Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô thực vật vào nhân giống cà chua múi (lycopersicon esculentum)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ĐÀO THỊ ANH ỨNG DỤNG KỸ THUẬT NUÔI CẤY MÔ THỰC VẬT VÀO NHÂN GIỐNG CÀ CHUA MÚI (Lycopersicon esculentum) Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số: 60-62-01 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ VĂN ĐIỆP NGHỆ AN, 10/2012 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Lê Văn Điệp - Giảng viên khoa Nông - Lâm - Ngư, Giảng viên Phùng Văn Hào, khoa Sinh học trường Đại Học Vinh đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong quá trình triển khai thực hiện đề tài, cũng như trong quá trình hoàn chỉnh luận văn. Tập thể thầy giáo, cô giáo khoa Nông – Lâm – Ngư trường Đại học Vinh, Cảm ơn các sinh viên thực tập tốt nghiệp 50A- Sinh, 51B - Sinh, 49K1- Nông học, nhóm nghiên cứu khoa học khoa Nông - Lâm- Ngư trường Đại học Vinh đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Cảm ơn bạn bè, và người thân đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn! TÁC GIẢ Đào Thị Anh ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG BAP : Benzyl Adenin Purin CP : Công thức α-NAA : α- naphtyl Axetic Acid IBA : β- Indol Butyric Acid MS : Murashige and Skoog TB : Trung bình THT : Than hoạt tính iii DANH MỤC BẢNG 1.1. Thành phần dinh dưỡng trong 100g quả cà chua chín 7 3.1. Ảnh hưởng của thời gian khử trùng đến tỷ lệ sống và nảy mầm của hạt cà chua (sau thời gian 15 ngày) 39 3.2. Ảnh hưởng của BAP đến khả năng nảy mầm và phát triển của mầm 41 3.3. Ảnh hưởng phối hợp của BAP và Kinetin đến khả năng nảy mầm và phát triển của mầm (sau 2 tuần nuôi cấy) 42 3.4. Ảnh hưởng của phương thức và thời gian khử trùng đến tỷ lệ sống 44 của mẫu cấy 3.5. Ảnh hưởng của BAP lên khả năng nhân nhanh chồi cà chua múi 48 3.6. Ảnh hưởng của Kinetin lên khả năng nhân nhanh chồi cà chua múi 50 3.7. Ảnh hưởng tổ hợp của BAP và α- NAA đến khả năng nhân nhanh chồi cà chua múi (sau 3 tuần nuôi cấy) 53 3.8. Ảnh hưởng của hàm lượng IBA đến khả năng ra rễ cà chua 55 (sau 2 tuần nuôi cấy) 3.9. Ảnh hưởng của hàm lượng Than hoạt tính đến khả năng ra rễ của chồi cà chua múi (sau 2 tuần nuôi cấy) 57 3.10. Ảnh hưởng của giá thể ra cây sau ống nghiệm 59 iv DANH MỤC HÌNH 1.1. Quả và thân cây cà chua múi 9 3.1. Ảnh hưởng của thời gian khử trùng đến tỷ lệ nảy mầm và sống của mẫu cấy 40 3.2. Hạt cà chua trong môi trường không bổ sung chất ĐTST 40 3.3. Mầm cà chua múi ở công thức 2.3. 42 3.4. Ảnh hưởng của phương thức khử trùng đến tỷ lệ sống và bật chồi của mẫu cấy 45 3.5. Ảnh hưởng của hàm lượng BAP đến khả năng nhân nhanh 48 3.6. Giai đoạn nhân nhanh chồi cà chua 50 3.7. Ảnh hưởng của hàm lượng Kinetin đến khả năng nhân nhanh 51 3.8. Ảnh hưởng tổ hợp của BAP và α –NAA đến khả năng nhân nhanh chồi cà chua múi 53 3.9. Ảnh hưởng của hàm lượng IBA đến khả năng ra rễ của chồi cà chua múi 56 3.10. Ảnh hưởng của hàm lượng THT đến khả năng ra rễ của chồi cà chua múi 57 3.11. Rễ của cà chua khi bổ sung IBA và Than hoạt tính 58 3.12. Ảnh hưởng của giá thể đến sức sống của cà chua múi invitro ngoài vườn 60 v MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Rau xanh là thực phẩm không thể thiếu được trong cơ cấu bữa ăn hàng ngày của con người trên khắp hành tinh. Nó cung cấp phần lớn các khoáng chất, vitamin và nhiều chất dinh dưỡng khác. Rau xanh còn chứa nhiều xenlulo giúp cho cơ thể tiêu hóa thức ăn được dễ dàng, phòng ngừa bệnh tim mạch, huyết áp cao. Trong các loại rau thì cà chua (Lycopercicon esculentum) là loại rau ăn quả được ưa chuộng trên toàn thế giới. Đây là nguồn thực phẩm cung cấp dinh dưỡng rất cần thiết cho sự phát triển của cơ thể con người như: B- Caroten, chất khoáng Ca, Fe, P, S, K, Mg, Na ., đường và các loại vitamin A, B, B 2 , C, E và PP [15]. Ngoài ra nó còn có tác dụng chữa bệnh [13]. Chất Licopen - thành phần tạo nên màu đỏ của Cà chua có khả năng giúp giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, có khả năng ngăn ngừa sự hình thành các gốc tự do gây ung thư, đặc biệt là ung thư tuyến tiền liệt [8], [13] [15]. Cà chua là loại rau ăn trái rất được ưa thích vì phẩm chất ngon và chế biến được nhiều cách đồng thời nó được trồng nhiều nơi. Việc trồng cà chua còn có ý nghĩa quan trọng về mặt luân canh, tăng vụ và tăng năng suất trên đơn vị diện tích. Vì vậy, cà chua là loại rau được khuyến khích phát triển khắp trên cả nước. Bên cạnh đó cà chua tươi và sản phẩm chế biến còn là mặt hàng xuất khẩu có giá trị kinh tế, góp phần nâng cao thu nhập và cải thiện điều kiện kinh tế cho người sản xuất. Chính nhờ những giá trị quan trọng đó của cây cà chua trong nền nông nghiệp thế giới, trong những năm gần đây diện tích và sản lượng cà chua cao hơn so với các loại rau khác. Theo FAO, diện tích trồng cà chua toàn thế giới năm 2007 là 4.626.232 ha với sản lượng 126.246.708 tấn, đứng đầu trong các loại rau trồng trên toàn cầu [41]. Ở nước ta, cà chua được trồng trên diện tích hẹp (24.160 ha), sản lượng thấp (472.569 tấn), mức tiêu thụ bình quân đầu người chỉ đạt 5,6kg/người/năm, trong khi 1 bình quân thế giới là 17 kg [23]. Tại tỉnh Nghệ An, diện tích gieo trồng rau màu vụ Xuân năm 2012 là 10.154 ha, năng suất trung bình 149,29 tạ/ha. Trong đó diện tích trồng cà chua là 514,25 ha (chiếm 5,06% tổng diện tích rau màu toàn tỉnh), năng suất đạt 56 tạ/ha [11]. Thành phố Vinh là nơi tập trung đông dân số với khoảng 450.000 người sống trên địa bàn thành phố đặc biệt có nhiều cơ quan xí nghiệp, trường học trung tâm thành phố, đây sẽ là thị trường quan trọng để tiêu thụ sản phẩm cà chua. Song sản lượng cà chua còn quá thấp, đặc biệt vào thời điểm giáp vụ từ tháng 4 đến tháng 9 trong năm. Nguyên nhân chủ yếu là chưa có nguồn giống tốt, đồng loạt và các biện pháp kỹ thuật phù hợp để sản xuất cà chua đạt hiệu quả kinh tế cao. Cà chua múi (Lycopersicon esculentum sp.) là giống địa phương có nhiều đặc tính quý: năng suất cao, chất lượng tốt, có tính thích nghi chống chịu cao với điều kiện khí hậu các huyện miền núi tỉnh Nghệ An như: Tương Dương, Kỳ Sơn . Trước đây, giống cà chua này được trồng nhiều ở các địa phương tỉnh Nghệ An. Hiện nay nhiều giống cà chua nhập nội được đưa và trồng nhiều đã làm mất dần giống cà chua múi. Các giống cà chua địa phương thường có khả năng thích nghi cao do có sự chọn lọc tự nhiên, đồng thời chất lượng của nó mang một lợi thế cạnh tranh cao. Cà chua nói chung và cà chua múi nói riêng rất dễ bị sâu bệnh phá hại, đặc biệt là những bệnh do nấm, vi khuẩn, virus. Chúng gây hại từ giai đoạn cây con trong vườn ươm, giai đoạn trồng ngoài sản xuất cho đến khi thu hoạch [4]. Bệnh xoắn lá do viruts là loại bệnh nguy hiểm và không thể loại bỏ chúng khỏi cây bằng các biện pháp hóa học mà chỉ có phương pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng mới loại bỏ hẳn được viruts gây hại trong cây [33]. 2 Do vậy, để tạo được cây giống cà chua có khả năng kháng sâu bệnh, đồng đều, năng suất chất lượng cao là rất cần thiết đặc biệt đó là tạo ra những cây giống địa phương mang được đặc sản riêng để cạnh tranh với thị trường tiêu dùng khó tính như hiện nay là vấn đề cần thiết cần phải làm. Và chính công nghệ nuôi cấy mô thực vật đã và đang giúp cho việc tạo giống cây trồng được tiến hành một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn. Ưu điểm nổi trội của phương thức này là cho hệ số nhân giống rất cao, sản xuất quanh năm không phụ thuộc vào mùa vụ, cần ít diện tích sản xuất và vật liệu nhân giống ban đầu, cây giống sản xuất ra hoàn toàn sạch bệnh, đồng nhất về mặt di truyền [3]. Việc vận chuyển cây giống đi xa thuận tiện, ít tổn thất, chất lượng cây giống được đảm bảo do đó hoàn toàn có thể đáp ứng được các yêu cầu về sản xuất cây giống số lượng lớn mang tính công nghiệp. Phương pháp này đã áp dụng thành công với nhiều loại cây trồng như các loại cây Nông nghiệp: Khoai tây, Chuối. Mía .; các loại cây Lâm nghiệp: Keo lai, Bạch Đàn, Gió trầm .; Các loại hoa: Phong Lan, Cẩm Chướng .; các loại cây dược liệu: Trinh nữ hoàng cung, Lô hội [25]. Với những yêu cầu cấp thiết đó chúng tôi tiến hành đề tài "Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô thực vật vào nhân giống cà chua múi (Lycopersicon esculentum)”. 2. Mục tiêu của đề tài 2.1. Mục tiêu của đề tài Xây dựng được quy trình nhân giống cà chua múi bằng phương pháp nuôi cấy mô thực vật nhằm tạo cây giống cà chua múi sạch bệnh, góp phần duy trì và bảo tồn nguồn giống địa phương có nhiều đặc tính quý được thị trường người tiêu dùng ưa chuộng. 2.2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2.2.1. Ý nghĩa khoa học 3 Việc thực hiện đề tài này là vô cùng cấp thiết và mang nhiều ý nghĩa về kinh tế, xã hội, nhân văn, góp phần duy trì, phát triển đặc sản của địa phương. Khẳng định được giống cà chua múi có khả năng nhân giống bằng phương pháp nuôi cây mô thực vật. Đánh giá được tác động của một số chất điều tiết sinh trưởng trong quá nuôi cấy mô cà chua. 2.2.2. Ý nghĩa thực tiễn Bước đầu xây dựng được quy trình nhân giống cà chua múi bằng kỹ thuật nuôi cấy mô thực vật. Tạo tiền đề cho công tác sản xuất đồng loạt giống cà chua múi tại Nghệ An. 4 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. NGUỒN GỐC, PHÂN BỐ VÀ GIÁ TRỊ CỦA CÂY CÀ CHUA 1.1.1. Nguồn gốc, phân bố của cây cà chua 1.1.1.1. Nguồn gốc Cà chua (Lycopersicon esculentum Mill.) là một loại rau ăn quả được trồng khắp các nước trên thế giới. Theo tài liệu nghiên cứu của nhiều tác giả cho rằng: bờ biển Tây Nam Mỹ nằm giữa dãy núi Andes và biển, trải dài từ Ecuador đến Peru là trung tâm khởi nguyên của cà chua. Theo De Candolle và nhiều tài liệu nghiên cứu của nhiều tác giả cho rằng: cà chua trồng hiện nay có nguồn gốc từ Pêru, Ecuador, Chilê, Bolivia và các nước Nam Mỹ thuộc khu vực nhiệt đới khô hạn [40]. 1.1.1.2. Phân bố Theo tác giả Trần Khắc Thi và Mai Thị Phương Anh cho biết, từ châu Mỹ cà chua được các thương gia Bồ Đào Nha và Tây Ban Nha di chuyển sang trồng ở châu Âu và châu Á, sau đó từ châu Âu được chuyển sang châu Phi nhờ những người dân đi khai phá lục địa [22]. Cây cà chua được du nhập vào Châu Âu tương đối sớm (giữa thế kỷ 16), nhưng đến thế kỷ 17 thì mới được trồng phổ biến, song tại thời điểm đó cà chua chỉ được xem như là cây cảnh và có quan niệm sai lầm là quả có chất độc, và cà chua thuộc họ cà có họ hàng với cây cà độc dược. Năm 1650, ở Bắc Âu thời gian đầu cà chua chỉ được dùng để trang trí và thỏa mãn tính tò mò. Cho đến thế kỷ 18 cà chua mới được xác định là cây thực phẩm. Cây thực phẩm này lần đầu tiên được trồng ở Italia và Tây Ban Nha, đến năm 1750 được dùng làm thực phẩm ở Anh, sau đó được lan rộng khắp mọi nơi trên thế giới [42]. Ở Italia cà chua có tên gọi là “Pomid’oro” nghĩa là “quả táo vàng”, ở Pháp cà chua mang tên rất hấp dẫn “Pomme d’amour” “quả táo tình yêu” [41]. Cuối thế kỷ 18 cà chua bắt đầu được trồng ở các nước thuộc Liên Xô cũ, 5