Luận văn kỹ sư chuyên ngành công nghệ sinh học

Các chồi Gloxinia in vitro được tác động bởi: tác nhân vật lý (bức xạ γ), tác nhân hóa học (BA) và được nuôi cấy trong môi trường KH2PO4 thay đổi và cường độ chiếu sáng thay đổi.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC *** 000 ***

ÔNG THỊ HỒNG VÂN

NỘI DUNG 1: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TIA GAMMA VÀ CHẤT

ĐIỀU HOÀ SINH TRƯỞNG BA ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI KIỂU HÌNH CỦA CÂY GLOXINIA (Sinningia speciosa) IN VITRO

NỘI DUNG 2: KHẢO SÁT SỰ TẠO CỦ IN VITRO CỦA CÂY GLOXINIA

LUẬN VĂN KỸ SƯ

CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2006

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NỘI DUNG 1: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TIA GAMMA VÀ CHẤT

ĐIỀU HOÀ SINH TRƯỞNG BA ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI KIỂU HÌNH CỦA CÂY GLOXINIA (Sinningia speciosa) IN VITRO

NỘI DUNG 2: KHẢO SÁT SỰ TẠO CỦ CỦA CÂY GLOXINIA IN VITRO

LUẬN VĂN KỸ SƯ

CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA: 2002 – 2006

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2006

NONG LAM UNIVERSITY, HCMC FACULTY OF BIOTECHNOLOGY

*** 000 ***

CONTENT 1: SURVEY EFFECTS GAMMA RADIATION AND BA

GROWTH PROMOTING SUBSTANCE ON MUTATION OF

GLOXINIA (Sinningia speciosa) IN VITRO

CONTENT 2: SURVEY TUBER IN VITRO OF GLOXINIA

GRADUATION THESIS MAJOR: BIOTECHNOLOGY

iii Xin chân thành cảm ơn:

- Ban Giám Hiệu trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập

- Các thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Sinh Học cùng các thầy cô đã trực tiếp giảng dạy trong suốt bốn năm qua

- TS Trần Thị Dung đã tận tình hướng dẫn và động viên trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp

cử nhân Trần Thị Bích Chiêu, kỹ sư Trương Bùi Nguyệt Hảo thuộc Trung tâm Công Nghệ Sinh Học Đại học Nông Lâm Tp.HCM

- Các bạn Trần Anh Tuấn, Huỳnh Chấn Khôn, Nguyễn Thị Ngọc Trang, Lê Hồng Thủy Tiên, Lê Đăng Khoa và các bạn khoa Nông Học thực hiện đề tài ở Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học cùng toàn thể lớp CNSH28 thân yêu đã hỗ trợ, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian làm đề tài

Cám ơn ba mẹ cùng những người thân trong gia đình luôn tạo điều kiện và động viên con trong suốt quá trình học tập tại trường

Tháng 08 năm 2006 Ông Thị Hồng Vân

iv

"NỘI DUNG 1: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TIA GAMMA VÀ CHẤT ĐIỀU

HOÀ SINH TRƯỞNG BA ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI KIỂU HÌNH CỦA CÂY GLOXINIA (Sinningia speciosa) IN VITRO NỘI DUNG 2: KHẢO SÁT SỰ TẠO CỦ CỦA CÂY GLOXINIA IN VITRO"

Giáo viên hướng dẫn: TS Trần Thị Dung

Đề tài được thực hiện tại Bộ môn Công nghệ sinh học Đại Học Nông Lâm Tp

HCM trên đối tượng cây hoa Gloxinia (Sinningia speciosa) in vitro

Nội dung 1: Các chồi Gloxinia in vitro được tác động bởi: tác nhân vật lý (bức

xạ γ), tác nhân hóa học (BA), tác nhân vật lý kết hợp với tác nhân hóa học để tạo những biến dị

Kết quả thu được như sau:

 Đối với tác nhân vật lý thì liều xạ 2 krad, 3 krad và 4 krad cho kết quả tốt nhất, cây sinh trưởng tốt và có biến dị

 Đối với tác nhân hóa học thì BA sử dụng ở nồng độ 4 mg/l có số chồi cao, cây tăng trưởng tốt, có khả năng sống sót ngoài tự nhiên và tạo được 1 số biến dị

 Đối với tác nhân vật lý kết hợp với tác nhân hóa học thì liều xạ 2 krad và nồng độ BA từ 0 – 4 mg/l được xem là thích hợp để tạo biến dị, đồng thời cây sinh trưởng và phát triển tốt hơn những cây khác

Nội dung 2

Các chồi Gloxinia in vitro được nuôi cấy trong môi trường KH2PO4 thay đổi và cường độ chiếu sáng thay đổi Kết quả thu được như sau:

 Đối với nồng độ KH2PO4 thay đổi thì KH2PO4 = 340 mg/l thích hợp nhất

cho sự tạo củ ở cây Gloxinia in vitro

 Đối với cường độ chiếu sáng thì cây Gloxinia in vitro sinh trưởng tốt nhất,

tỷ lệ tạo củ cao nhất, kích thước củ và trọng lượng củ lớn nhất khi cây được chiếu sáng ở 3000 lux

1.1 Cơ sở tiến hành và ý nghĩa của nghiên cứu 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Giới hạn đề tài 2

Phần 2 Tổng quan tài liệu 4

Nội dung 1 4

2.1 Tình hình sản xuất hoa kiểng trên thế giới và ở Việt Nam 4

2.1.1 Tình hình sản xuất hoa kiểng trên thế giới 4

2.1.2 Tình hình trồng hoa cây cảnh ở Việt Nam 5

2.2 Giới thiệu về cây hoa Gloxinia (Sinningia speciosa) 7

2.2.1 Vị trí phân loại 7

2.2.2 Đặc tính sinh học của họ Gesneriaceae 8

2.2.3 Đặc điểm của cây Sinningia speciosa 9

2.2.4 Điều kiện ngoại cảnh của cây Sinningia speciosa 11

2.2.5 Kỹ thuật trồng cây Sinningia speciosa 11

2.2.6 Kỹ thuật nhân giống cây Sinningia speciosa 13

2.3 Nhân giống vô tính bằng nuôi cấy mô tế bào thực vật 13

2.3.1 Khái niệm 13

2.3.2 Ứng dụng 13

2.3.3 Phương pháp nuôi cấy đốt đơn thân 14

2.3.4 Phương pháp nhân chồi bên 14

2.4 Vai trò của chất điều hòa sinh trưởng trong nuôi cấy mô tế bào thực vật 15

vi

2.4.2 Một số chất điều hoà sinh trưởng thường dùng 16

2.5 Môi trường dinh dưỡng trong nuôi cấy mô tế bào thực vật 18

2.6 Một số nghiên cứu về nhân giống cây hoa Gloxinia 21

2.7 Giới thiệu về tia gamma và những ứng dụng trong thực vật 22

2.7.1 Khái niệm bức xạ 22

2.7.2 Bức xạ Gamma 22

2.7.3 Chất phóng xạ Coban (cobalt) 22

2.7.4 Cơ chế tác động của bức xạ ion hóa trên cơ thể sống 22

2.7.5 Cơ chế gây đột biến của bức xạ ion hóa 23

2.7.6 Những thành tựu nghiên cứu về đột biến phóng xạ 24

2.8.5 Ảnh hưởng của các yếu tố lên quá trình tạo củ 27

Phần 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 32

Nội dung 1 32

3.1 Đối tượng nghiên cứu 32

3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 32

3.3 Vật liệu nghiên cứu 32

3.3.1 Thiết bị và dụng cụ dùng trong nghiên cứu 32

3.3.2 Mẫu cấy và điều kiện nuôi cấy 32

3.3.3 Môi trường nuôi cấy 33

vii

3.4 Phương pháp nghiên cứu 34

3.4.1 Chuẩn bị môi trường nuôi cấy 34

34.2 Nội dung thí nghiệm 34

Nội dung 2 41

3.5 Môi trường nuôi cấy tạo củ in vitro 41

3.6 Bố trí thí nghiệm tạo củ in vitro 41

4.5 Ảnh hưởng của hàm lượng KH2PO4 lên sự tạo củ cây Gloxinia in vitro 69

4.6 Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng đến sự tạo củ cây hoa Gloxinia in vitro 71

Phần 5 Kết luận và đề nghị 73

5.1 Kết luận 73

5.2 Đề nghị 73

Tài liệu tham khảo 74

Tài liệu Tiếng Việt 74

Tài liệu Internet 74

Phụ lục 78

Phụ lục 1 78

Phụ lục 2 79

viii BA: N6-benzyladenine

PBA: tetrahydro piranyl benzyl aldenin IBA: Indole-3-butyric acid

Krad: đơn vị đo năng lƣợng hấp thụ ATP: Adenozintriphotphat

TDZ: Thidiazuron [1-phenyl-3-(1,2,3-thidiazol-5-yl)urea]

ix

HÌNH TRANG

Hình 1.1 Giới thiệu một số giống hoa Gloxinia (Sinningia speciosa) 31 Hình 4.1 Ảnh hưởng của liều xạ γ đến biến dị lá của cây Gloxinia in vitro 48 Hình 4.2 Ảnh hưởng của BA đến biến dị lá của cây Gloxinia in vitro 52

Hình 4.3 Ảnh hưởng của liều xạ γ và BA đến biến dị màu sắc lá của cây Gloxinia

ươm 64 Hình 4.7 Các kiểu hình cây Gloxinia được xử lý BA và tia gamma ở 30 ngày

ngoài vườn ươm 68 Hình 4.8 Các củ Gloxinia hình thành ở các nồng độ KH2PO4 khác nhau 70 Hình 4.9 Các củ Gloxinia hình thành ở các cường độ chiếu sáng khác nhau 72

x

Bảng 4.1 Ảnh hưởng của liều chiếu xạ γ đến chiều cao của cây Gloxinia in vitro 43 Bảng 4.2 Ảnh hưởng của liều chiếu xạ γ đến số lá của cây Gloxinia in vitro 44 Bảng 4.3 Ảnh hưởng của liều chiếu xạ γ đến tỷ lệ cây ra rễ của cây Gloxinia in

vitro 45

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của liều chiếu xạ γ đến tần số biến dị lá của cây Gloxinia

in vitro ở 60 ngày sau chiếu xạ 47

Bảng 4.5 Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng BA đến chiều cao của cụm

chồi Gloxinia in vitro 49

Bảng 4.6 Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng BA đến hệ số nhân chồi của

chồi Gloxinia in vitro 50

Bảng 4.7 Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng BA đến tần số biến dị lá của

chồi Gloxinia in vitro sau 60 ngày nuôi cấy 51

Bảng 4.8 Ảnh hưởng của các yếu tố chất điều hòa sinh trưởng BA, liều lượng tia

γ đến chiều cao của cụm chồi Gloxinia in vitro 53

Bảng 4.9 Ảnh hưởng của các yếu tố chất điều hòa sinh trưởng BA, liều lượng tia

γ đến hệ số nhân chồi của chồi Gloxinia in vitro 55

Bảng 4.10 Ảnh hưởng của các yếu tố chất điều hòa sinh trưởng BA, liều lượng tia

γ đến tần số biến dị lá của chồi Gloxinia in vitro 57

Bảng 4.11 Ảnh hưởng của liều xạ gamma đến sự sinh trưởng của cây Gloxinia

ngoài ườm ươm 61

Bảng 4.12 Ảnh hưởng của liều xạ gamma đến khả năng sống sót của cây Gloxinia

khi đem trồng ngoài vườn ươm 62

Bảng 4.13 Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng BA đến sự sinh trưởng của

cây Gloxinia ngoài ườm ươm 63

Bảng 4.14 Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng BA đến khả năng sống sót

của cây Gloxinia ngoài vườn ươm 64

Bảng 4.15 Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng BA và liều xạ gamma đến

sự sinh trưởng của cây Gloxinia ngoài ườm ươm 65

Bảng 4.16 Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng BA và liều xạ gamma đến

xi

Bảng 4.17 Ảnh hưởng của hàm lượng KH2PO4 đến sự tạo củ của cây Gloxinia

in vitro sau 60 ngày nuôi cấy 69

Bảng 4.18 Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến sự tạo củ của cây Gloxinia

in vitro sau 60 ngày nuôi cấy 71

xii

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 Cơ sở tiến hành và ý nghĩa của nghiên cứu

Trong quá trình sống và làm việc, con người luôn tìm cách tạo cho mình niềm

vui để giảm áp lực công việc và cuộc sống Xã hội loài người ngày càng phát triển tiến bộ thì lại càng có nhiều căng thẳng và mâu thuẫn được sinh ra Chính vì vậy, họ phải luôn sáng tạo để tìm ra những thú vui mới cho bản thân, gia đình và bạn bè Một trong những thú vui lành mạnh đó là chơi hoa, thưởng thức cái đẹp của hoa

Hoa, ngoài biểu tượng cho cái đẹp, nó còn là thông điệp tình yêu, niềm hạnh phúc và sức sống Mỗi một loài hoa có một ý nghĩa riêng, một tiếng nói rất đặc trưng Hoa còn là cầu nối cho con người giúp họ bày tỏ cảm xúc dễ dàng hơn Hương thơm và màu sắc của chúng làm cho môi trường sống trở nên đẹp hơn, không khí trong lành và khí hậu dịu mát hơn Chúng còn tạo cảm giác hưng phấn cho con người, giúp họ hăng say hơn trong công việc

Yêu hoa là một niềm đam mê chung của mọi người Việc thưởng thức chúng không giới hạn về tuổi, giới tính và biên giới Ngoài những giá trị tinh thần, hoa còn có giá trị kinh tế rất cao Hiện nay trên thị trường nội địa, nhiều loại hoa mới xuất hiện

bên cạnh các loài hoa truyền thống, một trong số đó có cây hoa Gloxinia (Sinningia

speciosa) Loài hoa này có vẻ đẹp rất riêng và xuất xứ từ châu Phi Nó được trồng

trong chậu, hoa có nhiều màu sắc khác nhau, cánh nhung, viền trắng, phát triển tốt với điều kiện ánh sáng nhẹ và nơi thoáng mát Do đó, cây hoa Gloxinia rất thích hợp để trang trí trong nhà, công ty, các khách sạn du lịch

Tuy cây hoa Gloxinia là giống mới du nhập vào thị trường Việt Nam nhưng cũng được các nhà nghiên cứu giống cây trồng ở Việt Nam tìm hiểu về kỹ thuật nhân giống và điều kiện sinh thái nhằm cung cấp nhiều loại hoa mới cho ngành hoa kiểng Để tiến xa hơn nữa trong công tác giống, cung cấp số lượng lớn cây giống Gloxinia có màu sắc đặc biệt, mới lạ cho thị trường hoa Việt Nam và nhu cầu sản xuất - xuất khẩu loại hoa này bằng cách áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật của nuôi cấy mô tế bào thực vật và bức xạ, được sự đồng ý của bộ môn Công Nghệ Sinh Học cùng với sự hướng dẫn tận tình của TS Trần Thị Dung, chúng tôi tiến hành đề tài:

"NỘI DUNG 1: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TIA GAMMA VÀ CHẤT

ĐIỀU HOÀ SINH TRƯỞNG BA ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI KIỂU HÌNH CỦA CÂY

GLOXINIA (Sinningia speciosa) IN VITRO NỘI DUNG 2: KHẢO SÁT SỰ TẠO CỦ IN VITRO CỦA CÂY GLOXINIA "

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

 Mục đích

 Nội dung 1

Nhằm xác định nồng độ chất điều hoà sinh trưởng BA và liều lượng chiếu xạ tia gamma để tạo cây giống Gloxinia có kiểu hình mới và đẹp

Tìm hiểu sự tăng trưởng và sự biến đổi kiểu hình của cây hoa Gloxinia in vitro

sau khi bị tác động bằng hoá chất và bức xạ trong phòng thí nghiệm và trong giai đoạn vườn ươm

 Nội dung 2

Nhằm xác định môi trường thích hợp cho sự tạo củ của cây Gloxinia in vitro để

cây tạo được nhiều củ, phục vụ cho công tác giống

Tạo được nguồn giống gọn nhẹ, dễ vận chuyển, có khả năng sống sót cao hơn

cây con in vitro khi ra môi trường tự nhiên

 Yêu cầu

 Nội dung 1

Xác định được nồng độ BA, liều lượng tia gamma, sự kết hợp giữa BA và tia gamma để có những biến đổi kiểu hình đặc trưng

Xác định được khả năng sống sót và sự biến đổi kiểu hình của cây hoa Gloxinia

in vitro sau khi được xử lý bức xạ hoặc hóa chất trong phòng thí nghiệm và trong giai

đoạn vườn ươm  Nội dung 2

Xác định được môi trường nuôi cấy thích hợp để cây Gloxinia in vitro tạo củ tốt

- Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên chỉ chiếu xạ kết hợp với chất điều hòa sinh trưởng BA, chưa kết hợp với các hóa chất khác để tăng hiệu quả gây biến dị

 Nội dung 2:

- Do thời gian hạn hẹp nên chưa kết hợp được nhiều yếu tố ảnh hưởng để

tìm ra môi trường thích hợp và tối ưu cho sự tạo củ của cây Gloxinia in vitro

- Do không đủ chi phí nên đề tài chưa kết hợp dùng hóa chất với bức xạ để kích thích cây ra củ tốt đồng thời thu được những biến dị mong muốn

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Nội dung 1: Khảo sát ảnh hưởng của tia gamma và chất điều hòa sinh trưởng BA đến sự biến đổi kiểu hình của cây Gloxinia

2.1 Tình hình sản xuất hoa kiểng trên thế giới và ở Việt Nam 2.1.1 Tình hình sản xuất hoa kiểng trên thế giới

Sản xuất hoa kiểng trên thế giới ngày càng phát triển và trở thành một trong các ngành thương mại có lợi nhuận cao Ước tính số lượng hoa kiểng được tiêu thụ mỗi năm trên thế giới có giá trị khoảng 100 tỷ USD, mức tăng bình quân là 10%

Giá trị nhập khẩu của hoa kiểng ngày càng tăng Các nước nhập khẩu hoa kiểng nhiều là Đức, Anh, Pháp, Mỹ, …

 Hà Lan: hàng năm, tổng kim ngạch xuất khẩu hoa tươi, chậu hoa cảnh, sinh vật cảnh và các loại cây cảnh của Hà Lan đạt hơn 6 tỷ USD Chỉ riêng hoa Tulip đã có đến hơn 200 loại và được cung cấp rộng rãi cho các chợ hoa ở nhiều nước trên thế

giới Hà Lan xuất khẩu chiếm 64,8% sản lượng hoa xuất khẩu trên thị trường thế giới

với các loại hoa: hoa hồng, hoa cúc, cẩm chướng, đồng tiền, huệ, phong lan, lay ơn

[12]

 Colombia: chiếm 12% thị trường xuất khẩu thế giới với các loại hoa cẩm

chướng, hoa hồng, cúc

 Israel: chiếm 5,7% thị trường xuất khẩu hoa với các loại hoa cẩm chướng,

hoa hồng, cúc, lay ơn

 Bungari: trồng nhiều hoa hồng

 Các nước Nam Mỹ cũng có vị trí không nhỏ trong việc trồng và xuất khẩu

hoa

 Trung Quốc: đã trở thành nước sản xuất và tiêu thụ hoa cắt cành lớn nhất thế giới, với sản lượng hàng năm đạt 2,7 triệu tấn, trị giá 54 tỷ NDT (nhân dân tệ), chiếm 1/3 sản lượng toàn cầu Diện tích trồng hoa ở Trung Quốc tính tới năm 2004 là

636.400 hecta Xuất khẩu hoa của Trung Quốc đang tăng với tốc độ rất nhanh, đạt 260

triệu NDT mỗi năm Hiện nay, theo thống kê, Trung Quốc có đến 53.000 doanh nghiệp chuyên về hoa, trong đó có 6.700 doanh nghiệp có doanh thu trên 5 triệu nhân dân tệ mỗi năm Hoa được xuất khẩu sang các nước châu Á, chủ yếu là Nhật Bản, Hàn

2.1.2 Tình hình trồng hoa cây cảnh ở Việt Nam

Những năm gần đây, nghề trồng hoa phát triển khá mạnh ở nhiều địa phương Theo số liệu điều tra của Viện Di truyền Nông nghiệp, tại một số địa phương, hoa là cây trồng cho thu nhập khá Theo chương trình phát triển sản xuất hoa của Bộ Nông

nghiệp và Phát triển Nông thôn, tin từ Bộ Thương mại cho biết, chính phủ thông qua

chỉ tiêu xuất khẩu 1 tỷ bông hoa từ nay đến 2010 Theo đó, với tổng vốn đầu tư khoảng 5 triệu USD, diện tích trồng hoa của cả nước sẽ tăng lên 8.000 ha, cho sản lượng 4,5 tỷ cành Đạt đến quy mô diện tích này, nước ta sẽ là cường quốc sản xuất hoa Hoa Việt Nam hoàn toàn đủ tiêu chuẩn xuất khẩu

Nếu xuất khẩu hoa lên tới con số 1 tỷ bông, doanh thu từ xuất khẩu hoa dự kiến sẽ đạt 60 triệu USD Theo kế hoạch này, các vùng trồng hoa tập trung sẽ là Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Thanh Hóa, Tiền Giang, Sapa (Lào Cai), Đà Lạt, Đức Trọng (Lâm Đồng), Hải Phòng, Vĩnh Phúc, Thái Bình, Quảng Ninh… Hoa hồng sẽ chiếm 50% trong tổng số các loài hoa được trồng, hoa cúc chiếm 25% và hoa phong lan chiếm 10%

Hiện nay, cả nước có trên 5.700 ha hoa, tập trung ở Hà Nội (khoảng 1.500 ha), Lâm Đồng (1.400 ha), Hải Phòng (730 ha), TP.HCM (700 ha) Diện tích hoa lớn như vậy đã đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của thị trường, nhất là ở các thành phố lớn Đồng thời, do sản xuất hoa cho thu nhập cao, bình quân đạt khoảng 130 triệu đồng/ha, nên nhiều địa phương đã mở rộng diện tích hoa trên những vùng đất có tiềm năng Hoa hồng vẫn chiếm 35 – 40 %, hoa cúc chiếm 25 – 30 %, còn lại là lay ơn, cẩm

Nhật Bản có nhu cầu nhập khẩu hoa tươi rất lớn, mỗi năm khoảng 462 triệu USD Trong khi đó, kim ngạch xuất khẩu hoa tươi của Việt Nam sang Nhật mới chỉ đạt khoảng 6,2 triệu USD/năm, chiếm 1,4 % thị phần Người Nhật đặc biệt yêu thích

nhập tốt, xuất khẩu hoa tươi của Việt Nam sang Nhật trong thời gian tới có thể tăng tới hơn 8 triệu USD/năm, đặc biệt là hoa phong lan và các loại hoa ghép cành [18]

Một số thông tin về các vùng trồng hoa nổi tiếng trong nước:  Hà Nội - Các tỉnh phía Bắc

Hà Nội là một trong các địa phương có nghề trồng hoa từ lâu với các làng hoa nổi tiếng Ngọc Hà, Quảng An, Nhật Tân, Vĩnh Tuy và các vùng hoa mới như Tây Tựu, Thanh Trì, Lĩnh Nam…

Hoa trồng ở Hà Nội khá đa dạng và phong phú, bao gồm cả các loại hoa có nguồn gốc nhiệt đới và ôn đới như: lan, hồng, cúc, cẩm chướng, lay ơn, huệ, loa kèn, thược dược, đồng tiền, trà mi và các loại hoa cây cảnh đặc trưng của Hà Nội như đào và quất

Diện tích trồng hoa của Hà Nội và các vùng xung quanh có khoảng 1.500 ha, tập trung chủ yếu ở quận Tây Hồ, các huyện Từ Liêm, Đông Anh…và một số tỉnh khác Hiện nay thành phố Hà Nội đặt mục tiêu phấn đấu đến năm 2010 phát triển trên 2.500 ha diện tích trồng hoa – cây cảnh Thành phố Hải Phòng có trên 300 ha trồng hoa cung cấp một lượng đáng kể (chủ yếu là hoa lay ơn) cho thị trường Hà Nội và một số loài hoa ưa lạnh [19]

 TP.HCM

Thành phố sẽ qui hoạch ổn định vùng sản xuất hoa kiểng lên trên 1.200 ha vào năm 2010 để trở thành 1 trong 4 địa phương có ngành sản xuất hoa kiểng hàng hóa lớn

nhất nước với kim ngạch xuất khẩu dự kiến lên đến 20 triệu USD năm 2010, và hình thành các vùng chuyên canh cụ thể như vùng sản xuất mai vàng 120 ha ở các quận 2, 9, 12, Thủ Đức; vùng hoa lan, hoa cao cấp, cây cảnh rộng 280 ha ở các quận 12, 9, Gò Vấp, Thủ Đức và huyện Củ Chi; và vùng hoa nền 100 ha ở quận 12, Gò Vấp, huyện Hóc Môn và Bình Chánh Tp.HCM sẽ đầu tư 14 tỷ 200 triệu đồng cho chương trình phát triển hoa, cây kiểng và cá cảnh

Tp.HCM hiện có 700 ha trồng hoa, cây cảnh, với khoảng 1.400 hộ chuyên nghề trồng hoa các loại như mai vàng, lan cắt cành, bonsai và xuất khẩu chủ yếu sang các quốc gia, vùng lãnh thổ ở châu Á như Đài Loan, Thái Lan, Singapore, ngoài ra còn xuất sang Mỹ [20; 21]

Đáng chú ý là huyện Củ Chi: là huyện có diện tích trồng hoa kiểng lớn nhất Tp.HCM với trên 130 ha Ngoài ra huyện còn có 1 đơn vị đầu tư nước ngoài với 110 ha hoa kiểng xuất khẩu, chủ yếu là cây các giống với giá trị xuất khẩu trên 1 triệu USD/năm

UBND.TpHCM đã phê duyệt đề án làng hoa kiểng Thủ Đức sẽ được thực hiện từ năm 2006 đến năm 2010, do UBND quận Thủ Đức làm chủ đầu tư Địa điểm xây dựng làng hoa kiểng tại phường Linh Đông 40 ha, phường Hiệp Bình Chánh 25 ha và phường Hiệp Bình Phước 65 ha, quận Thủ Đức Dự kiến đến năm 2010, diện tích trồng hoa kiểng sẽ là 130 ha, tăng 40% so với năm 2005 [22]

 Đặc biệt là Đà Lạt, một trong những công ty nổi tiếng ở đây là Dalat Hasfarm, ngày càng khẳng định vị trí xuất khẩu hoa của Việt Nam trên thị trường hoa thế giới Hoa Việt Nam không còn xa lạ gì với các nước xung quanh, và ngày càng được yêu mến nhiều hơn

2.2 Giới thiệu về cây hoa Gloxinia (Sinningia speciosa)

Đây là giống nhập nội vào nước ta trong những năm gần đây và đã xuất hiện khá rộng rãi trên thị trường Cây Gloxinia có tên tiếng Anh là Temple bell, Canterbury bell Ngoài ra, nó còn có một số tên thường được gọi như: Florist Gloxinia, Gloxinia, Brazilian gloxinia Ở Việt Nam, cây này được gọi là hoa Chuông và một vài tên gọi khác Những tên gọi này không chính xác và rất dễ nhầm lẫn Do đó, tên Gloxinia vẫn được dùng phổ biến ở thị trường hoa của Việt Nam

2.2.2 Đặc tính sinh học của họ Gesneriaceae

 Đặc điểm phân loại học của họ Gesneriaceae

Họ Gesneriaceae là một họ lớn với khoảng 150 giống và 3200 loài Trong họ này, thành viên được biết đến nhiều nhất là African Violet Họ này được đặt tên để tỏ lòng kính trọng nhà thực vật học Thụy Điển Konrad Gesner Hầu hết gesneriads thường được phân bố ở khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới Chúng thường được tìm thấy ở những nơi đất mùn, khe đá và rừng phủ mùn Những cây thường gặp trong họ

này là: African Violet, Florist Gloxinia (Sinningia speciosa), Lipstick Plant (Aeschynanthus), Goldfish Plant (Nematanthus), Cape Primrose (Streptocarpus), Flame Violet (Episcia) và Cupid's Bower (Achimenes) [23; 24; 26; 30] Họ

Gesneriaceae rất giống với họ Scrophulariaceae, Bignoniaceae và cả Orobanchaceae Gesneriaceae được phân biệt dựa vào một số đặc điểm sau:

 Họ Gesneriaceae: đính phôi trắc mô, không khí sinh  Họ Orobanchaceae: đính phôi trắc mô, khí sinh rễ

 Họ Bignoniaceae: đính phôi trung trục, tâm bì với nhiều noãn, hột thường có cánh và không có cán phôi cứng, to, thường là cây thân mộc

 Họ Scrophulariaceae: đính phôi trung trục, tâm bì với nhiều noãn, hột không có cán phôi cứng, to, hột ít khí có cánh và ít khi dẹp

Về hình thái học và sinh lý học thì họ này bị phân thành hai phân họ chính: Cyrtandroideae và Gesnerioideae Cyrtandra là giống lớn nhất và phổ biến, có khoảng 600 loài được phân bố ở Đông Nam châu Á, Malaysia, Indonesia, Philippine và các đảo của Thái Bình Dương như là Hawaii

nhà Gesneriads được tách thành 3 nhóm dựa vào có hay không có và cách nào mà thân của chúng được thay đổi thành bộ phận dự trữ: căn hành, thân củ, rễ sợi, nghĩa là chúng không có nhiều cấu trúc dự trữ (mặc dù tất cả gesneriads đều có rễ sợi)

Các nhà thực vật học có sự đóng góp to lớn trong việc phân loại họ Gesneriaceae, đó là George Bentham, Robert Brown, B.L Burtt, C.B Clarke, Olive M Hilliard, Joseph Dalton Hooker, William Jackson Hooker, Elmer Drew Merrill, Harold E Moore, Jr., Conrad Vernon Morton, Henry Nicholas Ridley, Laurence Skog, W.T Wang, Anton Weber và Hans Wiehler Nhiều nhà nghiên cứu đang tiếp tục thực hiện công việc này Do đó, sự phân loại đặc điểm chung của giống loài trong họ này hay bị thay đổi

Tên của họ được đặt cho giống Gesneria Các giống nằm trong họ Gesneriaceae: Achimenes, Aeschynanthus, Alsobia, Anodiscus, Besleria, Capanea, Chirita, Columnea, Episcia, Gasteranthus, Gesneria, Gloxinia, Koellikeria, Kohleria, Mitraria, Nematanthus, Pearcea, Saintpaulia, Seemannia, Sinningia, Streptocarpus

[23; 24; 26; 30]

 Đặc điểm hình thái của cây thuộc họ Gesneriaceae

Hầu hết các loài là thân thảo lưu niên hoặc thân bụi thấp Một vài loài là những cây thân gỗ nhỏ, một số ít là cây leo, hiếm khi là cây thân gỗ lớn Họ này có sự đa dạng rất lớn về kích thước, hoa, bộ lá, màu sắc và hình dạng Đây là một họ thực vật có tính đa dạng rộng và các cây phát triển dưới điều kiện tương tự nhau Một vài gesneriads được lai giống khắp nơi, kết quả của hàng trăm cây trồng mà có thể từ các loài hoàn toàn khác nhau

Các cây nằm trong họ Gesneriaceae thì thân và lá có nhiều lông tơ Cây có lá mọc đối xứng Hoa đơn, lưỡng tính, có hai cặp nhị so le với nhau trong đó có một nhị lép đính trên tràng hoa Các bao phấn dính nhau thành từng cặp (chỉ có nhị dính) hoặc hợp sinh ở một số giống Cây có một nhụy hoa, vòi nhụy mảnh mai, núm nhụy chia thành hai thùy Trái thường có vỏ chẻ ô hoặc phì quả Hạt nhiều và nhỏ, thường có nội nhũ (Trần Hoàng Ngọc Bích, 2004) [3]

2.2.3 Đặc điểm của cây Sinningia speciosa  Đặc tính sinh học của giống Sinningia

Sinningia là một giống thuộc họ Gesneriaceae Sinningia có khoảng 65 loài

thân thảo có củ sống lưu niên, tất cả đều xuất hiện ở Trung Mỹ và Nam Mỹ, các loài nằm trong giống này tập trung nhiều nhất ở Nam Brazil Loài được biết đến nhiều nhất

là Sinningia speciosa

Sinningia thường mọc trên những hòn đá cuội hoặc vách đá và hầu hết được thụ

phấn nhờ chim ruồi hoặc ong Phần lớn các loài có hoa lớn, màu sắc sặc sỡ Những

loài có thân củ lớn nằm trong giống Sinningia là Sinningia leucotricha, S iarae, S lineata và S macropoda [25]

 Đặc tính sinh học của Sinningia speciosa

 Giới thiệu về cây Gloxinia (Sinningia speciosa)

Sinningia speciosa là tên khoa học của Gloxinia Cây Gloxinia có xuất xứ từ

Một số cây Gloxinia hiện nay là kết quả của sự lai tạo từ hai loài hoa của Brazil:

Sinningia speciosa và Sinningia maxima do những người làm vườn scottland thực hiện

vào thế kỉ XIX Mặc dù không chính xác nhưng tên Gloxinia đã được mọi người sử dụng và nhớ đến cho đến ngày nay

Ngày nay, cây Gloxinia đã có mặt và được trồng rộng rãi nhiều nơi trên thế giới như Brazil, Ấn Độ, Thái Lan, Philippin, Việt Nam…

Cây Gloxinia tượng trưng cho tính thanh lịch, sự tao nhã Vì vậy, cây Gloxinia được trồng nhân dịp lễ Tạ Ơn, Noel, và Lễ Tình Nhân Gần đây với sự ưa chuộng rộng rãi, giống cây Gloxinia được trồng quanh năm Người ta thường dùng màu trắng của cây Gloxinia và màu đỏ của lá trạng nguyên để trang trí cho Giáng Sinh Màu đỏ tía của Gloxinia kết hợp với hoa Thủy Tiên vàng hoặc Tulip trắng sẽ làm nổi bật ngày xuân [26; 27; 28; 29; 30]

 Đặc tính sinh học cây hoa Gloxinia (Sinningia speciosa)

Cây Gloxinia là loại cây thân thảo lưu niên, có hoa đẹp, chủ yếu được trồng làm cây kiểng Chiều cao cây khoảng 15 – 30 cm, tán lá tỏa ra có đường kính khoảng 22 – 33 cm [31; 36] Cây có củ nằm dưới mặt đất, lá rộng mọc sát đất, thân thấp, mọng nước Lá có hình vỏ sò, màu xanh lá cây đậm, dài 20 – 30 cm, có lông nhung mềm mượt, mặt duới của lá thường hơi đỏ Mép lá có dạng khía, răng cưa Cuống lá thuôn,

2.2.4 Điều kiện ngoại cảnh của cây Sinningia speciosa  Về nhiệt độ

Nhiệt độ ấm bình thường trong phòng (18 – 24oC) là thích hợp cho sự tăng trưởng của cây Trong giai đoạn ra hoa, nhiệt độ lạnh hơn 16 – 18°C sẽ kéo dài sự ra hoa Dự trữ củ ngủ đông ở nhiệt độ 7 – 15°C Nhiệt độ dưới 10oC gây tổn thương ở lá và hoa Nhiệt độ trên 27oC làm cho cây phát triển nhanh chóng Đặt cây gần cửa sổ hướng đông và hướng nam Cây thích nhiệt độ buổi tối vì mát mẻ, tốt nhất là thấp hơn nhiệt độ ban ngày [32; 39]

 Ánh sáng

Cây Gloxinia cần nhiều ánh sáng nhưng nó không thích ánh sáng mặt trời trực tiếp Ánh sáng trực tiếp sẽ làm cháy lá, trong thời kì nghỉ thì cây không cần ánh sáng Quang kì tốt nhất cho cây Gloxinia khoảng 12 – 14 giờ sáng mỗi ngày

Ánh sáng thấp: 270 lux được chấp nhận với nhiệt độ mát 18oC nhưng mức ánh sáng từ 0,5 – 1,1 klux hoặc cao hơn được đề nghị để phát triển số lượng núm hoa lớn nhất [31]

2.2.5 Kỹ thuật trồng cây Sinningia speciosa  Nước tưới

Cây Gloxinia không chịu được hạn và úng nước Nó ưa độ ẩm trung bình và

cần được tưới thường xuyên bằng nước ở nhiệt độ trung bình, không quá lạnh

Giữ cho đất trồng ẩm nhưng không quá ướt trong suốt thời gian cây tăng trưởng Không để cây bị ngập nước Không cho nước lên đỉnh sinh trưởng hoặc lên

 Phân bón

Bón phân cho cây khi chúng phát triển tốt, lớn và trong giai đoạn ra hoa

Phân bón có thể dùng khi tưới, nhưng tốt nhất là pha loãng 1/10 hoặc 1/4 của nồng độ yêu cầu [32]

Bón cho cây 2 tuần/lần nếu nồng độ loãng đi 1/2 Không bón phân trong giai đoạn cây ngủ đông [39]

 Những vấn đề thường gặp

Cây Gloxinia yêu cầu một khoảng thời gian nghỉ ngơi sau khi ra hoa Ra hoa có thể ít nhất 2 tháng, nhưng sau đó cây khô hạn ở bất cứ nơi nào Khi cây bắt đầu giai đoạn ngủ đông thì giảm lượng nước tưới, đặt cây nơi thoáng mát và khô ráo Sau thời gian nghỉ (6 – 12 tuần) củ nên được trồng lại trong chậu sạch, tưới nước trở lại, đặt nơi ấm áp có ánh nắng mặt trời (nhưng tránh ánh sáng mặt trời trực tiếp) và chẳng bao lâu cây phát triển trở lại, sẵn sàng cho hoa tiếp Hầu như phần phức tạp nhất là chăm sóc Gloxinia trong khoảng thời gian nghỉ [32; 34; 35]

Cắt bỏ những bông hoa bị héo để kích thích những nụ hoa phát triển tốt hơn [34] Những bông hoa bị rụng, yếu là do độ ẩm và cường độ ánh sáng trong nhà thấp hơn môi trường bên ngoài Cắt bỏ những cuống hoa đã hư và để cây nghỉ ngơi cho lần ra hoa tiếp Khi những bông hoa héo thì ngừng bón phân và giảm nước tưới Khi lá cây bị héo thì ngừng tưới hoàn toàn Lá sẽ bị quăn và rụng Khi cây bắt đầu suy tàn, cắt bỏ những lá khô, để thân củ khô và trồng lại sau thời gian nghỉ của cây Để giữ hoa tồn tại lâu, làm ẩm gián tiếp bằng máy làm ẩm không khí, nhưng không phun sương trên lá [35; 39]

Những bệnh thường gặp: thối rữa củ, virus, giun tròn, rệp cây, nhện, sâu đục lá, bọ trĩ, sự thối rữa từ việc quá lạnh và ẩm ướt; mép lá rập cuộn lên trên cho biết không

khí khô; lá cháy sém, khô héo là do ánh sáng mặt trời trực tiếp chiếu lên lá; lá bị đốm là do tưới phun sương trên lá Những cây thân củ thì trồng trên bề mặt đất trồng, chôn sâu quá sẽ làm cây thối rữa [34]

2.2.6 Kỹ thuật nhân giống cây Sinningia speciosa  Nhân giống truyền thống

Gloxinia được nhân giống truyền thống qua 2 cách: nhân giống hữu tính và nhân giống vô tính

 Nhân giống hữu tính: Gloxinia thường được nhân giống hữu tính bằng

cách gieo hạt Đây là phương pháp nhân giống khá đơn giản và không cần nhiều trang thiết bị Hạt được gieo vào giá thể thích hợp với độ ẩm trung bình Sau 2 – 3 tuần, hạt

nảy mầm thì chuyển sang chậu mới cùng loại đất thích hợp cho cây tăng trưởng  Nhân giống vô tính: Gloxinia được nhân giống vô tính bằng củ, cắt đốt, lá

hay thân, xử lý với chất kích thích ra rễ rồi cấm vào đất Tuy nhiên, phương pháp cắt

đốt và lá ít được sử dụng do tỉ lệ thành công thấp vì cây ít có rễ hoặc ra rễ yếu ớt

 Vi nhân giống

Đây là phương pháp nhân giống vô tính sử dụng kỹ thuật nuôi cấy mô trong phòng thí nghiệm Sản phẩm cho ra những cây con từ mô và cơ quan của cây với chất lượng tương đương nhau, ít nhiễm bệnh

2.3 Nhân giống vô tính bằng nuôi cấy mô tế bào thực vật 2.3.1 Khái niệm

Phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật bắt đầu từ một mảnh nhỏ thực vật không bị nhiễm vi sinh vật, được đặt trong môi trường dinh dưỡng thích hợp Chồi mới hay mô sẹo mà mẫu cấy này sinh ra bằng sự tăng sinh được phân chia và cấy chuyền để nhân giống

2.3.2 Ứng dụng

Kỹ thuật này thể hiện một số ưu điểm đã được ứng dụng:

 Sản xuất cây đơn bội qua nuôi cấy túi phấn

 Lai tế bào soma và tạo dòng protoplast

 Cải biến tính thực vật qua hấp thụ DNA ngoại lai

Trong giai đoạn hiện nay, nuôi cấy mô thực vật được ứng dụng mạnh mẽ vào thực tiễn chọn giống, nhân giống, vào việc sản xuất các chất thứ cấp có hoạt tính sinh học Các vấn đề cơ bản về đời sống của mô và tế bào đơn trong môi trường nhân tạo, nhu cầu về khoáng, vitamine, chất điều hòa sinh trưởng, nguồn carbon của chúng, các kỹ thuật cơ bản để tách, nuôi cấy, điều khiển sự phân hóa từ các bộ phận khác nhau của cây trồng ngày càng được hiểu sâu sắc hơn

2.3.3 Phương pháp nuôi cấy đốt đơn thân

Phương pháp nuôi cấy này sử dụng mẫu cấy là chồi ngọn hoặc chồi bên có mang một đoạn thân ngắn Chồi này sẽ được kích thích cho tăng trưởng, ra rễ để tạo thành cây nguyên vẹn Đây là phương pháp tự nhiên nhất trong những phương pháp

nhân giống vô tính in vitro bởi vì có thể áp dụng được in vivo

Chồi được thu từ chồi ngọn và ở các nách lá, sau đó cấy trên môi trường dinh dưỡng với các điều kiện thích hợp để tăng trưởng Chồi mới tăng trưởng sẽ mang nhiều lá và các chồi bên ở các nách lá tiếp tục được cấy chuyền đến khi đạt đủ số lượng chồi cần thiết thì chúng được cảm ứng ra rễ để trở thành cây con hoàn chỉnh và được chuyển ra trồng trong đất

Nghiên cứu đầu tiên về nuôi cấy nốt đơn thân và cảm ứng rễ cho chồi được tiến hành trên cây măng tây (Galston, 1947, 1948; Gorter, 1965; Andreassen và Elison, 1967) Phương pháp nuôi cấy nốt đơn thân đã được thực hiện thành công trên nhiều cây: khoai tây (Morel và Martin, 1955), lê (Quoirin, 1974), hoa hồng (Heliott, 1970)…Phương pháp này cũng được áp dụng để nhân giống cà chua, dưa chuột, cà tím (Nguyễn Đức Lượng, 2002) [8]

2.3.4 Phương pháp nhân chồi bên

Về nguyên tắc phương pháp này giống như phương pháp nuôi cấy nốt đơn thân

Điều khác nhau lớn nhất là trong phương pháp nuôi cấy nốt đơn thân có sự kéo dài của

chồi, thân và thường không cần đến cytokinin để phát triển

Trong phương pháp nhân chồi bên, chồi ngọn được cô lập trên môi trường dinh dưỡng và các chồi bên từ các nách lá phát triển dưới ảnh hưởng của cytokinin với

nồng độ cao Vai trò của cytokinin lúc này là hạn chế ưu thế ngọn để cho các chồi bên có thể phát triển Các chồi bên này được tiếp tục chuyển sang môi trường mới có bổ sung cytokinin thì các chồi bên mới lại tiếp tục được tạo ra Sau đó các chồi này được chuyển vào môi trường ra rễ và được đưa ra ngoài vườn ươm khi đã có rễ hoàn chỉnh

Thực tế cả hai phương pháp này thường được áp dụng chung: đầu tiên, chồi tăng trưởng bình thường, sau đó bổ sung cytokinin vào môi trường nuôi cấy để cảm ứng sự hình thành các chồi bên

Phương pháp nhân giống bằng chồi bên đầu tiên được tiến hành ở cây hoa cẩm chướng bởi Hackett và Anderson (1967), sau đó là Adams (1972) và Boxus (1973, 1974) tiến hành trên cây dâu tây, Pierik và công sự (1973, 1974, 1975), Murashige và cộng sự (1974) tiến hành trên cây cúc đồng tiền (Nguyễn Đức Lượng, 2002) [8]

Một số yếu tố quan trọng ảnh hưởng lên sự hình thành chồi bên

 Nhu cầu về cytokinin rất khác nhau (loại và nồng độ cytokinin)  Nhu cầu cytokinin thay đổi tùy theo giai đoạn nuôi cấy

 Phối hợp auxin ở nồng độ thấp với cytokinin ở nồng độ cao

 Sự cảm ứng tạo mô sẹo với nồng độ cytokinin quá cao có thể tạo ra chồi bất định mang các đột biến

 Khi cấy chuyền nhiều lần, tốc độ tăng sinh chồi bị thay đổi

Ngoài ra còn có các phương pháp nuôi cấy khác như: nuôi cấy đỉnh sinh trưởng, nuôi cấy mô sẹo, phương pháp nuôi cấy tế bào đơn, nuôi cấy protoplast - chuyển gen, nuôi cấy tế bào đơn bội Tùy theo loại cây và mục đích mà người ta chọn lựa phương pháp nuôi cấy thích hợp, đem lại hiệu quả cao

2.4 Vai trò của chất điều hòa sinh trưởng trong nuôi cấy mô tế bào thực vật 2.4.1 Chất điều hoà sinh trưởng

Chất sinh trưởng thực vật hay còn gọi là chất điều hòa sinh trưởng thực vật là các hợp chất hữu cơ (bao gồm các sản phẩm thiên nhiên của thực vật và các hợp chất tổng hợp nhân tạo) có tác dụng điều tiết các quá trình sinh trưởng và phát triển, làm biến đổi một quá trình sinh lý thực vật nào đó, ở những nồng độ rất thấp Chúng không phải là các chất dinh dưỡng hay các sinh tố dùng trong thực vật

Về đại cương các chất điều hòa sinh trưởng được chia làm hai nhóm: các chất

kích thích sinh trưởng và các chất ức chế sinh trưởng Trong nuôi cấy in vitro thì sự

cân bằng giữa các chất điều hòa sinh trưởng với nhau là điều cần thiết

2.4.2 Một số chất điều hoà sinh trưởng thường dùng

Hiện nay 5 nhóm chất điều hòa sinh trưởng thường được dùng: auxin, gibberellin, cytokinin, acid abscisic, ethylen, các hợp chất phenol và các chất làm chậm sinh trưởng

 Auxin

 Auxin là một nhóm các chất được tổng hợp chủ yếu ở đầu thân, đầu rễ, được vận chuyển đến các bộ phận khác nhau của cơ thể để kích thích sự tăng trưởng của tế bào Auxin bị phân hủy bởi ánh sáng, có tính phân cực

 Chức năng của auxin

- Kích thích sự giãn nở của tế bào, làm tế bào phình to ra, làm tăng kích thước của các cơ quan, ảnh hưởng đến sự phân chia tế bào, kích thích sự tổng hợp các cấu tử cấu trúc nên thành tế bào như cellolose, pectin… - Điều chỉnh tính hướng động của cây: quang hướng động và địa hướng

động

- Gây ra hiện tượng ưu thế ngọn được giải thích bằng việc ức chế sinh trưởng của chồi bên khi auxin được vận chuyển từ ngọn xuống dưới - Kích thích sự hình thành rễ

- Kích thích sự hình thành quả, sự lớn của quả, tạo nên quả đơn tính không hạt và kiềm hãm sự rụng lá, hoa, quả

- Tạo phôi trong nuôi cấy huyền phù

Các phản ứng auxin và sự tăng trưởng có liên quan với vô số quá trình sinh lý và trao đổi chất khác và mối quan hệ nhân quả giữa auxin, RNA và chuyển hóa protein không phải hoàn toàn rõ ràng Phản ứng chủ yếu và nhanh chóng nhất đối với việc xử lý auxin là làm tăng độ kéo dài của tế bào, điều này xảy ra chỉ một vài phút sau khi xử lý Một đặc trưng quan trọng là vách tế bào, là một vị trí quan trọng chịu sự tác động của các chất điều hòa sinh trưởng thực vật (Torry và csv, 1981) Auxin làm giảm pH do kích thích sự bài xuất proton H+, pH hoạt hóa các enzym tác động nới lỏng vách tế bào và enzym tổng hợp vách tế bào, nhờ đó khởi động quá trình giãn nở tế bào (Roger Prat, 1993)

Auxin hoạt hóa sự sinh tổng hợp các hợp chất cao phân tử (protein, cenllulose, pectin…) và ngăn cản sự phân giải chúng (Grodzinxki, 1981) (Vũ Văn Vụ, 2003; Nguyễn Đức Lượng, 2002) [5; 8]

 Cytokinin

 Cytokinin hình thành chủ yếu trong hệ thống rễ thực vật Ngoài ra, một số cơ quan còn non đang sinh trưởng mạnh cũng có khả năng tổng hợp cytokinin như chồi, lá non, quả non, tầng phát sinh…

Đây là chất hoạt hóa sự phân chia tế bào (Mitsuhashi và csv, 1969; Mai Trần Ngọc Tiếng, 1989), đồng thời làm tăng quá trình chuyển hóa acid nucleic và protein (Vũ Văn Vụ, 2003) [5] Cytokinin được sử dụng khá nhiều trong kỹ thuật nuôi cấy mô

 Đặc điểm của cytokinin

Cytokinin được vận chuyển trong cây không phân cực như auxin, có thể hướng ngọn và hướng gốc Cytokinin trong cây có thể ở dạng liên kết và dạng tự do cũng như các phytohormone khác Ở trong cây chúng bị phân giải bằng các enzyme, tạo nên sản phẩm cuối cùng là ure

 Các cytokinin thường dùng trong nuôi cấy mô: kinetin, BA, và PBA  Chức năng của cytokinin

- Vai trò sinh lý đặc trưng của cytokinin đối với thực vật là kích thích sự phân chia mạnh mẽ của tế bào

- Ảnh hưởng lên sự hình thành và phân hóa cơ quan đặc biệt là phân hóa chồi

- Kìm hãm quá trình hóa già của các cơ quan và của toàn cây, kìm hãm sự phân hủy của diệp lục, protein và acid nucleic

- Phá vỡ trạng thái ngủ của hạt, kích thích hạt nảy mầm, làm tăng sự nở hoa

- Điều chỉnh hiện tượng ưu thế ngọn

- Ảnh hưởng đến sự hoạt động sinh lý của cây do nó có ảnh hưởng đến các quá trình trao đổi chất

- Cytokinin gây nên sự hình thành chồi mầm trong nhiều mô bao gồm mô sẹo sinh trưởng trong mô nuôi cấy, hay việc tạo thành các mô bướu ở các cây gỗ lâu năm (Nester và csv, 1985; Taiz L và csv, 1991)

 Vai trò của cytokinin trong nuôi cấy chồi

Cytokinin rất có hiệu quả trong vai trò kích thích sự tạo chồi trực tiếp hoặc gián

tiếp trên thực vật nguyên vẹn cũng như trên mô thực vật nuôi cấy in vitro Một tỷ lệ

thích hợp giữa auxin và cytokinin sẽ có hiệu quả trên sự phát sinh hình thái của mẫu cấy

Để tăng sinh chồi bên, nếu nồng độ cytokinin quá cao sẽ kích thích sự hình thành của nhiều chồi nhỏ nhưng những chồi này không thể kéo dài, hoặc làm cho lá bị biến dạng hoặc làm cho chồi chứa nhiều nước

Để kích thích sự tạo chồi bất định trực tiếp từ mẫu cấy hoặc gián tiếp qua sự tạo mô sẹo thì người ta thường phối hợp cytokinin với auxin

Nồng độ cytokinin cao (0,5 – 10 mg/l) thường cản hoặc làm chậm sự tạo rễ (Schraudolf và Reinert, 1959; Harris và Hart, 1964; Ben Jaacov và cộng sự, 1991) đồng thời cản sự tăng trưởng của rễ và cản hiệu quả kích thích tạo rễ của auxin (Humphries, 1960) (Vũ Văn Vụ, 2003; Nguyễn Đức Lượng, 2002) [5; 8]

Trong nuôi cấy mô tế bào thực vật thì tùy vào mẫu cấy và yêu cầu của từng thí nghiệm mà các chất điều hòa sinh trưởng được dùng một cách hợp lý

2.5 Môi trường dinh dưỡng trong nuôi cấy mô tế bào thực vật 2.5.1 Muối khoáng

Muối khoáng được tế bào cây sử dụng cho sự tổng hợp phân tử hữu cơ hay xúc tác các phản ứng enzyme Những ion của muối hòa tan đóng vai trò quan trọng trong sự vận chuyển phân tử, điều hòa thẩm thấu và duy trì điện thế của cây trồng

Nitơ, Phốtpho, Lưu Huỳnh là thành phần của protein và acid nucleic Magiê và một số vi lượng hình thành các phần chủ yếu của enzyme và cấu trúc tế bào, do đó xúc tác nhiều phản ứng khác nhau

Canxi và acid boric được tìm thấy chủ yếu trong vách tế bào và Canxi có vai trò quan trọng trong sự ổn định màng sinh học

Kali và Clo quan trọng trong sự điều hòa thẩm thấu, duy trì điện thế và hoạt tính enzyme

Các nguyên tố đa lượng: N, P, K, S, Ca, Mg

Các nguyên tố vi lượng: Fe, Cu, Mn, Co, B, I, Ni, Cl, Al (Vũ Văn Vụ, 2003; Nguyễn Đức Lượng, 2002) [5; 8]

 Muối khoáng đa lượng

Nhu cầu của mô, tế bào thực vật tách rời không khác nhiều so với cây trồng trong điều kiện tự nhiên Các muối khoáng đa lượng cần cung cấp là muối Nitơ, Phốtpho, Canxi, Kali…

Nitơ thường được dùng ở dạng Nitrat hoặc muối Amonium, Nitrit và Amoniac ít được dùng vì ở nồng độ thấp thì nó không đủ mà ở nồng độ cao thì nó gây độc Phốtpho được đưa vào môi trường ở dạng mono hay dihydrogenphosphate Kali hay Natri Một số dạng muối được sử dụng: NH4NO3, KNO3, CaCl2.2H2O, MgSO4.7H2O, KH2PO4

Canxi được cung cấp dưới dạng muối Canxi Clorua: CaCl2.H2O hoặc CaCl2.2H2O Cây trồng hấp thụ Ca ở dạng Ca2+

Sự dư thừa hay thiếu hụt các chất khoáng đa lượng đều có ảnh hưởng đến sự

sinh trưởng và phát triển của cây in vitro, đôi khi còn có tác động đến hình thái của

mẫu cấy (Vũ Văn Vụ, 2003; Nguyễn Đức Lượng, 2002) [5; 8]

 Muối khoáng vi lượng

Welander (1977) đã đưa ra những bằng chứng cho thấy tế bào thực vật trong quá trình phát sinh hình thái sẽ cần nhiều khoáng vi lượng Các nguyên tố khoáng vi lượng có thể có ảnh hưởng đến sự phân hóa tế bào khi kết hợp với các chất điều hòa sinh trưởng thực vật (Beasley và cộng sự, 1974)

Sắt được đưa vào môi trường dưới dạng muối vô cơ (FeCl3, FeSO4) Tuy nhiên, thực tế nghiên cứu cho thấy sắt được dùng dưới dạng Chelat kết hợp với Na2 – EDTA (Ethylene Diamine Tetra Acetate) Ở dạng này sắt không bị kết tủa và giải phóng từ từ ra môi trường theo nhu cầu của mô thực vật Sự hiện diện của nguyên tố Fe đặc biệt quan trọng cho quá trình tạo chồi và rễ bất định (Legrand, 1975)

Muối khoáng vi lượng thường dùng là Kẽm (Zn), Đồng (Cu), Cobalt (Co), Boron (B), Idodine (I), Molypden (Mo)… Một số muối vi lượng thường được sử dụng là ZnSO4, CuSO4, MnSO4, CoCl2, KI…

2.5.2 Ảnh hưởng của nguồn carbon

Trong môi trường nuôi cấy, các mô không có khả năng tự dưỡng do không quang hợp đầy đủ trong điều kiện thiếu sự trao đổi khí với bên ngoài, do vậy cần cung cấp đường để giúp mô, tế bào thực vật tổng hợp các chất hữu cơ, giúp tế bào phân chia, tăng sinh khối Các loại đường thường được sử dụng là sucrose, d – glucose,

d – fructose (Doods và Roberts, 1987) Sucrose là nguồn carbon được sử rụng rộng rãi nhất cho các loại cây, nồng độ sucrose thay đổi từ 2 – 3 % hoặc cao hơn tùy thuộc vào giống, tuổi mẫu cấy, giai đoạn sinh trưởng và yêu cầu thí nghiệm (Nguyễn Đức Lượng, 2002) [8]

2.5.3 Vitamin

Thực vật cần vitamin để xúc tác các quá trình biến dưỡng khác nhau Thông thường thực vật tổng hợp các vitamin cần thiết cho sự tăng trưởng và phát triển của

chúng Khi tế bào và mô được nuôi cấy in vitro thì một vài vitamin trở thành yếu tố

giới hạn sự phát triển của chúng Vì vậy chỉ có một số vitamin được bổ sung vào môi trường nuôi cấy: thiamine (B1), acid nicotinic (PP), pyridoxine (B6) và myo-inositol

Thiamine là một vitamin căn bản cần thiết cho sự tăng trưởng của tất cả các tế bào Các vitamin khác như Vitamin H, C, E đôi khi được thêm vào Vitamin C đôi khi được dùng ở nồng độ cao như là một chất chống oxy hóa Myo-inositol có ý nghĩa cải

thiện các phản ứng in vitro và tăng trưởng của cây trồng, đặc biệt ở cây đơn tử diệp

(Nguyễn Đức Lượng, 2002) [8]

2.5.4 Các hợp chất hữu cơ bổ sung không xác định

Bổ sung nhiều chất trích hữu cơ khác nhau vào trong môi trường nuôi cấy thường mang lại kết quả thuận lợi cho sự tăng trưởng của mô Các chất bổ sung có nhiều loại như: nước cam, nước cà chua, khoai tây, chuối… Hiện nay, chất bổ sung

được dùng phổ biến là nước dừa Ảnh hưởng của nước dừa

Nước dừa (CW-coconut water) thêm vào môi trường với lượng thích hợp sẽ kích thích sự phát triển của chồi bên cũng như sự hình thành cây con (Urata và Iwanaga, 1965; Scully, 1966; Tanaka và Sakanishi, 1978)

Từ việc sử dụng nước dừa, nhiều mô thực vật được nghiền tách dịch chiết và bổ sung vào môi trường nuôi cấy có tác dụng kích thích sự phát triển phôi như nội nhũ bắp, chà là, chuối, mầm đậu, mầm lúa mì, nước chiết cà chua… Nhưng thông thường các dịch chiết chỉ có tác dụng trên các loài cây trồng không cùng nguồn gốc (Trần Văn Minh, 2002)

Hoạt tính của nước dừa khác BAP, tuy nhiên có thể thay thế được BAP Van Overbeek và csv (1941) cho thấy nước dừa kích thích sự phân chia tế bào của mô cây

cà độc dược (Datura solanaceae) trong môi trường nuôi cấy Trong nước dừa giàu các

2.5.5 Độ pH và agar

pH của môi trường nuôi cấy thường ở khoảng 5,7 – 5,8 pH thấp hơn 4,5 hoặc cao hơn 7 đều ức chế sự phát triển của mô (Nguyễn Văn Uyển, 1993 và Bùi Bá Bổng, 1995)

Các mô thực vật đều được cấy trên môi trường agar Agar thường được sử dụng ở nồng độ 6 – 10 g/l, nồng độ agar tốt nhất cho sự phát triển của mô cấy là 8 g/l (Ribeiro và csv, 2000) (Nguyễn Đức Lượng, 2002) [8]

2.5.6 Các điều kiện vật lý

Ánh sáng cần thiết cho sự phát sinh hình thái của mô cấy Trong tạo chồi ban đầu và nhân chồi tiếp theo, cường độ ánh sáng chỉ cần trong khoảng 1.000 lux Nhưng trong giai đoạn tạo rễ, cây cần chiếu sáng ở cường độ cao từ 3.000 - 10.000 lux để kích thích cây chuyển từ giai đoạn dị dưỡng sang tự dưỡng có khả năng quang hợp Dưới cường độ ánh sáng cao, cây lùn và có màu xanh hơi giảm nhưng có tỷ lệ sống sót cao khi chuyển sang môi trường đất Chưa có nhiều nghiên cứu về chế độ sáng trong môi trường cấy mô, nhưng thời gian chiếu sáng 16 giờ/ngày của bóng đèn neon huỳnh quang là thích hợp cho sự phát triển mô cấy của nhiều loài Ngoài ra, để mô cấy phát triển tốt thì môi trường nuôi cấy phải thông thoáng và có nhiệt độ thích hợp, nhiệt độ trong phòng nuôi cấy thường được giữ ở 25 – 28o

C

2.6 Một số nghiên cứu về nhân giống cây hoa Gloxinia

 Đặng Phương Trâm , nhân giống cây hoa sinningia bằng phương pháp cấy

mô

 Nguyễn Thị Nhẫn, 1997 – 1999, nghiên cứu kỹ thuật nhân giống cây

Gloxinia speciosa bằng phương pháp nuôi cấy trong ống nghiệm

 Nguyễn Quang Thạch, Vũ Ngọc Lan, Nguyễn Xuân Trường, Nguyễn Công

Hoan, Nguyễn Thị Lý Anh, nghiên cứu nhân nhanh cây hoa chuông (Sinningia speciosa)

Tia ion hóa được chia làm 2 loại:

 Sóng điện từ: tia Roentgen (tia X), tia Gamma (tia γ)  Các hạt cơ bản: α, β, Proton, Neutron …[45]

2.7.2 Bức xạ Gamma

Bức xạ gamma là bức xạ điện từ Nó đi được khoảng cách lớn trong không khí và có độ xuyên mạnh Khi đi vào cơ thể, chúng sẽ tương tác với các chất có trong cơ thể và tạo ra các điện tử thứ cấp Các điện tử thứ cấp này là các hạt mang điện nên sẽ gây ra hiện tượng ion hoá dẫn đến việc phá hủy các tế bào sống trong cơ thể Xác suất tạo ra các điện tử thứ cấp tỉ lệ với năng lượng của bức xạ gamma theo hàm mũ [46; 47]

2.7.3 Chất phóng xạ Coban (cobalt)

Coban (Co60) có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và y học Đây là kim loại phóng xạ dùng trong xạ trị Kim loại này có đặc tính tạo ra bụi mịn Nguồn Co60 hữu dụng trong vòng khoảng 5 năm, nhưng ngay cả sau thời điểm này, mức độ phóng xạ vẫn rất cao

Nhiều sinh vật sống (kể cả người) phải cần đến một lượng nhỏ coban trong cơ thể để tồn tại Coban là một thành phần trung tâm của vitamin cobalamin, hoặc vitamin B12

Tên gọi Coban (cobalt) có xuất xứ từ tiếng Đức kobalt hoặc kobold, nghĩa là linh hồn của quỷ dữ Tên này do những người thợ mỏ đặt ra vì nó mang tính độc hại, gây ô nhiễm môi trường [46]

2.7.4 Cơ chế tác động của bức xạ ion hóa trên cơ thể sống

Bức xạ là một trong những tác nhân gây ra sự tổn thương bức xạ ở mức phân tử, tế bào và hệ thống cơ quan của cơ thể sinh vật

Các nguyên tử bị ion hóa sẽ làm cho các phân tử cấu tạo nên cơ thể sinh vật có những biến đổi về hóa học Khi bị tác động thì gene bị biến đổi Tùy theo mức độ tác động của bức xạ mà gene bị thay đổi ở những mức độ khác nhau

Sau khi nhận năng lượng của bức xạ ion hóa thì các tổ chức tế bào của cơ thể sinh vật sẽ chịu những biến đổi qua hai giai đoạn:

 Giai đoạn hóa lý

Giai đoạn này rất ngắn (10-13

- 10-16 giây), trong giai đoạn này các phân tử sinh học chịu tác dụng gián tiếp và trực tiếp của bức xạ ion hóa

- Tác dụng trực tiếp: bức xạ trực tiếp gây ion hóa và kích thích các phân tử trong tế bào làm tổn thương các phân tử đó, đứt gãy liên kết trong các gene, các nhiễm sắc thể, làm sai lệch cấu trúc và tổn thương đến chức năng của tế bào

- Tác dụng gián tiếp: khi phân tử nước trong cơ thể bị ion hóa sẽ tạo ra các gốc

tự do, các gốc này có hoạt tính hóa học mạnh sẽ hủy hoại các thành phần hữu cơ như các enzyme, protein, lipit trong tế bào và phân tử DNA, làm tê liệt các chức năng của các tế bào lành khác Khi số tế bào bị hại, bị chết vượt quá khả năng phục hồi của mô hay cơ quan thì chức năng của mô hay cơ quan sẽ bị rối loạn hoặc tê liệt, gây ảnh hưởng đến cơ thể sinh vật [45]

Trong giai đoạn hóa lý một số phân tử sinh học quan trọng như enzyme, nucleoprotein đã bị tổn thương, người ta gọi đó là những tổn thương hóa sinh

 Giai đoạn sinh học

Nếu những tổn thương hóa sinh không phục hồi được, những tổn thương chuyển hóa dẫn đến những tổn thương hình thái và chức năng Đó là giai đoạn sinh học của tác dụng bức xạ ion hóa Giai đoạn sinh học có thể kéo dài từ vài ngày đến hàng chục năm sau khi chiếu xạ

2.7.5 Cơ chế gây đột biến của bức xạ ion hóa

Theo các kết quả nghiên cứu của Rapport (1961), Feitz (1964) và Heis (1965) thì khi tia phóng xạ vào cơ thể sinh vật sẽ tác động vào nhân tố di truyền trong tế bào theo các dạng sau:

 Tác động lên nhiễm sắc thể, gây ra hiện tượng đột biến nhiễm sắc thể  Tác động lên các nguyên tử của phân tử DNA, làm biến đổi cấu tạo gene,

khi gene tự tái sinh tạo nên gene đột biến và hình thành nên những tính trạng mới

Sự tác động của tia phóng xạ lên nhân tố di truyền theo các cơ chế sau:  Tác động lên phân tử DNA nghỉ, ngoài thời kì nhân đôi

- Làm biến tính base trên DNA nhưng không phá hủy DNA

- Tạo các chất gây ngừng nhân đôi DNA hoặc gây loại trừ các base

- Gây sự giao động tại chỗ do chuyển động nhiệt của các nguyên tử trong các base của DNA, gây rối loạn các phản ứng sinh lý, sinh hóa…

 Tác động lên hệ thống tổng hợp và sửa chữa DNA

- Làm rối loạn chuỗi phản ứng sinh tổng hợp các base DNA, enzyme… - Làm biến đổi enzyme DNA polymerase

 Ảnh hưởng phối hợp

Tác nhân gây ảnh hưởng lên hệ thống sửa chữa DNA, làm tăng dần số đột biến tự nhiên Bức xạ ion hóa gây tác động tổng hợp tạo các mảnh đứt DNA hoặc tạo sự khâu mạch giữa hai chuỗi polynucleotide gần nhau và đối với vài trường hợp có thể gây sắp xếp lại trật tự trên nhiễm sắc thể

2.7.6 Những thành tựu nghiên cứu về đột biến phóng xạ

 Ngoài nước

Phương pháp gây đột biến gene bằng tia phóng xạ đã được nghiên cứu từ lâu Năm 1925, Muller đã tiến hành thành công những công trình nghiên cứu thực nghiệm bằng tia X trên thực vật và trên vi khuẩn và đã tìm ra được những sinh vật biến dị nổi bật Vì vậy năm 1925 được xem là năm ra đời ngành di truyền học phóng xạ

Ở Mỹ, Humphrey (1951), Rauling (1958), William (1960) và ở Đức, Jashchariss (1956) sau khi nghiên cứu xử lý tia phóng xạ trên cây trồng đều đi đến kết luận: "Tia phóng xạ đã làm thay đổi các đặc điểm sinh trưởng, phát dục, hình thái tế bào, vật chất di truyền, đồng thời làm xuất hiện những biến dị có hại, có lợi hoặc trung tính trên nhiều loại cây trồng" Đa số các thí nghiệm đã chọn và thu các biến dị có lợi như: rút ngắn thời gian sinh trưởng, tăng năng suất, tăng tính kháng sâu bệnh, ít đổ ngã, thấp cây, phân cành nhiều, tăng số lượng hoa, đổi màu hoa, tăng trọng lượng hoa

Năm 1964, tổ chức phối hợp FAO/IAEA (Cơ quan lương nông liên hiệp quốc/ Cơ quan nguyên tử năng quốc tế) được thành lập và tổ chức này đã công bố 1019

giống đột biến ở những cây có hạt được đưa vào sản xuất và 523 giống đột biến ở những cây sinh sản vô tính và các cây làm cảnh khác nhau Nhiều loại cây trồng quan trọng có số đột biến lớn như: Đại mạch, Lúa, Lúa mì mềm, Đậu phộng, Đậu nành, Lúa mì cứng, Đậu Hà Lan, Bông vải, Kiều mạch và rất nhiều giống hoa khác nhau

Năm 2002, nhóm khoa học của Jammala Machaiah và Mrinal Pednekar, tại Trung tâm Nguyên tử Bhabha (Ấn Độ), đã dùng tia gamma yếu khử gần hết các thành tố axit oligosacharide dưới vỏ đậu Hà Lan và còn rất nhiều nghiên cứu trên thế giới về ảnh hưởng của tia gamma trên thực vật

 Trong nước

Tại Việt Nam từ năm 1965 – 1970 các nghiên cứu chọn giống đột biến cây trồng được bắt đầu thực hiện ở Đại học Tổng Hợp Hà Nội Sau đó, các cơ sở nghiên cứu khác như: Viện khoa học Việt Nam, Viện khoa học nông nghiệp, Viện di truyền học, Viện cây lương thực và thực phẩm, các trường Đại học nông nghiệp… tiến hành thí nghiệm với tia gamma trên những đối tượng cây trồng khác nhau

trên đậu nành, thu được một số dòng có triển vọng như: M103, A75, A9 có năng suất cao

Năm 1977, Đại học nông nghiệp IV xử lý tia γ (Co60) trên giống đậu nành Santamaria tạo được hai giống: A1, A5 có năng suất cao, rút ngắn thời gian sinh trưởng

Gần đây, Việt Nam có nhiều nghiên cứu đáng chú ý về ảnh hưởng của tia gamma lên cây trồng như:

 Nguyễn Văn Vinh (Viện Khoa Học Kỹ Thuật Hạt Nhân), 2002, nghiên cứu chiếu xạ gây đột biến hom mía

 Hoàng Hưng Tiến (Trung Tâm Kỹ Thuật Hạt Nhân), 2003, nghiên cứu phóng xạ kích thích hạt giống sắn mì

 Nguyễn Tiến Thịnh (Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân Đà Lạt), 2004, nghiên cứu chiếu xạ gamma liều thấp lên mẫu khoai tây giống

 Ở Viện Khoa Học Miền Nam, 2004, nghiên cứu gây đột biến giống Lan bằng tia gamma

 Nguyễn Thị Lang và Lê Xuân Thám, 2004, nghiên cứu chiếu xạ gây đột biến giống lúa khô

 Một số nghiên cứu về chiếu xạ kích thích hạt giống hoa Kiết Tường; ảnh hưởng tia phóng xạ γ trên hoa Lily Trần Thanh Hân, 2005, Nghiên cứu tạo hạt nhân tạo cây khoai tây và ảnh hưởng kích thích sinh trưởng của bức xạ gamma liều thấp

 Lê Văn Hòa (Khoa Nông nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng ), 2006, nghiên cứu: "Xác đi ̣nh khả năng gây đô ̣t biến giống hoa lan cắt cành (dendrobium sp.) bằng colchicine và tia gamma"

Hiện nay, các đề tài khoa học nghiên cứu về ảnh hưởng của tia gamma đến kiểu hình, khả năng kích thích sinh trưởng trên đậu nành, lúa, bắp và những cây trồng khác đang tiếp tục được nghiên cứu Việt Nam đã tiến hành nghiên cứu thử nghiệm áp dụng

phương pháp chiếu xạ tạo đột biến đa dạng trên hệ nuôi cấy in vitro nhiều cây trồng

như khoai lang, khoai tây, dâu tằm, chuối, hoa cẩm chướng, hoa hồng, địa lan, cúc Tuy nhiên kết quả thu được còn hạn chế (theo tài liệu của Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân Đà Lạt năm 2002 – 2006)

Nội dung 2: Khảo sát sự tạo củ in vitro của cây Gloxinia

2.8 Sơ lược về sự tạo củ 2.8.1 Khái niệm về củ

Các sản phẩm đồng hóa được sinh ra trong quá trình quang hợp, một phần giúp thực vật phát triển bằng cách tham gia vào cấu trúc, một phần được tích lũy trong các cơ quan dự trữ như trái, hột, thân, rễ Đối với những thực vật có khả năng tạo củ thì các chất đồng hóa sẽ được tích lũy dưới dạng củ

Vai trò của củ

 Là cơ quan dự trữ carbon, nitrogen ở dạng có thể cung cấp cho các cơ quan khác khi cần thiết

 Là cơ quan nhân giống

Thực vật có các cơ quan dự trữ thường là những cây lưu niên

2.8.2 Sự hình thành củ

Sự hình thành củ có liên quan đến các quá trình trong sự sinh trưởng của thực vật Những yếu tố giúp kích thích tăng trưởng cây thì có tác dụng ức chế quá trình tạo củ, còn các yếu tố ức chế sự tăng trưởng của cây lại có thể có tác dụng kích thích hình thành củ ở những loài cây tạo củ (Vũ Văn Vụ, 2003) [5] Vì vậy sự tạo củ của cây chịu

2.8.4 Các chất dự trữ trong củ

Củ thường chứa nhiều tinh bột, 1 – 2 % trọng lượng khô protein Nguồn protein này đóng vai trò to lớn trong quá trình tích trữ nitrogen, sulfur và carbon giúp thực vật có khả năng tái sinh thành cây mới Ở củ có rất ít lipid, khoáng và vitamin (Nguyễn Du Sanh, 1998) [4]

2.8.5 Ảnh hưởng của các yếu tố lên quá trình tạo củ

Chỉ có những loài có khả năng tạo củ mới tạo củ được và có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo củ Ngoài các yếu tố môi trường thì kiểu gene, tuổi sinh lý và tình trạng của cây cũng gây ra sự khác nhau đáng kể (Stephen, 1999)

 Yếu tố môi trường

A Cường độ ánh sáng

Thông thường, cường độ ánh sáng cao sẽ giúp cây quang hợp mạnh, tạo nên nhiều sản phẩm biến dưỡng di chuyển về các cơ quan dự trữ của cây (Nguyễn Du Sanh, 1998) [4] Tuy nhiên, mỗi loài thực vật đều có ngưỡng ánh sáng riêng, nếu vượt quá ngưỡng này, không những cây không phát triển mà có khả năng quá trình quang