Kinoshita, S I., Yoshida, T (1991) Effect of light irradiace on anthocyanin production by suspended culure of Perilla frutescens Biotechnology and Bioengineering , 38, 653-658 Ziv, M (1991) Vitrification: Morphologycal disorder of in vitro plant In: Debergh, P C., & Zimmerman, R H., (eds.) Micropropagation Technology and Application Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 45-69 51 PHỤ LỤC PHỤ LỤC A MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY Bảng PL1 Thành phần môi trường MS (Musrashige & Skoog, 1962) Hàm lượng (mg/l) Thành phần Khoáng đa lượng KNO3 1.900,000 NH4NO3 1.650,000 CaCl2.2H2O 440,000 KH2PO4 170,000 MgSO4.7H2O 370,000 Fe – EDTA FeSO4.7H2O 27,800 Na2.EDTA 37,200 Khoáng vi lượng CoCl2.6H2O 0,025 CuSO4.5H2O 0,025 MnSO4 4H2O 22,300 KI 0,830 Na2MoO4.2H2O 0,025 ZnSO4.7H2O 8,600 H3BO4 6,200 Vitamin chất hữu Glycine 2,000 Thiamin HCl (B1) 0,100 Pyridoxin (B6) 0,500 Acid nicotinic (B5) 0,500 52 PHỤ LỤC B: ANOVA THÍ NGHIỆM BẢNG PL3 ANOVA_TN1_SO CHOI_1TSKC Nguồn biến động Độ tự Tổng bình phương Trung bình bình phương F tính P Nghiệm thức 2,58583333 0,32322917 2,27 0,0709 Sai số 18 2,56291667 0,14238426 Tổng cộng 26 5,14875000 CV(%) 32,58 Bảng PL4 ANOVA_TN1_SO CHOI_2TSKC Nguồn biến động Độ tự Tổng bình phương Trung bình bình phương F tính P Nghiệm thức 3,36463007 0,42057876 1,17 0,3670 Sai số 18 6,45675933 0,35870885 Tổng cộng 26 9,82138941 CV(%) 21,16 Bảng PL5 ANOVA_TN1_SO CHOI_3TSKC Nguồn biến động Độ tự Tổng bình phương Trung bình bình phương F tính P Nghiệm thức 16,51574074 2,06446759 8,76