CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2. Ảnh hưởng của ánh sáng lên sự phát triển cây chuối già Cavendish nuôi cấy
cấy in vitro.
Trong nuôi cấy mô tế bào thực vật ánh sáng ni cấy có vai trị quan trọng giúp cho cây trồng quang hợp và phát triển. Hiện nay có nhiều loại ánh sáng được sử dụng trong nuôi cấy mô, ánh sáng đèn huỳnh quang được sử dụng rộng rãi nhưng hiện nay sự ra đời của ánh sáng đèn LED đã mang lại nhiều hiệu quả hơn trong quá trình ni cấy mơ. Vai trị của ánh sáng lên sự phát triển của cây chuối già Cavendish nuôi cấy in vitro được đánh giá qua các chỉ tiêu tăng trưởng như chiều
cao cây, số lá, số rễ, chiều cao rễ, khối lượng tươi, khối lượng khô và chlorophyll.
a1 c 1 b1 11 a b c a2 b2 c 2
48
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LEDs lên sự phát triển cây chuối già
Cavendish nuôi cấy in vitro.
Ghi chú: Các giá trị trong bảng là giá trị trung bình, các số liệu trong cùng một cột có các chữ cái theo sau có sự khác biệt ý nghĩa thống kê “**”: khác biệt rất có ý nghĩa ở mức 0,01. Khác biệt có ý nghĩa ở mức 0,05.
Trong nghiên cứu này, sự sinh trưởng của cây chuối già Cavendish được đánh giá dưới tác động của ánh sáng đèn huỳnh quang (24.6 μmol m-2s-1), đèn LED HortiPower với hai chế độ sáng P1S3 (51.8 μmol m-2s-1), và P1S5 (53.6 μmol m-2s-
1). Kết quả nghiên cứu ở Bảng 3.2 cho thấy rằng, ánh sáng đèn LED có tác động
tích cực hơn lên chiều cao cây chuối già Cavendish, ở lần cấy chuyền thứ 6 ánh sáng đèn LED – P1S3 (51.8 μmol m-2s-1) chiều cao cây 4.76 cm. So sánh với đèn huỳnh quang (24.5 μmol m-2s-1) chiều cao cây đạt thấp nhất 4.02 cm. Mẫu cấy ở nghiệm thức đèn LED – P1S5 (53.6 μmol m-2s-1) chiều cao cây đạt 4.23 cm. Số lá trên cây cũng có khác biệt về mặt thống kê nhưng khác biệt khi nuôi cấy ở điều kiện chiếu sáng khác nhau, số lá đạt được dao động trong khoảng 3.92 – 4.18 lá/cây. Số rễ hình thành và chiều dài trung bình có sự khác biệt giữa các nghiệm thức. Về chỉ tiêu số lượng rễ hình thành, ở nghiệm thức nuôi cấy dưới ánh sáng đèn LED - P1S3 có số lượng rễ hình thành cao nhất đạt 4.43 rễ, ở nghiệm thức đèn huỳnh quang số lượng rễ hình thành tương đương với đèn LED - P1S3 đạt 4.24 rễ. Trong khi đó nghiệm thức đèn LED – P1S5 có số lượng rễ hình thành thấp nhất đạt 4.19 rễ. Trong nghiên cứu này, ánh sáng đèn LED thích hợp cho sinh trưởng cây chuối già
Loại đèn Chiều cao cây (cm) Số lá (cái) Số rễ (cái) Chiều dài rễ (cm) HQ 4.02b 4.06ab 4.24ab 2.51b P1S3 4.76a 3.92b 4.43a 2.94a P1S5 4.23b 4.18a 4.19b 2.80a CV (%) 3.85 2.20 2.15 2.95 Ftính 15.76** 6.37* 5.43* 21.29**
49
Cavendish. Cũng tương tự, ánh sáng đèn LED kết hợp giữa ánh sáng đỏ và xanh thích hợp cho sự phát triển ở cây Doritaenopis với các chỉ tiêu số lá, số rễ, chiều dài rễ cao hơn hẳn khi cây được nuôi cấy ở điều kiện chiếu sáng đèn huỳnh quang (Shin và cộng sư, 2008).
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LEDs lên sự thay đổi khối lượng tươi,
khối lượng khô và hàm lượng diệp lục tố ở cây chuối già Cavendish nuôi cấy in
vitro.
Ghi chú: Các giá trị trong bảng là giá trị trung bình, các số liệu trong cùng một cột có các chữ cái theo sau có sự khác biệt ý nghĩa thống kê “**”: khác biệt rất có ý nghĩa ở mức 0,01. Khác biệt có ý nghĩa ở mức 0,05.
Kết quả ở Bảng 3.3 cho thấy sự thay đổi về mặt khối lượng tươi và khơ của mẫu cấy có sự khác biệt về mặt thống kê giữa các nghiệm thức. Ở lần cấy chuyền thứ 6 khối lượng tươi mẫu cấy dao động trong khoảng 1.66 – 2.08 g/mẫu cấy, các mẫu cấy ở điều kiện chiếu sáng đèn LED – P1S3 đạt khối lượng tươi tốt hơn (2.08 g/mẫu cấy). Khối lượng khô mẫu cấy thay đổi trong khoảng 0.08 – 0.14 và đạt cao nhất ở nghiệm thức mẫu nuôi cấy ở điều kiện đèn LED – P1S3 (0.14 g/mẫu cấy). Hàm lượng diệp lục tố cũng có sự khác biệt ở đèn LED – P1S3 đạt được kết quả cao nhất với (10.77 SPAD) và thấp nhất ở nghiệm thức đèn huỳnh quang (9.66 SPAD) cho thấy khả năng hấp thu ánh sáng của cây khi được chiểu bởi ánh sáng đèn LED là có sự hấp thu tốt hơn với chỉ số diệp lục tố cao hơn so với đèn huỳnh quang. Hiện nay, cũng đã có nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng ánh sáng đơn sắc thích hợp cho sinh
Loại đèn Khối lượng tươi Khối lượng khô Diệp lục tố (SPAD) HQ 1.66b 0.08b 9.66b P1S3 2.08a 0.14a 10.77a P1S5 1.94ab 0.12a 10.54a CV (%) 5.48 9.75 3.59 Ftính 12.99** 18.27** 7.49*
50
trưởng của cây nuôi cấy mô hơn là ánh sáng quỳnh quang như nghiên cứu của Nguyễn Bá Nam và sộng sự (2012) cho thấy ánh sáng đơn sắc đỏ kết hợp với xanh thích hợp cho sinh trưởng của cây hoa cúc (Chrysanthemum morifolium Ramat. cv. “Jimba”) in vitro. Nhut D.T. và cộng sự cũng đã chứng minh cây dâu tây in vitro
phát triển tốt nhất khi được nuôi cấy với nguồn chiếu sáng đèn LED (70% ánh sáng LED đỏ + 30% ánh sáng LED xanh).
Hình 3.4. Ảnh hưởng của đèn ánh sáng lên sự phát triển cây chuối già Cavendish.a,
a1, a2: ánh sáng đèn huỳnh quang, b, b1, b2: ánh sáng đèn LED P1S5, c, c1, c2: ánh sáng đèn LED P1S3.
51
Năm 2016, Nguyễn Khắc Hưng và cộng sự nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc (LED) đã cho kết quả chồi sâm dây sinh trưởng dưới điều kiện LEđỏ: xanh (80:20) cho khả năng phát sinh rễ tốt nhất (90% số chồi ra rễ) so với ánh sáng huỳnh quang đối chứng (75% số chồi tạo rễ). Bên cạnh đó, số rễ tạo thành trung bình (2.68 rễ/chồi), chiều dài rễ trung bình (2.21 cm) và chiều cao cây trung bình của chồi sinh trưởng dưới ánh sáng LED đỏ:xanh 80:20 (7.42 cm) đều cao hơn ở ánh sáng đối chứng là đèn huỳnh quang.
Chất lượng ánh sáng (chất lượng quang phổ), số lượng proton ánh áng và chu kỳ chiếu sáng có ảnh hưởng sâu sắc đến sự hình thành và phát triển của tế bào, mô và các cơ quan ở thực vật (Reuveni và Evenor, 2007). Đèn huỳnh quang (FL) thường được sử dụng để tăng mức độ quang hợp (PPF) ở cây nuôi cấy in vitro. Tuy nhiên, các bước sóng (350 – 750 nm) khơng thích hợp để thúc đẩy sự tăng trưởng về mặt hình thái (Gupta và Jatothu, 2013). Kết quả nghiên cứu này cũng cho thấy rằng chiều cao cây, chiều dài rễ cũng như hàm lượng chlorophyll (diệp lục tố) ở cây của nghiệm thức nuôi cấy đèn LED cao hơn so với đèn huỳnh quang. Tương tự với kết quả nghiên cứu của Đỗ Thị Gấm và cộng sự (2017) trên đối tượng cây lan kim tuyến thì đèn LED kết hợp ánh sáng đỏ và xanh thích hợp hơn cho sự sinh trưởng và phát triển ở cây lan Kim tuyến so với đèn huỳnh quang, đèn LED lên sự sinh trưởng cây Hyptis suaveolens L.; Andrade và cộng sự (2017) đã chứng minh rằng
sự kết hợp ánh sáng đỏ và xanh của đèn LED thích hợp hơn cho sự sinh trưởng của cây Hyptis suaveolens L.
3.3. Kết luận
Từ các kết quả đạt được của nghiên cứu này, chúng tơi có một số kết luận như sau: Kết quả ở thí nghiệm 1 cho thấy:
Ở lần cấy chuyền thứ 4 ánh sáng của đèn LED cho kết quả tốt nhất đặc biệt là khả năng hình thành chồi cao hơn hẳn so với đèn huỳnh quang. Cho tỷ lệ chồi cao nhất ở đèn LED - P1S5, hàm lượng diệp lục tố thu được cũng tốt nhất, còn tỷ lệ
52
chiều cao tốt nhất là đèn LED - P1S3 những chỉ tiêu về khối lượng tươi và khối lượng khô đều cao hơn so với đèn huỳnh quang,
Lần cấy chuyền thứ 5 kết quả đạt được số chồi cho kết quả tốt nhất là ở đèn LED – P1S5, các chỉ tiêu về số lá, khối lượng khô và hàm lượng diệp lục tố cũng thu được kết quả tốt nhất so với đèn huỳnh quang. Bên cạnh đó, đèn LED – P1S3 cho chỉ tiêu cao nhất về chiều cao chồi và khối lượng khơ. Qua đó, thấy được sử dụng ánh sáng đèn LED ở lần cấy chuyền thứ 5 cũng cho kết quả tốt về các chỉ tiêu so với đối chứng là đèn huỳnh quang.
Lần cấy chuyền thứ 6 kết quả cũng tương tự khi đèn LED – P1S5 cho kết quả khá tốt về tỷ lệ tạo chồi và đèn LED – P1S3 đạt được kết quả cao về chiều cao và khối lượng tươi của mẫu các chỉ tiêu thu được ở cả 2 đèn LED đều cao hơn nhiều so với đèn huỳnh quang. Đồng thời ở lần cấy chuyền thứ 6 cũng thực hiện thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng trên cây chuối già Cavendish kết quả đạt được ở đèn LED là khá tốt cụ thể: ở đèn LED – P1S3 đạt được chiều cao cây là tốt nhất, số rễ cũng nhiều nhất, chiều dài rễ cũng dài nhất và các chỉ tiêu về khối lượng tươi, khối lượng khô, hàm lượng diệp lục tố cũng đạt kết quả cao nhất. Cho kết quả cao thứ 2 là đèn LED – P1S5 và thấp nhất là đèn huỳnh quang.
Từ các kết quả đạt được trong các thí nghiệm thấy được hiệu quả tối ưu của đèn LED các chỉ tiêu thu được đều cao hơn so với đèn huỳnh quang. Qua đó, thấy rằng ánh sáng đèn LED – P1S5 thích hợp cho việc hình thành chồi ở cây chuối già Cavendish.
Cịn ở thí nghiệm 2: khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED lên cây chuối già Cavendish cho thấy được ánh sáng đèn LED – P1S3 thích hợp để cảm ứng ra rễ và kích thích sự phát triển của cây con các chỉ tiêu đạt được về số rễ là cao nhất, chiều dài rễ đạt được cũng tốt nhất. Vì vậy, có thể thấy được ánh sáng đèn LED có ảnh hưởng tốt nhất lên sự phát triển của cây chuối già Cavendish. Ánh sáng đèn LED khơng những có tác động tích cực lên sự hình thành chồi mà cịn thích hợp để
53
cảm ứng ra rễ và kích thích sự phát triển của cây chuối già Cavendish trong điều kiện nuôi cấy in vitro.
Kiến nghị:
Từ kết quả đạt được chúng tơi có những kiến nghị sau:
Có thể sử dụng ánh sáng đèn LED vào hệ thống nuôi cấy in vitro cây chuối
Cavendish.
Tiếp tục khảo sát ảnh hưởng của đèn LEDs lên những lần cấy chuyền tiếp theo.
Nghiên cứu sử dụng một số loại đèn LEDs với các cường độ khác trong nuôi cấy in vitro cây chuối Cavendish.
54
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.1. Tài liệu tiếng việt
1. Bùi Trang Việt, (2000), Sinh lý thực vật đại cương, Phần II: Phát triển, NXB Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh.
2. Bùi Trang Việt, Cung Hoàng Phi Phượng, Trần Thanh Hương, Phạm
Thanh Lương, (2000). Sự tạo mô sẹo và dịch treo tế bào từ hoa đực chuối (Musa
balbisiana và Musa cavendishii). Báo cáo khoa học Hội nghị khoa học lần thứ II,
tháng 5 năm 2000, Tiểu ban Sinh học, ĐH Khoa học tự nhiên TP HCM, 114 – 118. 3. Đỗ Thị Gấm, Chu Hồng Hà, Phạm Bích Ngọc, Nguyễn Khắc Hưng, Phan Hồng Khơi, Hà Thị Thanh Bình, Nguyễn Như Chương, Lường Tú Nam, Nguyễn Thị Thúy Bình (2017). Ảnh hưởng của ánh sáng LED đến sự sinh trưởng, phát triển của cây lan kim tuyến (Anoectochilus roxburghii) in vitro, Tạp chí Cơng nghệ Sinh học 15(1): 97-104.
4. Dương Tấn Nhựt, (2010). Một số phương pháp, hệ thống mới trong nghiên cứu công nghệ sinh học thực vật. Nhà xuất bản nông nghiệp Tp. HCM, 218
trang.
5. Dương Tấn Nhựt và Nguyễn Bá Nam, (2009). Ảnh hưởng của hệ thống chiếu sáng đơn sắc lên sự sinh trưởng và phát triển của cây hoa cúc (Chrysanthemum morifolium cv. “Nút”) nuôi cấy in vitro. Tạp chí Cơng nghệ sinh
học, 7, trang 93 – 100.
6. Đỗ Đăng Giáp, Phạm Ngọc Vinh, Trần Trọng Tuấn, Nguyễn Thị Huyền Trang, Phạm Ngô Ánh Thư, Thái Xuân Du, (2012). Tăng hệ số nhân nhanh chồi chuối Laba (Musa sp.) nuôi cấy in vitro bằng cách sử dụng ánh sáng, myo-inositol và adenin sulphate, Viện Sinh học nhiệt đới, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
7. Đỗ Đức Thăng, Nguyễn Thị Dược, Nguyễn Võ Thu Thảo, Trịnh Thị Lệ Hường, Katherine Tran, Jille Kuipers, Nguyễn Đức Quang, Nguyễn Hữu Hùng, Đỗ
55
Đăng Giáp, (2020). Ứng dụng ánh sáng đèn LEDs trong quy trình vi nhân giống cây chuối già Cavendish (Musa spp.), Hội thảo khoa học công nghệ sinh học ứng dụng (lần 2). NXB Nông Nghiệp. Trang 225 – 232.
8. Đỗ Thị Gấm, Chu Hồng Hà, Phạm Bích Ngọc, Nguyễn Khắc Hưng, Phan Hồng Khơi, Hà Thị Thanh Bình, Nguyễn Như Chương, Lường Tú Nam, Nguyễn Thị Thúy Bình, (2017). “Ảnh hưởng của ánh sáng LED đến sự sinh trưởng, phát triển của cây lan kim tuyến (Anoectochilus roxurghii)”. Tạp chí Cơng nghệ Sinh học 15: 97-104.
9. Ngơ Xn Bình, (2009). Chương 1, Cơ sở lý luận và ứng dụng, nuôi cấy mơ tế bào thực vật, Ngơ Xn Bình, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 11.
10. Nguyễn Bá Nam, Nguyễn Đình Lâm và Dương Tấn Nhựt, (2012). Ảnh hưởng của loại mẫu cấy và hệ thống chiếu sáng đơn sắc lên khả năng tái sinh chồi cây hoa cúc (Chrysanthemum morifolium ramat. cv. “Jimba”) nuôi cấy in vitro. Tạp
chí Khoa học và Cơng nghệ, 50, trang 595 – 606.
11. Nguyễn Hải Sơn, (2010). Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc đến quá trình phát sinh hình thái của một số loại cây trồng nuôi cấy in vitro. Trường Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2010, luận văn thạc sĩ trang 73.
12. Nguyễn Khắc Hưng, Phạm Bích Ngọc, Nguyễn Thị Thu Hiền, Nguyễn Thị Thúy Hường, Đỗ Thị Gấm, Lê Duy Hùng, Chu Hoàng Hà, (2016). “Nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc (LED) đến một số đặc điểm sinh lý và hình thái của cây sâm (Codonopsis sp.) ni cấy in vitro”. Tạp chí sinh học, 38(2): 220-227.
13. Nguyễn Như Khanh, (2009). Sinh học phát triển thực vật, NXB Giáo dục, chương II, trang 47 – 51.
14. Nguyễn Thanh Phương, Nguyễn Thị Lý Anh, Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Thị Hồng Thắm, (2014). Ảnh hưởng của một số loại đèn chiếu sáng và bình ni cấy đến sự sinh trưởng, phát triển của giống cẩm chướng Hồng Hạc cấy mơ. Tạp chí Khoa học và Phát triển, tập 12, số 7: 1015-1022.
56
15. Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Thị Nhẫn, Nguyễn Thị Kim Thanh, Mai Thị Tân, Nguyễn Thị Lý Anh, Hoàng Minh Tấn, (1996). Nghiên cứu xây dựng quy trình vi nhân giống một số cây trồng có giá trị kinh tế, tuyển tập quy trình nghiên cứu khoa học kỹ thuật Nông nghiệp 1956-1996, Nhà xuất bản Nông nghiệp Hà Nội.
16. Hoàng Văn Cương, Nguyễn Bá Nam, Trần Công Luận, Bùi Thế Vinh, (2012). “Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên sự sinh trưởng và khả năng tích lũy hoạt chất Saponin thông qua nuôi cấy mô sẹo và cây sâm Ngọc Linh (Panax
VietNamensis Ha et Grushv.) in vitro. Tạp chí Journal of Science and Technology.
17. Lê Thị Thúy, Trần Thị Anh Thoa, (2017). Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED lên sinh trưởng của Dendrobium lituiflorum Lindl và Dendrobium Shavin White. Tạp chí Khoa học cơng nghệ và Thực phẩm 13 (1), trang 68-73.
18. Trần Thanh Hương (2011). Phân tích các biến đổi hình thái học và sinh lý học trong quá trình phát sinh cơ quan và phơi thể hệ ở một số giống chuối (Musa sp.). Luận án tiến sĩ sinh học, Đại học Quốc gia TP HCM.
19. Trần Văn Minh, (1999). Giáo trình ni cấy mơ tế bào thực vật, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật.
20. Vũ Thị Ngọc Phượng, Hồng Thị Phịng, Thái Xn Du, Trịnh Mạnh Dũng, (2009). Nhân giống in vitro cấy chuối (Cavendish sp) trên quy mô công
57
1.2. Tài liệu nước ngoài
21.Andrade H.B., Braga A.F., Bertolucci S.K.V., Hsie B.S., Silva S.T. and Pinto J.E.B.P. (2017). Effect of plant growth regulators, light intensity and LED on growth and volatile compound of Hyptis suaveolens (L.) Poit in vitro plantlets. Acta
horticulturae. 1155:277-284.
22. Allen. R.N., Dettmann E.B., Johns G.G., and Turner D.W., (1988). Estimation of leaf emergence rates of bananas. Australian Journal of Agricultural Research 39: 53-62.
23. APG II., (2003). An update of the angiosperm phylogeny group classification for the orders and families of flowering plants: APG II, Botanical Journal of the Linnean Cosiety 141: 399 – 436.
24. Bula R.J., Morrow R.C., Tibbits T.W., Barta D.J., Ignatius R.W., Martin T.S., 1991. Light-emitting diodes as a radiation source for plants. HortScience 26:
203–205.
25. Cheesman E.E., (1948). Classification of the Bananas. Kew
Bulletin, 3(2), 145-153. doi:10.2307/4119749.
26. Chun Y.L., Gui M.D., Jing Y., Altus V. , Yan J., Rui B.K., Cun