5. Những đóng góp mới của luận án
1.4. Những kết quả nghiên cứu về cây hoa chuông
Scaramuzzi và cs (1999) đã thành công trong việc nhân giống cây hoa chuông (Sinningia speciosa) bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro từ phiến lá và chồi. Với môi trường nuôi cấy MS có bổ sung IAA và kinetin tỷ lệ mẫu sống là 80% và đạt 25 - 30 chồi/mẫu cấy. Với môi trường nuôi cấy MS có bổ sung IAA và BA tỷ lệ mẫu sống là 80% và đạt 40 - 50 chồi/mẫu cấy [104].
Naz và cs (2001) đã nghiên cứu thành công kỹ thuật nuôi cấy mô cây hoa chuông từ lá và sử dụng môi trường MS có bổ sung auxin và cytokinin với các nồng độ khác nhau. Quá trình tạo chồi sử dụng môi trường MS có bổ sung 3mg BAP/l. Quá trình tạo rễ sử dụng các chồi có chiều cao 2 - 2,5 cm và nuôi trong môi trường MS có bổ sung NAA và IBA trong thời gian 4 - 5 tuần và đưa ra trồng trong vườn ươm trên giá thể đất cát trong thời gian 20 ngày [83].
Fráguas và cs (2003) đã nghiên cứu tìm kiếm nguồn dinh dưỡng thay thế cho NH4NO3 để bổ sung nguồn N vào môi trường nuôi cấy cây hoa chuông in vitro
(Gloxinia speciosa Lodd.). Tác giả đã thay NH4NO3 bằng cách sử dụng đạm urê. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, urê không thay thế NH4NO3 trong môi trường nuôi cấy cây hoa chuông in vitro [46].
Jie (2004) đã nghiên cứu thành công kỹ thuật nuôi cấy mô cây hoa chuông từ lá dùng môi trường MS có bổ sung 1 mg BA /l và 0,2 mg NAA/l để tạo callus. Để tạo cây tác giả đã dùng môi trường MS có bổ sung 3 mg BA/l và 0,2 mg NAA/l và quá trình tạo rễ sử dụng môi trường 1/2 MS có bổ sung 0,2 mg NAA/l [58].
Nguyễn Quang Thạch và cs (2004sử dụng HgCl2 0,1% để khử trùng mẫu cây
hoa chuông trong thời gian 10 phút cho kết quả tốt nhất, tỷ lệ mẫu sạch đạt 55%. Môi trường tối ưu cho hệ số nhân: MS + 0,5 mg BA/l + 0,2 mg α-NAA/l, hệ số nhân đạt 6,02 chồi sau 6 tuần nuôi cấy. Môi trường MS có lượng khoáng đa lượng giảm đi một nửa cho khả năng tạo cây hoàn chỉnh tốt nhất. Sau 3 tuần nuôi cấy 100% cây có rễ đầy đủ, cây sinh trưởng mạnh. Giá thể tốt nhất để trồng cây con tách từ lá giâm là giá thể trấu hun. Ra cây vào vụ hè, cây sinh trưởng, phát triển tốt,
chiều cao cây cấy mô sau trồng 2 tháng có thể đạt 7,07 cm. Ở giai đoạn trồng cây thương phẩm, sử dụng giá thể đất + trấu hun + EM Bokashi 5 (tỷ lệ 4:8:1) và phun NPK (21:21:21). Cây sinh trưởng phát triển tốt, năng suất, chất lượng hoa tốt ) [15].
Lê Hữu Cần và Nguyễn Thị Hồng Minh (2005) nghiên cứu ứng dụng công
nghệ in vitro trong nhân nhanh cây hoa chuông màu đỏ cánh đơn ở Thanh Hóa. Kết
quả nghiên cứu cho thấy: sử dụng HgCl2 0,1% trong 15 phút hoặc Ca(OCl)2 15% trong 10 phút cho kết qủa khử trùng tốt nhất, tỷ lệ mẫu sống đạt 58%. Môi trường nhân nhanh chồi tối ưu là MS bổ sung 0,7 mg Ki/l. Môi trường thích hợp để ra rễ là MS bổ sung 1 g than hoạt tính/l. Giá thể thích hợp cho cây ở vườn ươm là trấu hun. Cây ra vườn sản xuất sau trồng 60 ngày xuất hiện nụ và 90 ngày thì nở hoa [2].
Dương Tấn Nhựt và cs (2005) nghiên cứu nhân nhanh in vitro cây hoa chuông
bằng phương pháp nuôi cấy đốt thân và xử lý ra rễ ex vitro. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, đốt thân thứ 2 tính từ ngọn của cây hoa chuông cho sự tái sinh chồi nhiều nhất trên môi trường MS có bổ sung 1 mg BA/l. Các chồi in vitro có thể xử lý bằng 1000 mg IBA /l hoặc 2000 mg α-NAA /l đều cho tỷ lệ ra rễ 100% sau 2 - 4 tuần ươm [12].
Dương Tấn Nhựt và cs (2005) đã thực hiện đề tài nghiên cứu cơ sở “ thiết kế hệ thống nuôi cấy bằng màng nylon dạng ống trong sự tái sinh chồi ở mảnh cấy lá của Sinningia spp” [86]. Cùng thời gian này, đề tài về “Công nghệ tiên tiến trong vi nhân giống một số cây quan trọng” trong đó Sinningia sp là một trong những đối tượng được nghiên cứu [87].
Lia và cs (2009) đã nghiên cứu sự nhân nhanh trong ống nghiệm và thuần hóa
cây hoa chuông Sinningia hybrida. Nhóm tác giả đã sử dụng lá non có kích thước
trung bình làm vật liệu nuôi cấy, mẫu lá non đưa vào nuôi cấy được khử trùng bằng Domestos 10% trong thời gian 30 phút, sau đó được rửa bằng nước cất 5 lần. Mẫu sau khi khử trùng được nuôi cấy trong môi trường MS có bổ sung 0,5mg NAA/l, 2 mg BAP/l, sucrose 30g/l, agar 4 g/l, pH 5,8 để nhân nhanh. Cây hoa chuông nuôi cấy mô tiếp tục được chuyển sang môi trường tạo rễ MS bổ sung 2 mg NAA/l. Cây
châu và than bùn với tỷ lệ 1:1, chiếu sáng 16 giờ mỗi ngày với nhiệt độ 22 - 25oC, độ ẩm 90% trong thời gian 2 tuần sau đó cây được đưa ra trồng, trong thời gian từ khi cây trong ống nghiệm đến khi cây trưởng thành (khoảng 6 tháng) với tỷ lệ cây sống đạt tỷ lệ 80% [72].
Xu và cs (2009) đã nghiên cứu thành công kỹ thuật nuôi cấy mô cây hoa chuông từ lá theo hai cách. Cách thức nhất là tạo callus và chồi sau đó tạo rễ cho cây bằng môi trường MS có bổ sung 2 mg BA/l và 0,2 mg NAA/l. Kết quả tỷ lệ tái sinh chồi đạt 99,0%. Cách thứ hai là tạo callus và rễ sau đó tạo chồi bằng môi trường MS có bổ sung 1 - 5 mg NAA/l. Hiệu quả của phương pháp này với tỷ lệ tái sinh chồi đạt 90,4% [129].
Chae và cs (2012) đã nghiên cứu ảnh hưởng Ethylene đến sự phát triển chồi của cây hoa chuông. Nhóm tác giả đã sử dụng môi trường có bổ sung 2 mg BAP/l và 0,1 mg NAA/l và có bổ sung với nồng độ khác nhau của cobancloxít (CoCl2), aminoethoxyvinylglycine (AVG), và bạc thiosulphate (STS). Sự bổ sung của AVG, CoCl2, và STS cải thiện đáng kể hệ số tái sinh chồi. Sự tăng trưởng chồi cao nhất khi
sử dụng STS với hàm lượng 5 mg/l và AVG, CoCl2 với nồng độ 1 mg/l [36].
Jiliang và cs (2012) nghiên cứu nhân giống cây hoa chuông từ nụ hoa có
đường kính khoảng 7 mm và lá non được cắt ra. Mẫu được khử trùng bằng HgCl2 ở
nồng độ 0,1% trong thời gian 8 phút và sau đó rửa ba lần bằng nước cất vô trùng. Tiếp theo, chẻ nụ thành bốn phân đoạn theo chiều dọc và cắt các lá non thành các mảnh khoảng 5 mm2. Kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả chỉ ra rằng, khả năng tái sinh chồi của cây hoa chuông chịu ảnh hưởng bởi ánh sáng, kích thước của nụ hoa và chất điều hòa sinh trưởng gibberellin acide (GA3) và cytokinin (BA). Trong môi
trường MS cơ bản có chứa 1 mg GA3/l và 0,5 mg BA/l đã mang lại 93,4% khả năng
tạo chồi của mẫu từ nụ và 86,7% từ lá non [59].
Eui và cs (2012) đã thực hiện nghiên cứu về việc sử dụng bạc nitrate và xử lý putresxin nhằm cải thiện sự phát sinh cơ quan chồi ở Gloxinia. Nhóm tác giả sử dụng mô lá cây hoa chuông để nuôi cấy trong môi trường MS có bổ sung BAP và NAA. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng với môi trường MS có bổ sung 2 mg BAP/l
và 0,1 mg NAA/l cho kết quả cao nhất về tỷ lệ tạo chồi/mẫu cấy (12,3 ± 0,8) và chiều cao chồi là (1,2 ± 0,1 cm) sau 6 tuần theo dõi. Khi bổ sung bạc nitrat là 7 mg/l đã làm tăng hệ số nhân chồi và sự phát triển của chồi lần lượt là (23,9 ± 1,6) và (1,7 ± 0,2 cm) sau 6 tuần theo dõi. Tương tự, khi bổ sung putresxin với nồng độ 50 mg/l đã làm tăng số chồi (19,2 ± 1,6) và chiều cao chồi là (1,7 ± 0,2 cm). Sau khi chuyển sang môi trường tạo rễ, cây nuôi cấy mô được đưa ra vườn ươm với tỷ lệ sống đạt 90% [43].
Ioja-Boldura và Ciulca (2013) nghiên cứu ảnh hưởng của các chất kích thích sinh trưởng đến khả năng nhân nhanh cây hoa chuông. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, sự phối hợp 4 mg BA/l và 0,1 mg NAA/l là hiệu quả nhất cho sự hình thành chồi/mẫu cấy [57].
Sharma (2013) đã nghiên cứu nâng cao khả năng tạo chồi của cây hoa chuông từ lá. Mẫu lá được khử trùng bề mặt bằng dung dịch HgCl2 0,1% và Bavistin 2%. Môi trường nuôi cấy tạo chồi là môi trường MS bổ sung 2 mg BAP/l và 0,5 mg NAA/l trong thời gian 2 tuần số lượng trung bình chồi là 7,3 chồi/mẫu cấy. Chồi sau đó được nuôi cấy trong môi trường tạo rễ MS có bổ sung NAA và
IBA. Cây hoa chuông in vitro được chuyển ra vườn ươm trên giá thể gồm đất sạch
và cát với tỷ lệ 1:1 [106].
Nhận xét: Ứng dụng kỹ thuật nuôi cây mô tế bào thực vật để nhân giống vô tính in vitro cây hoa chuông, đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới và trong nước. Tuy nhiên, ở Thừa Thiên Huế miền Trung của Việt Nam chưa có một nghiên cứu cụ thể nào được thực hiện trên cây hoa chuông, để tạo ra cây giống có chất lượng tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái, phục vụ nhu cầu sản xuất trên quy mô lớn tại địa phương. Một trong những ưu điểm mang tính sáng tạo của kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật là: luôn được hoàn thiện để nâng cao chất lượng cây giống và giảm giá thành sản phẩm. Vì vậy, từ những kết quả nghiên cứu này sẽ là cơ sở khoa học và thực tiễn giúp chúng tôi nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật để nhân giống vô tính in vitro cây hoa chuông phù hợp với điều kiện sinh thái Thừa Thiên Huế.
1.4.2. Những nghiên cứu về kỹ thuật vườn ươm và vườn sản xuất
Satter và Wetherell (1968) đã nghiên cứu mối quan hệ giữa quang hợp với ánh sáng màu đỏ (bước sóng 600 - 700 nm) và tia hồng ngoại (700 - 780 nm) của cây hoa chuông. Cây hoa chuông được bổ sung ánh sáng màu đỏ và tia hồng ngoại trong thời gian 17 ngày (8 tiếng buổi tối). Kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng khi cây hoa chuông được bổ sung ánh sáng đỏ có chiều cao cây cao hơn cây đối chứng 134%, và khi cây được bổ sung ánh sáng hồng ngoại thì chiều cao cây cao hơn cây đối chứng 238%. Khi phối hợp ánh sáng đỏ và ánh sáng hồng ngoại để bổ sung ánh sáng cho cây thì hàm lượng diệp lục trên một đơn vị diện tích lá cao hơn so với đối chứng [103].
Grimstad (1987) đã thực hiện nghiên cứu về tác dụng của bức xạ được bổ sung với nhiều nguồn sáng khác nhau lên sự sinh trưởng và sự ra hoa của cây hoa
chuông. Các nguồn ánh sáng được so sánh ở ba cấp độ bức xạ (10; 14 và 18W/m2
trong phạm vi bước sóng 400 - 1000 nm). Tốc độ tăng trưởng và phát triển của cây hoa chuông chịu ảnh hưởng rõ rệt bởi cả hai yếu tố là nguồn ánh sáng và mức độ bức xạ. Nguồn sáng có bước sóng lớn và cường độ chiếu sáng lớn đem lại tốc độ phát triển, hàm lượng chất khô, đường kính tán lớn nhất [49].
Borochov và Shahar (1989) đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng Mefluidide and Paclobutrazol đến sinh trưởng, ra hoa và khả năng chịu lạnh của cây hoa chuông. Nghiên cứu chỉ ra rằng với lượng tưới Mefluidide 0.1 mg vào gốc cây vẫn phát triển bình thường, nhưng khi tăng lên 1 mg cây có thể bị chết và làm giảm khối lượng tươi (29 g/cây) và trọng lượng khô (2,7 g/cây) so với khối lượng tươi (56,6 g/cây) và trọng lượng khô (4,9 g/cây) khi không tưới Mefluidide. Sử dụng chất Paclobutrazol tưới gốc kích thích ra hoa với nồng độ 0,5; 1 mg làm giảm kích thước tán, tăng kích thước nụ và giảm tỷ lệ tổn thương lạnh ở nhiệt độ 2oC trong thời gian 15 giờ so với không tưới Paclobutrazol [33].
Theo nghiên cứu của Borochov và Shahar năm 1989, hoa chuông là loại cây
nhạy cảm với nhiệt độ lạnh. Nhiệt độ thấp ở mức 10 - 120C thì cây hoa chuông có
thể chịu được nhưng sẽ ngừng sinh trưởng và các bộ phận như lá, hoa có thể bị tổn thương [33].
Huiying và Qingying (2003) nghiên cứu quá trình giâm sống lá cây hoa chuông. Nhóm tác giả đã cắt sống lá cây hoa chuông làm 2 đến 3 đoạn và giâm. Kết quả có thể mọc được 2 đến 3 cây/mẫu giâm. Đây là một cách mới để nhân giống cây hoa chuông, tuy nhiên tỷ lệ cây sống không cao [56].
Silva và cs (2003) chỉ ra rằng cây hoa chuông in vitro được ươm trên nền giá thể gồm khoáng vermiculite và cát trong điều kiện nhiệt độ 26 ± 1ºC và được chiếu sáng với cường độ ánh sáng là 35 mol/m2.s trong thời gian 16 giờ/ngày, trong 60 ngày cho kết quả tốt nhất về số chồi, trọng lượng khô, và số hoa [108].
Martín và cs (2003) đã nghiên cứu ảnh hưởng của axit salicylic (C6H4(OH)COOH) tới chất lượng và biểu hiện ra hoa của cây hoa chuông in vitro. Kết quả nghiên cứu cho thấy với axit salicylic tại nồng độ 10-8M phun vào cây hoa chuông in vitro ở giai đoạn vườn ươm thì cây hoa chuông tăng diện tích lá 49% và số lượng hoa tăng lên trung bình 3 hoa/cây so với đối chứng [78].
Salvador và Minami (2008) đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của các loại giá thể trồng cây khác nhau lên sự sinh trưởng cây hoa chuông. Ba loại giá thể được sử dụng bao gồm: vỏ cây thông, mùn giun đất, đá trân châu tỷ lệ (1:1:0,2); khoáng vermiculite, mùn giun đất, đá trân châu tỷ lệ (1:2:0,5); than bùn thông thường, vỏ cây bạch đàn tỷ lệ (1:1); than bùn, trấu hun với tỷ lệ (1:2). Kết quả chỉ ra rằng giá thể thích hợp để trồng cây hoa chuông là hỗn hợp khoáng vermiculite, mùn giun đất, đá trân châu tỷ lệ (1:2:0,5) [102].
Bharati và cs (2013) đã nghiên cứu nhằm tìm ra giá thể để ươm cây hoa chuông in vitro phù hợp. Thí nghiệm gồm bốn loại giá thể: đất sạch; đất sạch, đá trân châu tỷ lệ (3:1); đất, cát tỷ lệ (1:1) và đá trân châu. Cây giống hoa chuông in vitro được rửa để loại bỏ sạch agar ở rễ sau đó được trồng trong khay chuyên dụng và được đặt trên lưới thép, lưới thép được đặt trên một bể nước để duy trì điều kiện ẩm, cây con được che bằng vòm phủ vải ẩm. Sau 10 tuần ươm, giá thể đất sạch + đá trân châu tỷ lệ (3:1) cho kết quả tỷ lệ cây sống cao nhất là 79,02 % [31].
Lê Nguyễn Lan Thanh và cs (2014) đã nghiên cứu khảo sát khả năng sinh trưởng và phát triển của 6 giống hoa chuông (G1, G2, G3, G5, G7 và G11) tại Tiền
Giang. Kết quả cho thấy tất cả các giống hoa chuông đều sinh trưởng, phát triển tốt thích hợp cho việc sản xuất hoa chậu. Trong đó, có 2 giống tiềm năng phù hợp cho việc sản xuất hoa chậu do có nhiều đặc tính nổi trội so với các giống còn lại. Giống G5 có hoa kép, màu đỏ; thời gian ra hoa ngắn (57,3 ngày); đường kính hoa 6,1 cm; có 8,1 hoa/cây; đường kính tán cây 18,9 cm; độ bền của hoa 5,3 ngày. Giống G11 có hoa kép, màu tím viền trắng; thời gian ra hoa ngắn 62,3 ngày; đường kính hoa 6,2 cm; có 8,5 hoa/chậu; đường kính tán cây 16,8 cm; độ bền của hoa 5,7 ngày [16].
Trên thế giới, cây hoa chuông được phát hiện từ rất sớm (năm 1785) với nhiều giống hoa có màu sắc, kiểu dáng hoa khác nhau và được nhập nội vào nước ta từ những năm 90 của của thế kỷ 20. Tuy nhiên, những nghiên cứu cụ thể về các biện pháp kỹ thuật nhân giống và trồng cây thương phẩm chưa được thực hiện một cách có hệ thống trên các vùng sinh thái khác nhau của nước ta. Đặc biệt, ở Thừa Thiên Huế, cho đến nay chưa có công trình nghiên cứu nào được thực hiện trên cây hoa chuông về các biện pháp kỹ thuật nhân giống và trồng cây thương phẩm.
1.4.3. Các nghiên cứu khác về cây hoa chuông * Các nghiên cứu về bệnh hại * Các nghiên cứu về bệnh hại
John và cs (1944) đã chỉ ra các triệu chứng của bệnh thối củ, rễ, thân và lá cây hoa chuông. Lá bị tổn thương mọng nước màu nâu sẫm, mềm nhũn, vùng hoại tử có đường kính khoảng 1 - 8 mm, có khi bệnh phát triển lan rộng vào cả phần cuống lá và phần củ (ngay phần rễ bám vào củ bị thâm và nhũn). Nhóm tác giả đã xác định