Ngoài nước
Phƣơng pháp gây đột biến gene bằng tia phóng xạ đã đƣợc 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 đƣợc những sinh vật biến dị nổi bật. Vì vậy năm 1925 đƣợc 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 trƣởng, 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 nhƣ: rút ngắn thời gian sinh trƣởng, tăng năng suất, tăng tính kháng sâu bệnh, ít đổ ngã, thấp cây, phân cành nhiều, tăng số lƣợng hoa, đổi màu hoa, tăng trọng lƣợng hoa.
Năm 1964, tổ chức phối hợp FAO/IAEA (Cơ quan lƣơng nông liên hiệp quốc/ Cơ quan nguyên tử năng quốc tế) đƣợc thành lập và tổ chức này đã công bố 1019
giống đột biến ở những cây có hạt đƣợc đƣa 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 nhƣ: 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 dƣới vỏ đậu Hà Lan và còn rất nhiều nghiên cứu trên thế giới về ảnh hƣởng của tia gamma trên thực vật.
Trong nước
Tại Việt Nam từ năm 1965 – 1970 các nghiên cứu chọn giống đột biến cây trồng đƣợc bắt đầu thực hiện ở Đại học Tổng Hợp Hà Nội. Sau đó, các cơ sở nghiên cứu khác nhƣ: Viện khoa học Việt Nam, Viện khoa học nông nghiệp, Viện di truyền học, Viện cây lƣơng thực và thực phẩm, các trƣờng Đại học nông nghiệp… tiến hành thí nghiệm với tia gamma trên những đối tƣợng cây trồng khác nhau.
Năm 1968, Đại học nông nghiệp I (Hà Nội) đã xử lý phóng xạ Co60
trên đậu nành, thu đƣợc một số dòng có triển vọng nhƣ: 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 đƣợc hai giống: A1, A5 có năng suất cao, rút ngắn thời gian sinh trƣởng.
Gần đây, Việt Nam có nhiều nghiên cứu đáng chú ý về ảnh hƣởng của tia gamma lên cây trồng nhƣ:
Nguyễn Văn Vinh (Viện Khoa Học Kỹ Thuật Hạt Nhân), 2002, nghiên cứu chiếu xạ gây đột biến hom mía.
Hoàng Hƣng 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 Tƣờng; ảnh hƣởng tia phóng xạ γ trên hoa Lily. Trần Thanh Hân, 2005, Nghiên cứu tạo hạt nhân tạo cây khoai tây và ảnh hƣởng kích thích sinh trƣởng 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 hƣởng của tia gamma đến kiểu hình, khả năng kích thích sinh trƣởng trên đậu nành, lúa, bắp và những cây trồng khác đang tiếp tục đƣợc nghiên cứu. Việt Nam đã tiến hành nghiên cứu thử nghiệm áp dụng phƣơng pháp chiếu xạ tạo đột biến đa dạng trên hệ nuôi cấy in vitro nhiều cây trồng
nhƣ khoai lang, khoai tây, dâu tằm, chuối, hoa cẩm chƣớng, hoa hồng, địa lan, cúc... Tuy nhiên kết quả thu đƣợc 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 lƣợc về sự tạo củ 2.8.1. Khái niệm về củ
Các sản phẩm đồng hóa đƣợc sinh ra trong quá trình quang hợp, một phần giúp thực vật phát triển bằng cách tham gia vào cấu trúc, một phần đƣợc tích lũy trong các cơ quan dự trữ nhƣ trái, hột, thân, rễ. Đối với những thực vật có khả năng tạo củ thì các chất đồng hóa sẽ đƣợc tích lũy dƣới 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 thƣờng là những cây lƣu niên.
2.8.2. Sự hình thành củ
Sự hình thành củ có liên quan đến các quá trình trong sự sinh trƣởng của thực vật. Những yếu tố giúp kích thích tăng trƣởng cây thì có tác dụng ức chế quá trình tạo củ, còn các yếu tố ức chế sự tăng trƣởng 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
ảnh hƣởng bởi nhiều nhân tố: chế độ dinh dƣỡng, điều kiện môi trƣờng, sự phân chia các chất đồng hóa, kiểu gene…
Quá trình hình thành củ bắt đầu vào cuối giai đoạn tăng trƣởng, khi các cơ quan dinh dƣỡng bắt đầu ngừng sinh trƣởng. Sau đó, sự phình to của củ xảy ra vào giai đoạn phát triển và sinh sản. Khi các cơ quan dinh dƣỡng ngừng sinh trƣởng hẳn, cơ quan sinh sản và dự trữ sẽ hoạt động mạnh. Do đó, nếu ức chế sự sinh trƣởng của các cơ quan sinh dƣỡng (rễ, lá) sẽ thúc đẩy quá trình hình thành củ hay các cơ quan dự trữ khác (Vũ Văn Vụ, 2003) [5].
2.8.3. Phân loại củ
Hiện nay, từ "củ" đƣợc mọi ngƣời dùng để gọi các cơ quan phình ra nằm dƣới mặt đất của thực vật.
Củ là cơ quan dự trữ nằm dƣới mặt đất của thực vật có nhiều nguồn gốc phát sinh khác nhau. Mỗi loại củ đƣợc gọi tên theo quá trình phân hóa của thực vật. Chúng là cơ quan sống tiềm sinh và có khả năng sinh sản vô tính. Các cơ quan dự trữ nằm dƣới đất: hành (true bulb), thân hành (corm), thân củ (tuber), căn hành (rhizome), rễ củ (tuberous root), giả hành (pseudobulb hay false bulb) và một dạng phình to của trục hạ diệp nằm dƣới mặt đất (enlarged hypocotyls) [41; 42; 43; 44].
2.8.4. Các chất dự trữ trong củ
Củ thƣờng chứa nhiều tinh bột, 1 – 2 % trọng lƣợng 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].