d. Hệ thống ngập hồn tồn có sự vận chuyển môi trường lỏng bằng áp lực khí và khơng có sự thay mới mơi trường.
1.3.6.1. Các nghiên cứu trên thế giớ
Bioreactor ngập tạm thời (Temporary Immersion Bioreactor – TIB) là phương pháp vi nhân giống đầy triển vọng trong sản xuất cây giống thương mại.
Etienne và Berthouly (2002) mô tả các bioreactors tạm thời ngập (TIB) mà đã được áp dụng cho vi nhân giống cây trồng từ những năm 1980 của một số nhà nghiên cứu như Tisserat và Vandercook (1985) và Aitken Christie (1985). Theo các nhà nghiên cứu này, các lợi thế so với quy ước các bioreactor khác là:
a) hạn chế khí hydro vượt mức cho phép do tránh được sự ngập liên tục; b) hạn chế tổn thương mẫu cấy do thiếu thiếu cánh khuấy;
c) cung cấp đầy đủ khơng khí, vì các mơ khơng phải là vĩnh viễn ngập trong môi trường lỏng;
d) kiểm sốt sự tăng trưởng của mẫu cấy thơng qua việc kiểm soát tần số và thời gian ngập;
e) cung cấp đầy đủ dinh dưỡng do sự pha trộn.
Trong năm 1993, Alvard và cộng sự áp dụng phương pháp này để sinh trưởng và phát triển cây chuối bằng cách sử dụng hệ thống RITA®, Vitropic, Pháp. Hệ thống RITA® (Recipient for Automated Temporary Immersion) đã được thương mại và có thể tích 1 lít, chứa 200 ml mơi trường lỏng. Alvard và cộng sự chứng minh rằng sử dụng môi trường lỏng tác động mạnh mẽ đến sự phát triển và gia tăng tỷ lệ tạo chồi trong vi nhân giống Chuối. Sau 20 ngày nuôi cấy trong môi trường lỏng qua 4 phương pháp khác nhau, so sánh với cách vi nhân giống trên môi trường bán rắn, Alvard nhận thấy rằng hệ số nhân chồi cao nhất (trên 5) thu được trên môi trường lỏng nuôi cấy trong điều kiện nuôi cấy ngập tạm thời (TIS), với thời gian ngập là 20 phút cứ mỗi 2 giờ; chồi trong mơi trường lỏng có sục khí và trên mơi trường bán rắn có sự ngập một phần có hệ số nhân chồi từ 2.2 – 3.1;
cịn chồi Chuối trong mơi trường ni cấy lỏng đơn giản có sự nhân chồi bình thường.
Một nhóm nghiên cứu Cuba cũng thu được kết quả tương tự trên đối tượng cây Chuối Musa acuminata khi sử dụng hệ thống bình ni cấy sinh đôi (Teisson và cộng sự, 1999).
Trên đối tượng cây tre Dendrocalamus latiflorus Yupa Mongkolsook và cộng sự (Thailand) đã chứng minh thời gian ngập ảnh hưởng đến khả năng nhân nhanh chồi trong hệ thống TIS. Sau 60 ngày nuôi cấy, TIS2 (cứ 1 giờ ngập 1 phút) có số lượng chồi nhân cao nhất với 105 chồi (hệ số nhân chồi đạt 7.75 lần), so với 83 chồi (hệ số nhân chồi đạt 5.92 lần) trong TIS1 (cứ 3 giờ ngập 5 phút) và 27 chồi (hệ số nhân chồi đạt 1.25 lần) trong mơi trường đặc. TIS2 có số lượng chồi nhân cao hơn môi trường đặc gấp 6.5 lần, chồi khỏe và cuống thân kéo dài hơn.
Đối với cây Cà phê (Coffea arabica và C.canephora), Berthouly và cộng sự (1995) sử dụng hệ thống RITA® để nhân nhanh chồi bằng các microcutting. Kết quả cho thấy hệ số nhân chồi Cà phê xấp xỉ 6 – 7 tuần, trong khi đó ni cấy trên môi trường đặc phải mất 3 tháng (Sondhal và cộng sự, 1989). Thí nghiệm tương tự được tiến hành trên cây Bạch đàn (Eucalyptus spp.), tỷ lệ nhân chồi gấp 4 – 6 lần trong một nửa thời gian, với hệ thống RITA® khi so sánh với tỷ lệ chồi gia tăng trên môi trường bán rắn.
Theo José Carlos Lorenzo và cộng sự (1998), khi nhân giống cây mía trong hệ thống ni cấy ngập tạm thời sẽ giảm 46% chi phí sản xuất. Kết quả thí nghiệm cho thấy hệ số nhân chồi gấp 6 lần so với nhân giống trên môi trường đặc (Jimenez và cộng sự, 1995).
Qua các nhà nghiên cứu Hempfling Tino và Preil Walter (2005), chu kỳ thay môi trường ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của chồi Phalaenopsis. Sau 12 tuần nuôi cấy trong hệ thống ngập tạm thời, thay môi trường 2 tuần 1 lần tỷ lệ nhân chồi đạt 25.4 cao hơn khi 4 tuần mới thay môi trường 1 lần (tỷ lệ nhân
chồi chỉ đạt 14.5). Trọng lượng chồi tươi tăng 20.5 lần trong vịng 12 tuần ni cấy, 2 tuần thay môi trường 1 lần; 4 tuần thay môi trường 1 lần trọng lượng chồi tươi tăng 18.5 lần. Hempfling và Preil thu nhận kết quả nuôi cấy với thời gian ngập là 8 giờ/ngày, mỗi lần 10 phút.
Năm 2008, D.M. Yeh và cộng sự đã ứng dụng hệ thống TIS trong nhân giống cây Bạch mã hoàng tử (Aglaonema ‘White Tip’). Kết quả thu được đã chứng minh rằng nuôi cấy chồi ở nồng độ khống càng cao thì số chồi hình thành càng thấp. Với 50% khống có hệ số nhân chồi là 5.1 (± 1.3); 100% khống có hệ số nhân chồi là 4.3 (± 0.9); 200% khống có hệ số nhân chồi là 4.0 (± 0.7).
Ngồi ra, hệ thống ni cấy ngập cũng đã áp dụng nhân chồi cho các đối tượng sau cây Dứa (Escalona et al. 1999), cây Potinera sp. Và Mitragyna inermis (Tisserat và Vadercook, 1985).