Hiệu quả tạo giống khoai tây củ bi in vitro và đặc điểm sinh lý của khoai tây trồng từ củ bi in vitro ở Thái Nguyên

Giới thiệu chung về cây khoai tây 1. Nguồn gốc và phân loại cây khoai tây

• Đặc điểm sinh học, ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây

Nhánh địa sinh có màu trắng và mọc thẳng, đầu cuối của nhánh thường phình to tạo thành những đoạn thân ngầm, khi phát triển đến mức độ nhất định thì ngừng phát triển về chiều dài, chất dinh dưỡng tập trung vận chuyển đến các đoạn thân ngầm này và chúng phình to lên tạo thành củ khoai tây ở đầu mút thân địa sinh. Theo Billb- Deau (1992), nhiệt độ thích hợp cho sự hình thành củ khoai tây là 180C-200C, từ 200C trở lên quá trình hình thành củ khoai tây sẽ bị kìm hãm, khối lượng chất khô của củ cũng như chất lượng của củ đều bị giảm [48], nếu nhiệt độ quá thấp cũng ảnh hưởng đến sinh trưởng của củ, khi nhiệt độ xuống thấp dưới 150C các đặc tính như màng vỏ, hàm lượng tinh bột thay đổi theo hướng không có lợi.

Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và ở Việt Nam 1. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới

Châu Á có nền sản xuất khoai tây lớn thứ 2 sau châu Âu, tập trung ở các nước như: Trung Quốc, Nhật Bản, Cộng hoà Dân chủ nhân dân Triều Tiên, Hàn Quốc, Mông Cổ…Hiện nay, Trung Quốc là quốc gia trồng nhiều khoai tây nhất thế giới và đứng đầu châu Á cả về diện tích, năng suất và sản lượng. Củ giống kém chất lượng không có khả năng cho năng suất cao đồng thời bị hao hụt lớn trong quá trình bảo quản làm cho giá thành củ giống tăng, tăng chi phí đầu tư lên rất nhiều vì đầu tư giống chiếm tỉ lệ cao nhất trong tổng chi phí tiền mặt cho việc sản xuất khoai tây.

Những nghiên cứu về giống

• Hiện tƣợng thoái hoá giống và biện pháp khắc phục 1. Hiện tƣợng thoái hoá giống khoai tây
• Các nghiên cứu về sản xuất củ nhỏ

Nghiên cứu của nhiều tác giả Melik Sarkisov, Faddecva (1984), Balletti, Lanteri, Lotito, Saraco (1994)… đều cho rằng, củ nhỏ in vitro được sản xuất từ vật liệu ban đầu sạch bệnh trong điều kiện vô trùng nghiêm ngặt nên chúng là sản phẩm hoàn toàn sạch bệnh, hơn nữa việc sản xuất củ nhỏ được tiến hành quanh năm không phụ thuộc vào thời vụ, có thể tạo được số lượng lớn củ giống trong thời gian ngắn với diện tích nhỏ, đồng thời củ có kích thước nhỏ nên dễ dàng bảo quản, vận chuyển tới các vùng sản xuất giống [19]. Các nghiên cứu đều cho thấy, để cảm ứng cho sự hình thành củ khoai tây cần phải có nồng độ đường cao trong môi trường nuôi cấy, thời gian chiếu sáng và nhiệt độ cao sẽ ức chế sự tạo củ in vitro, quang chu kỳ ngày ngắn hoặc trong bóng tối, điều kiện nhiệt độ thấp và sử dụng môi trường MS với nồng độ đường cao đã xúc tiến nhanh sự hình thành củ khoai tây in vitro.

Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp nghiên cứu in vitro 1. Phương pháp nhân chồi, tạo củ
• Phương pháp nghiên cứu ngoài đồng ruộng 1. Bố trí thí nghiệm
• Phương pháp hoá sinh

* Theo dừi mức độ hao hụt củ bi trong thời gian bảo quản: Củ khoai tõy bi sau khi thu hoạch, đem rửa sạch, để khô, phân loại củ theo 2 loại kích thước (đường kính >0,5cm và <0,5cm) và bảo quản trong các bình tam giác thể tích 500ml. * Theo dừi thời gian ngủ của củ bi: Củ khoai tõy bi sau khi thu hoạch, rửa sạch, để khô, phân loại kích thước, dải đều củ bi trên khay chứa cát và đặt trong buồng tối (nhiệt độ 2720C).Thường xuyên tưới nước vào các khay cát và loại bỏ củ bị hỏng.

Hiệu quả tạo khoai tây củ bi in vitro, đặc điểm sinh lí và tính toán chi phí sản xuất khoai tây củ bi trong phòng thí nghiệm

• Chi phí sản xuất khoai tây củ bi trong phòng thí nghiệm

Sau khi lựa chọn được mật độ chồi cấy thích hợp cho hiệu quả tạo củ bi cao nhất là 14 -15 chồi/bình, chúng tôi tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt trên chồi khoai tây đến khả năng sinh trưởng của chồi khi cấy chuyển, các vị trí cắt khác nhau (phần ngọn, phần giữa thân, phần gần gốc). Ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt đối với sự sinh trưởng cây in vitro (sau 3 tuần). đoạn cắt Giống Chiều cao thân. Sử dụng phần ngọn để cấy chuyển cho chiều cao của chồi lớn nhất. Các chồi cấy từ phần giữa thân và phần gần gốc có sự tăng chiều cao thấp hơn, tuy nhiên mức độ chênh lệch là không đáng kể. Số lá/cây và số chồi /cây của chồi được cấy từ phần giữa thân và phần gốc cao hơn so với phần ngọn, khi cấy bằng phần ngọn giống Diamant đạt 2,01 chồi/cây, giống Solara đạt 3,13 chồi/cây. Giữa phần giữa thân và phần gốc có sự dao động không nhiều. Số lá/cây cũng có xu hướng biến động tương tự. Ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt đối với khả năng sinh trưởng của chồi 3.1.2.2. Ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt đối với hiệu quả tạo củ bi in vitro. Do sự ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt trên chồi đến sinh trưởng của chồi khi cấy chuyển, nên hiệu quả tạo củ ở các vị trí chồi khác nhau cũng chịu ảnh hưởng của vị trí cắt. Sau khi nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí cắt đối với quá trình cấy chuyển chúng tôi tiếp tục tạo củ ở các bình thí nghiệm có vị trí đoạn cắt khác nhau để thấy được sự ảnh hưởng của vị trí cắt trên chồi đối với quá trình tạo củ bi in vitro. Ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt đối với hiệu quả tạo củ bi in vitro. Hiệu quả tạo củ bi chịu ảnh hưởng rừ ràng của vị trớ đoạn cắt trờn chồi. Tỉ lệ củ bi ở từng kích thước đối với các vị trí đoạn cắt có sự khác nhau. Các chồi cấy từ phần gần gốc có số củ/bình nhiều hơn ở các vị trí khác, tuy nhiên, tỉ lệ củ có đường kính <0,5cm lại cao. Như vậy, khi cấy chồi bằng phần thân thì cho tỉ lệ chồi/cây cao hơn khi cấy bằng phần ngọn do đó mà khi tạo củ cho số củ/bình cao hơn nhưng tỉ lệ củ nhỏ nhiều. Vì vậy, để tăng hiệu quả tạo củ bi và giảm bớt sự tiêu tốn môi trường nhân chồi và tạo củ, khi cấy chuyển nên cấy riêng các vị trí của chồi và cấy phần thân với mật độ thấp hơn phần ngọn. Phần ngọn Phần giữa thân Phần gần gốc. Phần ngọn Phần giữa thân Phần gần gốc. Mức độ hao hụt củ bi trong bảo quản, thời gian ngủ và khả năng nảy mầm của khoai tây củ bi in vitro. Sau khoảng thời gian 7- 8 tuần tạo củ, cây khoai tây trong bình tạo củ có thân và lá héo, úa vàng, chúng tôi tiến hành thu hoạch củ. Những củ bị hỏng chuyển sang thõm ỳa, vỏ nhăn nheo và bị mềm. Theo dừi thời gian ngủ nghỉ của từng giống theo 2 loại kích thước củ bằng cách giâm củ trên khay cát và tưới nước hàng ngày. Sau thời gian ngủ nghỉ của củ, chúng tôi tiến hành trồng Hình 3.3. Ảnh hưởng của vị trí đoạn cắt đến hiệu quả tạo củ bi in vitro. Thời gian ngủ và mức độ hao hụt của củ bi trong bảo quản. Tỷ lệ hao hụt/bình. Thời gian ngủ. Tỉ lệ củ không nảy. Tỷ lệ củ hỏng/bình. Thời gian ngủ. Tỉ lệ củ không nảy. Kết quả bảng 3.4 cho thấy, kích thước củ bi ảnh hưởng lớn đối với chất lượng củ trong thời gian bảo quản. Kích thước củ quá nhỏ sẽ khó khăn trong quá trình bảo quản, tỉ lệ củ bị hao hụt do khô héo và thối cao. Như vậy củ bi kích thước quá nhỏ sẽ bị hao hụt nhiều khi bảo quản nên để tăng hiệu quả sử dụng củ bi in vitro, trong quá trình tạo củ cần hạn chế sự xuất hiện củ có kích thước quỏ nhỏ <0,5cm).

Kết quả nghiên cứu thử nghiệm ngoài đồng ruộng 1. Điều kiện khí hậu, thời tiết của Thái Nguyên

• Khả năng sinh trưởng và các yếu tố cấu thành năng suất của khoai tây trồng từ củ bi (vụ đông 2007)

Bộ lá với chức năng quang hợp, tạo ra hợp chất hữu cơ nuôi cây và tạo năng suất vì thế chỉ tiêu tốc độ ra lá đã giúp chúng ta gián tiếp biết được khả năng cho năng suất, đồng thời khi quan sát sự tăng trưởng về số lá cũng cho ta biết được giai đoạn sinh trưởng mạnh nhất của giống khoai tây, qua đó có thể tác động biện pháp kỹ thuật phù hợp. Số củ/khóm Khối lượng củ/khóm (gam). Kết quả bảng 3.10 cho thấy, các yếu tố cấu thành năng suất của khoai tây củ bi thấp hơn so với ĐC trồng từ củ truyền thống. Tỉ lệ khóm được thu hoạch của khoai tây trồng từ củ bi thấp hơn ĐC không đáng kể. Khoai tây trồng từ củ bi giống Solara có tỉ lệ khóm được thu hoạch thấp hơn ĐC 0,5%, trồng từ củ bi giống Diamant thấp hơn ĐC 5%. Cây thí nghiệm có số củ/khóm thấp hơn ĐC tương ứng, cây củ bi của giống Solara thấp hơn ĐC 1,37 củ/khóm, cây củ bi của giống Diamant thấp hơn ĐC 1,56 củ/khóm. Vì vậy khối lượng củ/khóm của các khoai tây trồng từ củ bi đều thấp hơn ĐC. Khối lượng củ/khóm của cây thí nghiệm giống Solara bằng 62,70% so với ĐC, khối lượng củ/khóm của cây thí nghiệm giống Diamant bằng 62,38% so với ĐC. Tuy nhiên, củ của cây thí nghiệm có độ đồng đều khá cao, điều đó được thể hiện bởi tỉ lệ củ thương phẩm của cây thí nghiệm tương đương so với ĐC, mặc dù khối lượng củ/khóm của chúng chỉ đạt khoảng 62%- 63% nhưng tỉ lệ củ thương phẩm đạt 84-87% so với ĐC. Củ giống Diamant ĐC Củ bi in vitro giống Diamant. Củ giống Solara ĐC Củ bi in vitro giống Solara. Kích thước củ giống của khoai tây củ bi và ĐC. So sánh về củ giống của khoai tây củ bi và ĐC cho thấy, củ ĐC có kích thước lớn hơn nhiều so với củ bi. thước củ lớn, chất dự trữ trong củ nhiều, mầm to khoẻ, trồng bằng củ ĐC có lợi thế về sinh trưởng của cây và năng suất củ sau này hơn nhiều so với khoai tây được trồng từ củ bi. Kết quả thực nghiệm cho thấy, các chỉ tiêu về sinh trưởng của cây và yếu tố cấu thành năng suất của khoai tây trồng từ củ bi thấp hơn ĐC, tuy nhiên mức độ chênh lệch không quá lớn so với sự chênh lệch về kích thước của củ giống. Để thấy được rừ hơn mức độ đồng đều của củ khoai tõy sau thu hoạch chúng tôi tiến hành phân loại kích thước củ sau thu hoạch ở từng giống. Phân loại kích cỡ củ khoai tây sau thu hoạch theo đường kính. Giống % các cỡ củ thu hoạch. Solara ĐC Solara TN Diamant ĐC Diamant TN Giống. Tỉ lệ các cỡ củ thu hoạch từ cây khoai tây trồng bằng củ bi Kết quả bảng 3.11 và hình 3.9 cho thấy, củ của cây thí nghiệm và ĐC có sự phân cấp kích thước rất khác nhau. Tỉ lệ củ có đường kính 4-5cm ở cây ĐC cao hơn cây thí nghiệm. Tỉ lệ củ ở đường kính từ 2-4cm ở cây thí nghiệm cao hơn so với ĐC. Đường kính củ khoai tây <2cm là quá nhỏ, không có lợi cho sản xuất. đối với cây Diamant TN).

Kết quả đánh giá chất lƣợng khoai tây đƣợc trồng bằng củ bi in vitro vụ đông 2007

Để đánh giá ảnh hưởng của thời gian trồng củ bi đối với khả năng tích luỹ chất khô và một số chỉ tiêu hoá sinh trong củ thu hoạch từ cây củ bi, chúng tôi đã phân tích hàm lượng một số chất trong củ thu hoạch từ các thời điểm trồng củ bi khác nhau trong vụ đông 2007 và được kết quả ở bảng 3.17 và 3.18. Hàm lượng vitamin B6 ở các thời điểm trồng sau lại cao hơn vụ đầu, hàm lượng vitamin B6 của củ thu hoạch từ cây củ bi giống Diamant ở 2 thời điểm trồng muộn bằng nhau và đạt cao nhất (2,5mg/100gam củ tươi) cao hơn khi trồng ở vụ đầu 49,70%, đối với giống Solara, hàm lượng B6 các thời điểm trồng muộn bằng nhau và cao hơn vụ đầu 33,6%.