L ỜI CAM ĐOAN
1.2.2.7. Các chất điều hòa sinh trưởng thực vật
Các CĐHSTTVđóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát sự sinh trưởng, biệt hóa, phát triển của thực vật nói chung và rong biển nói riêng. Mức độ kiểm soát phụ thuộc vào loài, từng giai đoạn ở mỗi nồng độvà loại CĐHSTTV khác nhau. CĐHSTTV như auxin và cytokinin ảnh hưởng đối vớiquá trình cảm ứng mô sẹo và biệt hóa phôi.
Auxin có hai nhóm gồm auxin nội sinh (3-Indolebutyric axit (IBA), 3-
Indoleacetic axit (IAA)) được tổng hợp từ mô non đang phân chia nhanh và auxin
nhân tạo (NAA, 2,4-D…). Auxin kích thích rất mạnh sự phân chia tế bào thượng tầng. Ở mức độ tế bào, auxin kích thích sự trương giãn tế bào, đặc biệt theo chiều ngang làm tế bào lớn lên, kích thích sự tổng hợp các cấu tử cấu trúc lên thành tế bào như các chất cenlulose và pectin… Auxin có vai trò kích thích cảm ứng và tăng trưởng của mô sẹo. Tuy nhiên, vai trò của auxin lên quá trình cảm ứng mô sẹo và biệt hóa
phôi tùy thuộc vào sự kết hợp giữa các chất và nồng độ. Kết hợp NAA với Benzyl-
amino-purine (BAP)hoặc IAA được cho là không ảnh hưởng đối vớiquá trình cảm
ứng mô sẹo rong Sụn [48, 49, 88]. Mặt khác, khi kết hợp đúng loại và đúng nồng độ
của hai nhóm CĐHSTTV như NAA + Di-methyl-allyl-amino purine (2iP), NAA+
BAP và PAA + 2iP làm tăng kích thước của mô sẹo [51]. Sử dụngNAA và BA đơn lẻ hoặc kết hợp với nồng độ 0,1 – 1,0 mg.L-1 không kích thích cảm ứng mô sẹo nhưng kích thích biệt hóa phôi vô tính [48]. Vai trò của auxin đối với quá trình phát sinh phôi tùy thuộc vào sự kết hợp giữa các chất và nồng độ [56]. Sự phát triển của phôi
vô tính cây Cà rốt trong nuôi cấy trải qua một quá trình gồm hai giai đoạn, mỗi giai
đoạn cần có môi trường riêng. Các mô sẹo được nuôi cấy khởi đầu và nhân sinh khối trên môi trường giàu auxin và thường được sử dụng 2,4-D ở phạm vi nồng độ 0,5 – 1 mg.L-1. Trên môi trường này, sự phân hoá mô sẹo xảy ra tại các nhóm tế bào phân sinh được gọi là “các cụm phát triển phôi” (EC). Khi cấy chuyền sang môi trường tăng sinh, các EC tiếp tục lớn dần mà không tạo các phôi trưởng thành. Nếu các EC được chuyển sang môi trường có nồng độ auxin rất thấp (0,01 – 0,1 mg.L-1) hoặc không có auxin, chúng sẽ phát triển thành phôi trưởng thành. Sự có mặt của auxin trong môi trường tăng sinh là cần thiết cho mẫu có thể phát triển thành phôi khi chuyển sang môi trường phù hợp. Các môi trường tăng sinh có thể coi là môi trường cảm ứng đối với hình thành phôi vô tính. Những mẫu duy trì liên tục trong môi trường không có auxin sẽ không hình thành phôi [89]. Sử dụng NAA đơn hoặc kết hợp với BAP ở nồng độ 0,1 – 1,0 mg.L-1 kích thích biệt hóa phôi vô tính rong Sụn [48].
Tương tự auxin, cytokinin cũnggồm cytokinin nội sinh (Zeatin,2-iP (IPA)…) và cytokinin nhân tạo (BAP, Kin, Thidiazuron (TDZ)…). Cytokinin nội sinh được tổng hợp từ rễ và phôi đang tăng trưởng. Cytokinin có vai trò kích thích sự phân chia tế bào. Cytokinin ảnh hưởng rõ rệt đối với sự hình thành và phân hóa cơ quan thực vật như sự phân hóa chồi, phân chia và phát sinh hình thái tế bào. Cytokinin kích thích sự tăng trưởng tế bào trong điều kiện có auxin. Khi kết hợp PAA và Zeatin ở nồng độ 1 mg.L-1 là đủ cho sự phát triển mô sẹo rong Sụn gai [53]. Khi sử dụng 1
mg.L-1 Kin, 1 mg.L-1 NAA và 0,018 mg.L-1 spermine mô sẹo hình thành sau 30 ngày
nuôi cấy. Kết hợp 1 mg.L-1 BA với 2,5 mg.L-1IAA kích thích tạo cụm mô sẹo dạng sợi ở rong Sụn [49]. Tỉ lệcảm ứng mô sẹo ở rong Sụnđược nuôi ở môi trường có bổ sung
tỉ lệCĐHSTTV là 5 mg.L IAA kết hợp với 1 mg.L BAP [63], 2,5 mg.L BAP kết hợp với 1 mg.L-1 IAA [91] hay IAA và Kin đơn lẻ kích thích phát sinh chồi chính trực tiếp [92].
Ngoài ra, các cytokinin cũng được dùng cho cảm ứng phát sinh hình thái ở các loài thực vật hai lá mầm. Loại cytokinin được sử dụng nhiều trong môi trường nuôi cấy là BAP, nhưng các cytokinin khác như Kin, zeatin và TDZ cũng cho kết quả tốt tuỳ thuộc vào loài thực vật. Trong nuôi cấy phôi, nồng độ của các CĐHSTTVlà rất quan trọng đối với phản ứng sinh trưởng tối ưu của mẫu cấy. Khi nồng độ quá thấp sẽ không kích thích sinh trưởng, ngược lại nồng độquá cao có thể gây độc cho mẫu… Các môi trường tăng sinh chứa BAP có thể thúc đẩy sự phân bào nhưng kìm hãm khả năng phát sinh phôi trong trường hợp ở cây Cà rốt. Điều này có lẽ do những kích thích tăng sinh khối chọn lọc ở những thành phần của tế bào không phát sinh phôi. Tuy nhiên hiệu quả tích cực của cytokinin đối với sự hình thành phôi đã được xác nhận trong nuôi cấy nhiều loài thực vật. Zeatin có tác dụng kích thích tốt nhất đối với sự hình thành phôi khi được đưa vào môi trường phôi hoá đã chứa mẫu nuôi cấy được 3 –4 ngày tuổi [93]. Nhìn chung, vai trò của cytokinin trong phát sinh phôi vô tính
là khác nhau giữa các loài thực vật phụ thuộc vào kiểu gene, điều kiện môi trường và
thời điểm chúng được sử dụng. Đối với rong Sụnkhi bổ sung BA đơn hoặc kết hợp với NAA ở nồng độ 0,1 – 1,0 mg.L-1 kích thích phát sinh phôi vô tính [48]. Từ những vấn đề nêu trên, có thể thấy, CĐHSTTV rất đa dạng và nồng độ sử dụng cũng rất khác nhau. Vì vậy, cần phải nghiên cứu để tìm ra loại và nồng độ thích hợp ứng với mỗi giai đoạn phát triển hình thái của mẫu cấy.