4. Nhõn giống bằng giõm hom và nuụi cõy mụ
4.2. Nhõn giống bằng nuụi cấy mụ
4.2.1. Đặc điểm nuụi cấy mụ
Nhõn giống bằng nuụi cấy mụ (propagation by tisue culture), hoặc vi nhõn giống
(micropropagation) là tờn gọi chung cho cỏc phương phỏp nuụi cấy in vitro cho cỏc bộ phận nhỏ được tỏch khỏi cõy (George, 1993) đang được dựng phổ biến để nhõn giống thực vật, trong đú cú cõy lõm nghiệp. Cỏc bộ phận được dựng để nuụi cấy cú thể là chồi đỉnh, chồi bờn, chồi bất định, bao phấn, phấn hoa, phụi và cỏc bộ phận khỏc như vỏ cõy, lỏ non, thõn mầm (hypocotyl) v.v. Song nuụi cấy mụ cho chồi bờn và chồi bất định (Preece, 1997, Tripepi, 1997) là những phương phỏp chớnh được dựng trong nhõn giống cõy rừng.
Ưu điểm chớnh của nuụi cấy mụ là cõy mụ được trẻ hoỏ cao độ và cú rễ giống như cõy mọc từ hạt, thậm chớ khụng cú sự khỏc biệt đỏng kể so với cõy mọc từ hạt. Một ưu điểm khỏc của nhõn giống bằng nuụi cấy mụ là cú hệ số nhõn cao hơn nhõn giống hom, từ một cụm chồi sau một năm nuụi cấy mụ liờn tục cú thể sản xuất hàng triệu cõy con. Hơn nữa, nuụi cấy mụ cũng là một trong những biện phỏp làm sạch bệnh. Vỡ thế mặc dầu nuụi cấy mụ đũi hỏi kỹ thuật phức tạp, giỏ thành cao, song vẫn được nhiều nơi ỏp dụng, đặc biệt là phối hợp với giõm hom, tạo thành cụng nghệ mụ-homđang được sử dụng khỏ phổ biến trong sản xuất lõm nghiệp (Lờ Đỡnh Khả, Đoàn Thi Mai, 2002).
Cỏc bước cơ bản của nuụi cõy mụ là: - Tạo chồi,
- Lấy mẫu và khử trựng mẫu vật - Nhõn chồi
- Cho ra rễ
- Cấy cõy vào bầu
Mụi trường nuụi cấy cơ bản thường được dựng để nuụi và nhõn chồi cho cõy lỏ rộng thường là Murashige và Skooge (MS) cú bổ sung thờm một số chất cần thiết như Riboflavine, Biotin, Gibberelin, IBA, BAP (Benzylaminopurine) và một số chất khỏc thớch hợp với từng loài cụ thể, trong đú cú chất chống hoỏ nõu là Polyvinylpyroline -PVP (Nguyễn Ngọc Tõn và c.s., 1997, Đoàn Thi Mai và c.s., 1998). Ngoài ra, pH của mụi trường, phương phỏp cấy chuyển, cũng như tỷ lệ thời gian thớch hợp giữa che tối và chiếu sỏng và cường độ ỏnh sỏng đều là những nhõn tố quan trọng cần được chỳ ý trong khõu nuụi cấy và nhõn chồi.
Cytokinin thường được dựng trong nhõn chồi là BAP, Zeatin, cũn Kinetin thường cú hiệu quả thấp. Auxin cú hiệu quả ra rễ cao ở nhiều loài cõy rừng là IBA, cũn NAA (Napthalene acetic acid) chỉ cú hiệu quả cao cho một số loài nhất định. Việc cho ra rễ cú thể tiến hành trong mụi trường nuụi cấy hoặc trực tiếp trờn cỏt sụng trong nhà kớnh hoặc dưới giàn che được tưới phun đủ ẩm.
Xỏc định tỷ lệ thớch hợp giữa auxin và cytokinin thớch hợp trong từng giai đoạn cú ảnh hưởng trực tiếp đến hệ số nhõn cho từng loài cõy. Nhỡn chung, khi nhõn chồi (phõn hoỏ chồi bất
định) thường cần tỷ lệ cytokinin cao hơn auxin, cũn khi cho ra rễ lại cần tỷ lệ auxin cao hơn cytokinin (George, 1993).
Quan hệ giữa Auxin và Cytokinin trong sinh trưởng và hỡnh thành cú qan
Cõy mụ đó ra rễ sau khi qua giai đoạn huấn luyện được cấy vào bầu đất cú thành phần ruột bầu thớch hợp bảo đảm cú đủ chất dinh dưỡng, khụng cú mầm bệnh và thoỏt nước tốt. Sau khi cấy, cõy mụ được che búng hợp lý và giữđủẩm trong thời gian đầu, được chăm súc cẩn thận, sau 2 - 3 thỏng cú thểđưa trồng rừng.
4.2.2. Nuụi cấy mụ Keo lai
Nuụi cấy mụ Keo laiở nước ta người đầu tiờn tiến hành nuụi cấy mụ là Nguyễn Ngọc Tõn và cỏc cộng sự là Trần Hồ Quang, Ngụ Minh Duyờn (1995). Sau đú Đoàn Thị Mai và cs., 1998, 2004) đó hoàn thiện thờm một số khõu và đó chuyển giao kỹ thuật nhõn giống Keo lai bằng nuụi cấy mụ cho nhiều cơ sở trong nước
Nhõn giống Keo lai bằng nuụi cấy mụ bao gồm cỏc cụng đoạn chớnh là tạo chồi, lấy mẫu, khử trựng, nhõn chồi, cho ra rễ và cấy cõy vào bầu.
Chồi để nuụi cấy mụ Keo lai được lấy bằng cỏch cắt cõy hom (lấy từ cõy giống gốc) ởđộ
cao 35 cm để tạo chồi vượt, khi chồi vượt cao 15 - 20 cm thỡ cắt đoạn chồi dài 10 - 15 cm (bỏ
ngọn), mựa cắt chồi thớch hợp là thỏng 4 đến thỏng 8 (ở cỏc tỉnh miền Bắc) và cỏc thỏng mựa mưa ở cỏc tỉnh phớa Nam (thời gian cắt chồi là đầu buổi sỏng). Đoạn chồi đó cắt được rửa sạch bằng nước xà phũng dưới vũi nước chảy, sau đú lau bằng bụng tẩm cồn 70% rồi rửa lại thật sạch bằng nước cất, khử trựng mẫu vật bằng Clorua thuỷ ngõn (HgCl2) 0,1% trong 10 phỳt.
Nhõn chồi Keo lai trong mụi trường MS (Murashige và Skooge) cải tiến cú bổ sung thờm Riboflavin 0,1 mg/lớt, Biotin 0,1 mg/lớt, đường sacharose 30 g/lớt, Agar-Agar 7 g/lớt và Polyvinyl pyrroline (PVP) 1 g/lớt. Mụi trường được hấp vụ trựng ở nhiệt độ 121oCở ỏp suất 1,4 atm trong thời gian 20 phỳt. Chồi được nuụi trong bỡnh đặt trờn giỏ cú độ chiếu sỏng 2500 - 3000 lux, nhiệt
độ trong phũng 25oC± 2oC.
Sau 30 - 40 ngày, khi chồi bất định dài 1,5 - 2,0 cm, thỡ cắt và cấy chuyển sang mụi trường nhõn chồi MS cải tiến trong Agar - Agar 7 g/lớt cú thờm BAP (Benzylamino purine) 1,5 mg/lớt, sau đú cứ 25 ngày cấy chuyển vào mụi trường mới cho đến lỳc đủ lượng chồi cần thiết để
ra rễ.
Cõy mụ (phải) và cõy hom (trỏi) Keo lai đó ra rễ (ảnh Đoàn Thi Mai)
Cho ra rễ chồi non Keo lai được thực hiện cả trong mụi trường dinh dưỡng lẫn trực tiếp trờn cỏt sụng. Mụi trường ra rễ cho Keo lai là 1/2 MS cải tiến trong 7g/lớt Agar-Agar cú bổ sung IBA 2 mg/lớt đường sacharo 15g/lớt và PVP 1 g/lớt. Cho ra rễ trực tiếp trờn cỏt sụng bằng cỏch cắt chồi dài 2,5 - 3,0 cm bỏ phần gốc, ngõm trong dung dịch Benlat 0,15% trong 10 phỳt, rổi chấm thuốc bột TTG1 cú thểđạt tỷ lệ ra rễ 85 - 90%.
Cụng nghệ nhõn giống Keo lai bằng nuụi cấy mụ đó được thực hiờn thành cụng tại Xớ nghiệp giống TP. Hồ Chớ Minh, Trung tõm nghiờn cứu giống cõy rừng và một số đơn vị khỏc.
cỏc tỉnh Hà Tĩnh, Quảng Trị, Bắc Cạn v.v. đó nuụi cấy mụ cho Keo lai trờn quy mụ lớn hàng trăm nghỡn cõy mỗi năm.
4.2.3. Nuụi cấy mụ một số giống bạch đàn cao sản và bạch đàn lai
Một số giống bạch đàn cao sản được nhập từ Trung Quốc cũng như cỏc giống bạch đàn lai của ta đang được nhõn giống bằng nuụi cấy mụ trờn quy mụ sản xuất hơn 1 triệu cõy/năm tại một số cơ sở như Trung tõm nghiờn cứu cõy nguyờn liệu giấy Phự Ninh, Lõm nụng trường thực nghiệm Yờn Lập (Quảng Ninh), xớ nghiệp giống TP. Hồ Chớ Minh. Đõy cũng là những cơ sởđó nhập cụng nghệ và giống gốc của Trung Quốc, cũn giống bạch đàn lai được nhõn giống thành cụng tại Trung tõm nghiờn cứu giống cõy rừng.
Những nột chớnh trong cụng nghệ nuụi cấy mụ bạch đàn và bạch đàn lai (Nguyễn Ngọc Tõn, Trần Hồ Quang, 1997, Đoàn Thi Mai, 2004; Đoàn Thị Mai, Nguyễn Việt Cường, Ngụ Minh Duyờn, Nguyễn Thanh Hương, 2000) là:
Khử trựng mẫu vật cỏc đoạn chồi vượt lấy từ cõy 6 - 12 thỏng bằng cỏch rửa sạch dưới vũi nước chảy, sau đú khử trựng bằng HgCl2 0,1% trong 10 phỳt, rồi rửa bằng nước cất khử trựng 5-6 lần. Mẫu đó khử trựng được cắt thành từng đoạn cú 1-2 mắt ngủ cấy vào mụi trường MS
(Murashige và Skoog) cơ bản, sau khi cấy 30-45 ngày xuất hiện chồi bất định.
Nhõn chồi bằng cỏch cấy chồi bất định 1,5-2 cm trong mụi trường MS cải tiến cú bổ sung BAP (benzylaminopurine) 1mg/l + NAA 0,4 mg/l + đường sacharose 30 g/l + thạch 6g/l. Sau đú cứ 12-15 ngày cấy chuyển sang mụi trường mới.
Cho chồi ra rễ trờn mụi trường MS bổ sung IBA 1 mg/l + ABT 0,4mg/l +đường 15g/l+ thạch 6,5 g/l, khi chồi cao từ 2,5-3 cm. Hiện nay một số nơi đó cú thể cho ra rễ cõy mụ trờn mụi trường cỏt sụng.
4.2.4. Nuụi cấy mụ một số loài cõy khỏc
Ngoài Keo lai và bạch đàn cao sản một số loài cõy khỏc đó được nuụi cấy mụ thành cụng
ở quy mụ phũng thớ nghiệm như Keo lỏ tràm - Acacia auriculiformis (Lương Thị Hoan, Đoàn Thị
Mai và cs. 2003), Lỏt hoa - Chukrasia tabularis (Ngụ Thị Minh Duyờn, Đoàn Thị Mai, 2001), Dú trầm - Aquilaria crassna (Đoàn Thị Mai và cs, 2005), Hụng - Pawlonia fortunei (Đoàn Thị Mai, Ngụ Thị Minh Duyờn, 1999), v.v.
5. Một số vấn đề tồn tại và biện phỏp giải quyết 5.1. Một số vấn đề tồn tại 5.1. Một số vấn đề tồn tại
Bờn cạnh những thành cụng đó đạt được cụng tỏc cải thiện giống cõy rừng ở Việt Nam cú một số thỏch thức lớn hiện nay là:
- Cụng tỏc giống tuy đó cú rất nhiều cố gắng, song vẫn chưa thể đỏp ứng yờu cầu ngày càng tăng của cỏc chương trỡnh trồng rừng cả về số lượng và chất lượng di truyền của giống. Đến nay chỳng ta mới cú một số rừng giống chuyển hoỏ mà chưa cú một hệ thống rừng giống và vườn giống cú chất lượng được cải thiện đỏp ứng yờu cầu của sản xuất, giống cú chất lượng cao mới chiếm tỷ lệ khoảng 30% trong tổng số giống cung cấp cho sản xuất. Nhiều nơi vẫn sử dung giống xụ bồ, năng suất rừng trồng cũn thấp.
- Chưa kết hợp được ba yếu tố để tăng năng suất rừng trồng là sử dụng giống được cải thiện, trồng trờn điều kiện lập địa phự hợp và ỏp dụng đầy đủ cỏc biện phỏp kỹ thuật thõm canh thớch đỏng.
- Chưa chỳ ý đầy đủ đến việc cải thiện giống cho cõy bản địa và cõy lõm sản ngoài gỗ. Việc nghiờn cứu và sản xuất giống cõy ngoại lai mọc nhanh cú khả năng trồng trờn đất trống đồi nỳi trọc để làm nguyờn liệu cho cụng nghiệp đó cú một số kết quả, tạo được một số giống cao sản, song chưa chỳ ý đỳng mức đến cải thiện giống cõy bản địa và giống cõy gỗ lớn, chưa cú những thành tựu đỏng kể về cải thiện giống cõy lõm sản ngoài gỗ.
- Việc ỏp dụng một số cụng nghệ và phương phỏp chọn tạo giống tiờn tiến mới được ỏp dụng bước đầu ở một số cơ quan nghiờn cứu, song nhỡn chung cơ sở vật chất cũn nghốo nàn, thiếu cỏc thiết bị hiện đại cho cụng tỏc chọn tạo giống và nhõn giống.
- Chưa chỳ ý đầy đủ đến cụng tỏc quản lý sản xuất giống. Việc sản xuất giống cũn tuỳ tiện, nguồn giống khụng được quản lý chặt chẽ, một số giống được sản xuất cũn xụ bồ, chất lương di truyền kộm.
- Đội ngũ cỏn bộ làm cụng tỏc cải thiện giống ở cỏc cơ sở sản xuất vừa thiếu số lượng vừa thiếu kiến thức.
5.2. Một số biện phỏp giải quyết
Trước hết cựng với việc chọn tạo giống một số loài cõy chủ yếu để sản xuất nguyờn liệu cho cụng nghiệp phải chỳ ý đầy đủđến việc chọn tạo giống cho cỏc loài cõy bản địa, cõy gỗ lớn và cõy lõm sản ngoài gỗ, đồng thời phải cú cỏch đi phự hợp với tỡnh hỡnh thực tế và tăng cường cụng tỏc quản lý giống để tăng nhanh nguồn giống cú chất lượng di truyền được cải thiện cho cỏc chương trỡnh trồng rừng.
Cần thấy rằng để tạo được cỏc rừng trồng cú năng suất cao cần cú ba yếu tố là giống cú chất lượng di truyền được cải thiện, trồng đỳng lập địa và ỏp dụng cỏc biện phỏp kỹ thuật thõm canh thớch đỏng nhằm tạo điều kiện tối ưu cho sự sinh trưởng của cõy.
Vỡ thế, trước hết cần xỏc định vựng trồng và lập địa trồng thớch hợp cho từng loài cõy trồng rừng chủ yếu theo mục tiờu đó đặt ra. Từđú tiến hành rà soỏt lại cỏc rừng giống và vườn giống đó cú đểđầu tư nõng cấp thớch đỏng, đồng thời loại bỏ những rừng giống, vườn giống khụng đạt yờu cầu. Tiến hành chọn lọc cõy trội và xõy dựng cỏc rừng giống và vườn giống mới thớch hợp cho mỗi vựng sinh thỏi nhằm chuẩn bị cung cấp cho cỏc chương trỡnh trồng rừng trong 7 - 10 năm tới, đồng thời ỏp dụng cỏc biện phỏp kỹ thuật lõm sinh phự hợp với đặc điểm sinh thỏi và yờu cầu sản phẩm của từng giống cõy trồng.
Khẩn trương xõy dựng thờm cỏc vườn giống và rừng giống mới trờn cơ sở cú cõy mẹ được chọn lọc cẩn thận và đạt tiờu chuẩn cụng nhận giống, từng bước nõng cao tỷ lệ giống co chất lượng di truyền được cải thiện cung cấp cho trồng rừng.
Để nhanh chúng cung cấp giống cú chất lượng di truyền được cải thiện và đưa nhanh cỏc giống cõy rừng mới vào sản xuất một mặt phải tận dụng tối đa những thành quảđó cú trong nước về chọn tạo giống, lấy giống từ cỏc rừng giống, vườn giống hoặc cỏc dũng vụ tớnh đó được cụng nhận, mặt khỏc phải nhập thờm cỏc xuất xứ cú năng suất cao đó được Bộ NN&PTNT cụng nhận mà ta chưa cú giống.
Cựng với việc chọn tạo giống và cung cấp giống cho cỏc chương trỡnh trồng rừng cần làm tốt cụng tỏc quản lý giống theo quy định của Phỏp lệnh giốnh cõy trồng (ban hành năm 2004),
đặc biệt là quản lý chuỗi hành trỡnh sản xuất giống cho cỏc giống cõy trồng lõm nghiệp chớnh ở
cỏc cơ sở sản xuất giống cõy trồng lõm nghiệp, chấm dứt tỡnh trạng sử dung giống xụ bồ và giống cú chất lượng kộm, chưa qua đỏnh giỏ và cụng nhận giống của cỏc cơ quan cú thẩm quyền.
Tuyển chọn thờm cỏc cõy giống và lõm phần đạt tiờu chuẩn làm giống trong cỏc rừng tự
để chuyển hoỏ thành khu lấy giống (tức rừng giống chuyển hoỏ) nhằm cung cấp giống cho trồng rừng ở những nơi cú điều kiện. Đõy chớnh là sự kết hợp giữa bảo tồn nguồn gen lõu dài với việc cung cấp giống trước mắt.
Cựng với việc sử dụng cỏc nguồn giống cõy rừng đó cú cần nhập thờm cỏc giống mới cú năng suất cao và cú khả năng chống chịu với cỏc điều kiện bất lợi, tiến hành khảo nghiệm giống trước khi gõy trồng trờn diện rộng để tăng nguồn giống cho trồng rừng.
Đầu tư thờm thiết bị xõy dựng một số cơ sở chọn tạo giống và nhõn giống cõy rừng cú kỹ thuật cao để tiếp thu kịp cỏc cụng nghệ tiờn tiến của thế giới.
Làm tốt cụng tỏc bảo tồn nguồn gen ở dạng cõy đứng tại cỏc vườn quốc gia và khu bảo tồn thiờn nhiờn (bảo tồn in situ), cũng như bảo tồn tại cỏc khu khảo nghiệm giống và cỏc rừng giống và vườn giống, đồng thời làm tốt việc bảo quản hạt và bảo tồn cỏc vật liệu giống khỏc (bảo tồn ex situ) làm cơ sở cho cụng tỏc cải thiện giống lõu dài và trao đổi giống quốc tế. Gắn cụng tỏc cải thiện giống với bảo tồn nguồn gen cõy rừng và bảo tồn đa dạng sinh học.
Tổ chức đào tạo chuyờn đề và tập huấn kỹ thuật cơ bản về chọn tạo giống và nhõn giống cõy rừng cho cỏn bộ kỹ thuật ở cấp tỉnh và lõm trường.
Giống là mụt trong những khõu quan trọng nhất của trồng rừng thõm canh, khụng cú giống được cải thiện thỡ khụng thể xõy dựng rừng trồng cú năng suất cao như mong muốn. Kết hợp sử dụng giống được cải thiện với việc trồng đỳng lập địa và ỏp dụng cỏc biện phỏp kỹ thuật thõm canh thớch đỏng chắn chắn chỳng ta sẽ từng bước đưa năng suất rừng trồng lờn cao, gúp phần bảo vệ rừng tự nhiờn hiện cú và cải thiện mụi trường sinh thỏi ở nước ta.
Phần 3: Bảo Tồn Nguồn Gen Cõy rừng 1. Suy giảm nguồn gen
Cỏc tài liệu nghiờn cứu gần đõy của Tổ chức Bảo tồn thế giới (IUCN) cho thấy ở phạm vi toàn cầu cú khoảng 13% số loài thực vật trờn thế giới đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng, đe doạ tiềm năng sử dụng của nhõn loại trong tương lai. Qua xem xột dữ liệu từ 189 quốc gia và vựng lónh thổ, mới đõy cỏc nhà khoa học Mỹ cho thấy cú khoảng 22 - 47% số loài thực vật cú thể