- Thời gian bật mầm đ−ợc tính từ khi cấy vào môi tr−ờng cho đến khi mầm xuất hiện (ngày)
4. Kết quả và thảo luận
4.3.1. Nghiên cứu sử dụng nồng độ đ−ờng cao trong môi tr−ờng nuôi cấy đến khả năng làm chậm sinh tr−ởng cây khoai tây in vitro
Hydrat cacbon là nguồn dinh d−ỡng không thể thiếu của sinh vật nói chung và cây xanh nói riêng. Trong điều kiện tự nhiên, cây sẽ hấp thu ánh sáng mặt trời để tự tổng hợp nguồn hydrat cacbon nuôi cây nhờ quá trình quang hợp. Tuy nhiên mô và tế bào thực vật trong điều kiện nuôi cấy nhân tạo (in vitro) sống chủ yếu theo ph−ơng thức dị d−ỡng. Mặc dù cây vẫn tồn tại bộ lá và sống trong điều kiện chiếu sáng nhân tạo nh−ng quá trình quang hợp yếu không đáp ứng đủ nhu cầu về nguồn các bon hữu cơ cho cây. Vì vậy đ−ờng saccaroza là thành phần không thể thiếu trong môi tr−ờng nuôi cấy in vitro và là nguồn hydrat cacbon nhân tạo giúp cho cây sinh tr−ởng phát triển. Các kết quả nghiên cứu đã cho biết nồng độ đ−ờng trong môi tr−ờng từ 2 - 3% là thích hợp cho sự sinh tr−ởng của cây in vitro của nhiều đối t−ợng cây trồng khác nhau.
Bên cạnh vai trò cung cấp hidrat cacbon thì đ−ờng còn có tác dụng làm tăng nồng độ môi tr−ờng khi có nồng độ cao. Do đó, nồng độ đ−ờng cao sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu của môi tr−ờng nuôi cấy gây ảnh h−ởng đến quá trình hút n−ớc, hút khoáng của cây từ đó làm giảm sự sinh tr−ởng của cây.
Vậy, với mục đích duy trì sinh tr−ởng chậm cây khoai tây in vitro chúng tôi tiến hành nghiên cứu bổ sung vào môi tr−ờng nuôi cấy đ−ờng saccaroza với các nồng độ 4%, 6%, 8% và so sánh sự sinh tr−ởng của cây khoai tây in vitro ở môi tr−ờng nuôi cấy có nồng độ đ−ờng saccaroza là 2%. Kết quả theo dõi sự sinh tr−ởng của cây khoai tây trên các nồng độ đ−ờng khác nhau sau nuôi cấy hai tháng đ−ợc trình bày trên bảng 4.7, 4.8 và hình 4.
lxii
Bảng 4.7. Thời gian mọc mầm, số chồi và trạng thái chồi của cây khoai tây in vitro trong môi tr−ờng nuôi cấy có nồng độ đ−ờng cao
Nồng độ đ−ờng (%) Tên
giống Các chỉ tiêu theo dõi ĐC(2) 4 6 8
LSD 5% 5%
CV%
Thời gian mọc mầm (ngày) 3,28 3,40 4,94 6,00 0,27 4,6
Số chồi/cây (chồi) 1,46 1,42 1,96 1,56 0,13 6,2
Mar
Trạng thái chồi *** *** ** **
Thời gian mọc mầm (ngày) 3,12 3,40 5,00 5,28 0,28 5,0
Số chồi/cây (chồi) 1,36 1,42 1,82 1,71 0,11 5,5
Dia
Trạng thái chồi *** *** *** ** Thời gian mọc mầm (ngày) 3,16 3,28 4,08 5,04 0,14 4,6
Số chồi/cây (chồi) 1,40 1,48 1,94 1,62 0,24 6,5
Sol
Trạng thái chồi *** *** *** **
Ghi chú: *** : trạng thái chồi tốt, thân mập, lá xanh đậm, bản lá to ** : trạng thái chồi xấu, thân gầy và mảnh, lá nhỏ kém xanh 0 0.5 1 1.5 2 2.5
Mar Dia Sol
Giống T ố c độ t ăng tr − ởng c h iề u ca o c ây (c m /tu ần ) ĐC 4% 6% 8%
Hình 4. Tốc độ tăng tr−ởng chiều cao cây khoai tây in vitro trong môi tr−ờng nuôi cấy có nồng độ đ−ờng cao
lxiii
Bảng 4.8. Chiều cao, số lá cây khoai tây in vitro trong môi tr−ờng có nuôi cấy có nồng độ đ−ờng cao (sau cấy 8 tuần)
Nồng độ đ−ờng (%) Tên
Giống Các chỉ tiêu theo dõi ĐC(2) 4 6 8
LSD 5% 5% CV % (cm) 16,20 14,40 9,44 8,08 0,47 2,9 Tốc độ tăng tr−ởng (cm/tuần) 2,03 1,80 1,18 1,01 Chiều cao cây % so với đối chứng 100,00 88,67 58,13 49,75 (lá/cây) 16,04 15,24 11,92 9,36 0,29 2,6 Tốc độ tăng tr−ởng (lá/tuần) 2,01 1,91 1,49 1,17 Mar Số lá % so với đối chứng 100,00 94,78 74,13 58,21 (cm) 16,68 15,46 9,58 8,38 0,30 1,8 Tốc độ tăng tr−ởng (cm/tuần) 2,09 1,93 1,20 1,05 Chiều cao cây % so với đối chứng 100,00 92,34 57,42 50,24 (lá/cây) 16,76 15,80 13,08 10,12 0,26 3,4 Tốc độ tăng tr−ởng (lá/tuần) 2,10 1,98 1,64 1,27 Dia Số lá % so với đối chứng 100,00 94,28 78,09 60,48 (cm) 17,26 16,06 12,04 10,18 0,29 1,6 Tốc độ tăng tr−ởng (cm/tuần) 2,16 2,01 1,51 1,27 Chiều cao
cây % so với đối chứng 100,00 93,06 69,90 58,79
(lá/cây) 17,88 16,44 15,36 12,88 0,35 2,7 Tốc độ tăng tr−ởng (lá/tuần) 2,24 2,06 1,92 1,60 Sol Số lá % so với đối chứng 100,00 91,96 85,71 71,43
lxiv
Từ số liệu thu đ−ợc trên bảng 4.7 và 4.8 cho thấy sự sinh tr−ởng phát triển của cây khoai tây trong các môi tr−ờng có nồng độ đ−ờng cao đều có xu h−ớng giảm hơn so với đối chứng và t−ơng tự nh− ảnh h−ởng của nồng độ agar, nồng độ đ−ờng càng cao thì thời gian mọc mầm càng kéo dài và càng làm giảm sự sinh tr−ởng của cây khoai tây ở tất cả các giống nghiên cứu.
- Nồng độ đ−ờng 2% (công thức đối chứng) là nồng độ đ−ợc coi là thích hợp nhất cho sự sinh tr−ởng phát triển của cây khoai tây in vitro, cung cấp đủ l−ợng hidrat cacbon nhân tạo cần thiết cho cây.
- Nồng độ đ−ờng 4% vẫn là ng−ỡng nồng độ khá thích hợp cho sự sinh tr−ởng của cây khoai tây. Thời gian mọc mầm của cả 3 giống nghiên cứu đều t−ơng đ−ơng với đối chứng. Các chỉ tiêu sinh tr−ởng về chiều cao, số lá đều ở mức cao, giảm không đáng kể so với đối chứng. Tốc độ tăng tr−ởng chiều cao cây trung bình từ 1,8 - 2,01 cm/tuần giảm bằng 88,67 - 93,06% tốc độ tăng tr−ởng chiều cao cây khi cấy trên môi tr−ờng cơ bản (2% đ−ờng). Tốc độ tăng tr−ởng số lá trung bình đạt từ 1,91 - 2,06 lá/tuần giảm bằng 91,96 - 94,78% đối chứng. Số chồi/ cây trung bình từ 1,42 - 1,48 chồi ở mức t−ơng đ−ơng với đối chứng. Trạng thái chồi của các giống nghiên cứu đều tốt (thân mập, lá xanh đậm, bản lá to).
Nh− vậy nồng độ đ−ờng 4% ch−a có tác dụng hạn chế sinh tr−ởng trong vấn đề duy trì sinh tr−ởng chậm.
- Nồng độ đ−ờng 6% là nồng độ bắt đầu có tác dụng hạn chế sinh tr−ởng của cây khoai tây. Thời gian mọc mầm của tất cả các giống đều chậm hơn đối chứng từ 1 - 2 ngày, trong đó giống Diamant có thời gian mọc mầm dài nhất là 5 ngày sau cấy. Tốc độ tăng tr−ởng chiều cao cây giảm hẳn so với đối chứng, trung bình từ 1,18 - 1,51 cm/tuần giảm bằng 57,42 - 69,9% đối chứng. Sự tăng tr−ởng về số lá giảm ít hơn so với chiều cao cây, tốc độ tăng tr−ởng trung bình từ 1,49 - 1,92 lá/tuần giảm bằng 74,13 - 85,71% đối chứng tuỳ thuộc vào từng giống. Ng−ợc lại với sự tăng tr−ởng về chiều cao và số lá
lxv
thì số chồi/cây trung bình cao hơn đối chứng 0,5 chồi và là công thức cho số chồi cao nhất trong các công thức nghiên cứu.
Tuy có tác dụng hạn chế đáng kể sự sinh tr−ởng của cây khoai tây nh−ng ở nồng độ đ−ờng này trạng thái cây khoai tây có biểu hiện già hoá một cách rõ ràng. Cây mọc nhiều rễ, khả năng đẻ nhánh mạnh, thân lá có biểu hiện cằn cỗi mặc dù trạng thái chồi của các giống vẫn ở mức tốt, riêng giống Mariella trạng thái chối trung bình.
- Nồng độ đ−ờng 8% có tác dụng hạn chế sinh tr−ởng mạnh nhất. Thời gian mọc mầm của các giống kéo dài nhất, trung bình các giống mọc mầm từ 5 - 6 ngày sau cấy. Cùng với sự kéo dài về thời mọc mầm thì tốc độ tăng tr−ởng về chiều cao, số lá đều giảm ở mức thấp nhất. Tuỳ từng giống nghiên cứu, tốc độ tăng tr−ởng chiều cao, số lá trung bình t−ơng ứng từ 1,01 - 1,27 cm/tuần và 1,17 - 1,6 lá/tuần, chỉ bằng 49,75 - 58,79% và 58,21 - 71,43% so với tốc độ tăng tr−ởng ở công thức đối chứng.
Về số chồi/cây cũng t−ơng tự nh− ở nồng độ đ−ờng 6%, nồng độ 8% cũng cho số chồi cao, trung bình từ 1,56 - 1,71 chồi, cao hơn so với đối chứng từ 0,1 - 0,3 chồi. Trạng thái sinh tr−ởng chồi của tất cả các giống đều ở mức trung bình và có hiện t−ợng già hoá t−ơng tự nồng độ đ−ờng 6%.
Nh− vậy ở các nồng độ đ−ờng 6% và 8% đều có tác dụng hạn chế sinh tr−ởng chiều cao cây khoai tây in vitro. Xét về mặt tổng thể các yếu tố thì nồng độ đ−ờng 6% có tác dụng tốt hơn nh−ng hiệu quả duy trì sinh tr−ởng chậm là không cao. Sau 8 tuần nuôi cấy chiều cao cây của tất cả các giống đều ở mức cần phải cấy chuyển (9,44 - 12,58 cm) nên thời gian bảo quản không thể kéo dài đ−ợc bao lâu nữa. Bên cạnh đó, nồng độ đ−ờng cao làm cho cây già hoá nhanh gây ảnh h−ởng đến chất l−ợng cây tái sinh sau chu kỳ bảo quản, thậm chí có thể gây thoái hoá giống khoai tây ngay trong điều kiện in vitro. Điều này hoàn toàn không phù hợp với mục đích duy trì sinh tr−ởng chậm.
lxvi
Tóm lại: việc sử dụng nồng độ đ−ờng cao trong môi tr−ờng nuôi cấy nhằm mục đích duy trì sinh tr−ởng chậm có hiệu quả không cao về cả thời gian bảo quản và chất l−ợng chồi trong bảo quản.
4.3.2. Nghiên cứu sử dụng manitol trong môi tr−ờng nuôi cấy đến khả năng làm chậm sinh tr−ởng cây khoai tây in vitro