Đèn LED P1S3 dụng trong thí nghiệm - Khảo sát ảnh- 123docz.net

Đèn LED HortiPower được sử dụng trong thí nghiệm thuộc công ty HortiPower Asia, Singapore.

2.2.2. Thiết bị

Tủ cấy vô trùng (Ads Laminaire, Pháp) Nồi hấp khử trùng (Hirayama, Nhật) Máy đo pH (Thermo, Mỹ)

Cân phân tích (Sartorius, Đức) Tủ sấy

Đèn huỳnh quang Đèn LED HortiPower

Máy đo diệp lục tố Chlorophyll

2.2.3. Dụng cụ

- Máy đo cường độ ánh sáng – Lux kế (WALK LAB – Mỹ). - Pipetman (2-20 µl, 20-200 µl, 200-1000 µl,1000-5000 µl) - Đũa thủy tinh

- Kẹp, dao mổ, đèn cồn (bằng inox hạn chế sự rét rỉ), và một số thiết bị khác dùng trong phịng thí nghiệm. 2.2.4. Hóa chất - BA (Sigma, >99%) - Nước cất - Than hoạt tính - Agar - Đường sucrose 2.2.5. Điều kiện thí nghiệm

Các mẫu cấy in vitro được ni cấy trên mơi trường thích hợp và tùy mục đích thí nghiệm được đặt dưới các tỷ lệ ánh sáng đơn sắc và các loại đèn khác nhau của đèn LED trong các điều kiện như sau:

- Môi trường nuôi cấy: môi trường MS bổ sung nước dừa 10% (v/v), 30 g/l đường sucrose, 7.5 g/l agar và 5 mg/l BA.

- Thời gian chiếu sáng: 16 giờ/ngày.

- Cường độ chiếu sáng: đèn huỳnh quang với cường độ chiếu sáng 24.6 μmol m-2s-1 và bóng đèn LED P1S3 cường độ chiếu sáng 51.8 μmol m-2s-1, P1S5 cường độ chiếu sáng 53.6 μmol m-2s-1.

- Độ ẩm trung bình: 70 – 80%.

- Nhiệt độ trung bình ở khơng gian bên dưới hệ thống chiếu sáng: 25 ± 2°C. - Nguồn sáng: Thí nghiệm sử dụng đèn huỳnh quang, đèn LED.

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED lên sự nhân nhanh chồi cây chuối già Cavendish sau 3 lần cấy chuyền. nhân nhanh chồi cây chuối già Cavendish sau 3 lần cấy chuyền.

Mục đích thí nghiệm: khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED lên sự nhân nhanh

chồi chuối Cavendish.

Đối tượng thí nghiệm: Mẫu chồi chuối in vitro, do phịng Cơng nghệ tế bào thực

vật - Viện Sinh học nhiệt đới cung cấp.

Môi trường nuôi cấy: môi trường MS bổ sung nước dừa 10% (v/v), 30 g/L đường

sucrose, 7.5 g/l agar và 5 mg/l BA. Dụng cụ ni cấy trong bịch chịu nhiệt có chứa 40 ml mơi trường.

Cách tiến hành: cụm chồi có kích thước 0.2 – 0.5 cm của mẫu chuối già lùn ở lần

cấy chuyền thứ 4 (L4), lần cấy chuyền thứ 5 (L5) và lần cấy chuyền thứ 6 (L6) được tách thành các chồi riêng lẻ cấy vào môi trường MS bổ sung nước dừa 10% (v/v), 30 g/l đường sucrose, 7.5 g/l agar và 5 mg/l BA. Sau đó được ni cấy ở điều kiện chiếu sáng đèn LED HortiPower với 3 điều kiện ánh sáng khác nhau huỳnh quang, P1S3 và P1S5. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu đơn yếu tố, 3 nghiệm thức với 3 lần lặp lại, mỗi nghiệm thức 10 bịch, mỗi bịch 10 mẫu.

Chỉ tiêu và cách thức theo dõi:

Chiều cao chồi: đo xác định chiều cao chồi (cm) từ vị trí gốc lên tới đỉnh ngọn.

Số lá: đếm số lá hình thành trên chồi (số lá/chồi)

Khối lượng tươi: cân xác định khối lượng tươi (g) của từng mẫu cấy trong bịch.

Khối lượng khô: sấy khô mẫu tươi ở 500C trong 48 giờ sau đó cân chính xác khối lượng khơ (g).

Hàm lượng chlorophyll: hàm lượng chlorophyll được xác định bằng máy chlorophyll Meter CL-01 (Hansatech).

2.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED lên sự phát

triển cây chuối già Cavendish ni cấy in vitro.

Mục đích thí nghiệm: khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED lên sự

phát triển của cây chuối già Cavendish ni cấy in vitro.

Đối tượng thí nghiệm: Mẫu chồi chuối in vitro, do phịng Cơng nghệ tế bào

thực vật - Viện Sinh học nhiệt đới cung cấp.

Môi trường nuôi cấy: môi trường MS bổ sung nước dừa 10% (v/v), 30 g/L

đường sucrose, 7.5 g/l agar, 0.4 g/l than hoạt tính. Dụng cụ nuối cây trong bịch chịu nhiệt có chứa 40 ml mơi trường.

Cách tiến hành: chồi cây chuối già lùn ở lần cấy chuyền thứ 6 (L6) được

cấy vào môi trường MS bổ sung nước dừa 10% (v/v), 30 g/l đường sucrose, 7.5 g/l agar, 0.4 g/l than hoạt tính. Sau đó được ni cấy ở điều kiện chiếu sáng đèn LED HortiPower với 3 điều kiện ánh sáng khác nhau huỳnh quang, P1S3 và P1S5. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu đơn yếu tố, 3 nghiệm thức với 3 lần lặp lại, mỗi nghiệm thức 10 bịch, mỗi bịch 10 mẫu.

Chú thích:

- L4: lần cấy chuyền thứ 4 - L5: lần cấy chuyền thứ 5 - L6: lần cấy chuyền thứ 6

Chiều cao của cây: đo xác định chiều cao (cm) cây từ vị trí gốc lên tới đỉnh ngọn.

Số lá: đếm số lá hình thành trên cây (số lá/cây) Số rễ: đếm tổng số rễ trên cây (số rễ).

Chiều dài rễ: đo xác định chiều dài (cm) từ vị trí ra rễ đến chóp rễ

Khối lượng tươi: cân xác định khối lượng tươi (g) của từng mẫu cấy trong bịch.

Khối lượng khô: sấy khô mẫu tươi ở 500C trong 48 giờ sau đó cân chính xác khối lượng khô (g).

Hàm lượng diệp lục tố (chlorophyll): hàm lượng chlorophyll được xác định bằng máy chlorophyll Meter CL-01 (Hansatech).

Bố trí nghiệm thức ứng với từng loại đèn

Bảng 2.1. Loại bóng đèn ứng với từng nghiệm thức

STT Nghiệm Thức Loại Đèn

1 NT1 HQ

2 NT2 P1S3

3 NT3 P1S5

Chú thích:

HQ: đèn huỳnh quang với cường độ 24.6 μmol m-2s-1

P1S3: đèn LED với cường độ 51.8 μmol m-2s-1

P1S5: đèn LED với cường độ 53.6 μmol m-2s-1

2.4. Chỉ tiêu theo dõi và phương pháp lấy số liệu

Các chỉ tiêu theo dõi được ghi nhận sau 4 tuần nuôi cấy.

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED lên khả năng nhân chồi cây chuối già Cavendish nuôi cấy in vitro.

Tác động của ánh sáng lên khả năng nhân chồi cây chuối già Cavendish được thực hiện với ba loại ánh sáng khác nhau gồm đèn huỳnh quang (FL – 24.6 μmol m- 2s-1) đèn LED (P1S3 – 51.8 μmol m-2s-1), đèn LED (P1S5 – 53.6 μmol m-2s-1). Sau 4 tuần nuôi cấy và ba lần cấy chuyền lần 4 (L4), cấy chuyền lần 5 (L5) và cấy chuyền lần 6 (L6) các chỉ tiêu được ghi nhận và trình bày trong Bảng 3.1 và Hình 3.1. Kết quả thí nghiệm này cho thấy rằng ánh sáng có vai trị kích thích sự hình thành chồi ở cây chuối già Cavendish. Ở lần cấy chuyền thứ 4 số lượng chồi hình thành có sự khác biệt về mặt thống kê giữa các nghiệm thức chiếu sáng đèn của đèn LED – P1S5 có sự hình thành chồi cao nhất đạt 6.30 chồi/mẫu, tiếp theo là ở nghiệm thức chiếu sáng đèn LED – P1S3 với số chồi hình thành là 5.74 chồi/mẫu. Số lượng chồi hình thành thấp nhất ở nghiệm thức chiếu sáng bởi đèn huỳnh quang đạt 5.15 chồi/mẫu. Ở lần cấy chuyền thứ năm số lượng chồi hình thành có sự khác biệt về mặt thống kê giữa các nghiệm thức chiếu sáng đèn của đèn LED – P1S5 có sự hình thành chồi cao nhất đạt 6.22 chồi/mẫu, tiếp theo là ở nghiệm thức chiếu sáng đèn LED – P1S3 với số chồi hình thành là 5.84 chồi/mẫu. Số lượng chồi hình thành thấp nhất ở nghiệm thức chiếu sáng bởi đèn huỳnh quang đạt 4.95 chồi/mẫu. Tương tự ở lần cấy chuyền thứ 6 số lượng chồi hình thành có sự khác biệt về mặt thống kê giữa các nghiệm thức chiếu sáng đèn của đèn LED – P1S5 có sự hình thành chồi cao nhất đạt 6.07 chồi/mẫu, tiếp theo là ở nghiệm thức chiếu sáng đèn LED – P1S3 với số chồi hình thành là 5.47 chồi/mẫu. Số lượng chồi hình thành thấp nhất ở nghiệm thức chiếu sáng bởi đèn huỳnh quang đạt 4.76 chồi/mẫu. Có thể nhận thấy rằng ở giai đoạn nhân chồi cây chuối già Cavendish ánh sáng của đèn LED có tác động tích cực hơn so với đèn huỳnh quang. Từ kết quả của Bảng 3.1 cũng thấy được lần cấy chuyền thứ 4 cho kết quả nhân chồi cao nhất so với 2 lần cấy chuyền còn lại.

Bảng 3.1. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn lên khả năng nhân chồi cây chuối già

Cavendish sau 4 tuần nuôi cấy.

Số lần cắt Loại đèn Số chồi (chồi/mẫu) Chiều cao chồi (cm) Số lá (cái) Khối lượng tươi (g) Khối lượng khô (g) Diệp lục tố (SPAD) HQ 5.14b 1.08b 4.09b 1.82b 0.09b 2.09b L4 P1S3 5.74ab 1.47a 4.84a 2.10a 0.11ab 4.73a P1S5 6.30a 1.20b 5.16a 1.99ab 0.16a 5.04a CV(%) 5.04 5.64 2.36 4.95 14.57 10.21 Ftính 12.04** 24.06** 74.16** 6.25* 11.15* 48.25** HQ 4.95b 1.00b 3.17b 1.71b 0.09b 2.42b L5 P1S3 5.84a 1.33a 4.83a 2.07a 0.10b 4.71a P1S5 6.22a 1.19ab 5.05a 1.91ab 0.14a 5.05a CV (%) 2.97 8.74 4.04 4.89 5.30 5.59 Ftính 44.77** 7.79* 101.98** 11.60** 58.33** 119.20** HQ 4.76b 0.95b 3.13b 1.64b 0.08b 2.22b L6 P1S3 5.47a 1.26a 4.68a 1.99a 0.10ab 4.75a P1S5 6.07a 1.12ab 4.99a 1.84ab 0.12a 5.03a CV (%) 4.04 8.23 2.90 4.37 13.74 3.48 Ftính 26.84** 8.22* 194.10** 14.66** 8.65* 370.50**

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.

Tương tự, khi xét về chiều cao chồi thì ánh sáng của đèn LED có tác động tích cực hơn lên sự phát triển chiều cao chồi của mẫu cấy so với đèn huỳnh quang. Ở lần cấy chuyền thứ 4 hai nghiệm thức đèn LED chồi có chiều cao đạt tương đương nhau, ở nghiệm thức chiếu sáng P1S5 chồi đạt chiều cao 1.20 cm, mẫu được nuôi cấy ở điều kiện chiếu sáng P1S3 có chiều cao chồi tốt nhất đạt 1.47 cm. Trong

khi đó, mẫu cấy ở điều kiện chiếu sáng của đèn huỳnh quang chồi có chiều cao thấp hơn đạt 1.08 cm. Ở lần cấy chuyền thứ 5 nghiệm thức chiếu sáng P1S5 chồi đạt chiều cao 1.19 cm, mẫu được nuôi cấy ở điều kiện chiếu sáng P1S3 có chiều cao chồi tốt nhất đạt 1.33 cm. Trong khi đó, mẫu cấy ở điều kiện chiếu sáng của đèn huỳnh quang chồi có chiều cao thấp hơn đạt 1.00 cm. Ở lần cấy chuyền thứ 6 nghiệm thức chiếu sáng P1S5 chồi đạt chiều cao 1.12 cm, mẫu được nuôi cấy ở điều kiện chiếu sáng P1S3 có chiều cao chồi tốt nhất đạt 1.26 cm. Trong khi đó, mẫu cấy ở điều kiện chiếu sáng của đèn huỳnh quang chồi có chiều cao thấp hơn đạt 0.95 cm. Chất lượng ánh sáng cũng có tác động lên số lượng lá hình thành, ở lần cấy chuyền thứ 4 mẫu được nuôi cấy ở điều kiện chiếu sáng của đèn LED – P1S5 có số lượng lá cao nhất đạt 5.16 lá, ở nghiệm thức ánh sáng đèn huỳnh quang mẫu cây có số lượng lá thấp nhất đạt 4.09 lá. Ở lần cấy chuyền thứ 5 mẫu được nuôi cấy ở điều kiện chiếu sáng của đèn LED – P1S5 có số lượng lá cao nhất đạt 5.05 lá, ở nghiệm thức ánh sáng đèn huỳnh quang mẫu cây có số lượng lá thấp nhất đạt 3.17 lá. ở lần cấy chuyền thứ 6 mẫu được nuôi cấy ở điều kiện chiếu sáng của đèn LED – P1S5 có số lượng lá cao nhất đạt 4.99 lá, ở nghiệm thức ánh sáng đèn huỳnh quang mẫu cây có số lượng lá thấp nhất đạt 3.13 lá. Quan sát về mặt hình thái chồi có thể kết luận rằng, ở điều kiện chiếu sáng của đèn LED thích hợp cho sự nhân chồi ở cây chuối già Cavendish.

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 4 khối lượng tươi mẫu cấy dao động trong khoảng 1.82 – 2.10 g/mẫu cấy, các mẫu cấy ở điều kiện chiếu sáng đèn LED – P1S3 đạt khối lượng tươi tốt hơn (2.10 g/mẫu cấy). Khối lượng khô mẫu cấy thay đổi trong khoảng 0.09 – 0.16 và đạt cao nhất ở nghiệm thức mẫu nuôi cấy ở điều kiện đèn LED – P1S5 (0.16 g/mẫu cấy). Ở lần cấy chuyền thứ 5 khối lượng tươi mẫu cấy dao động trong khoảng 1.71 – 2.07 g/mẫu cấy, các mẫu cấy ở điều kiện chiếu sáng đèn LED – P1S3 đạt khối lượng tươi tốt hơn (2.07 g/mẫu cấy). Khối lượng khô mẫu cấy thay đổi trong khoảng 0.09 – 0.14 và đạt cao nhất ở nghiệm thức mẫu nuôi cấy ở điều kiện đèn LED – P1S5 (0.14 g/mẫu cấy). Ở lần cấy

chuyền thứ 6 khối lượng tươi mẫu cấy dao động trong khoảng 1.64 – 1.99 g/mẫu cấy, các mẫu cấy ở điều kiện chiếu sáng đèn LED – P1S3 đạt khối lượng tươi tốt hơn (1.99 g/mẫu cấy). Khối lượng khô mẫu cấy thay đổi trong khoảng 0.08 – 0.12 và đạt cao nhất ở nghiệm thức mẫu nuôi cấy ở điều kiện đèn LED – P1S5 (0.12 g/mẫu cấy). Trong giai đoạn nhân chồi cây chuối già Cavendish ánh sáng của đèn LED khơng những có tác động tích cực lên khả năng nhân chồi của cây chuối già mà cịn có tác động giúp cây tổng hợp vật chất thô tốt hơn so với đèn huỳnh quang.

Theo Dương Tấn Nhựt và cộng sự (2003), chồi của cây dâu tây phát triển bình thường dưới ánh sáng đèn huỳnh quang và kết hợp ánh sáng đèn LED xanh dương và đỏ. Số lá của cây thấp nhất dưới LED xanh dương, trong khi đó số lá của mẫu cấy dưới sự kết hợp LED đỏ và LED xanh dương lớn hơn mẫu cấy dưới đèn huỳnh quang và LED đỏ hoàn toàn.

Ánh sáng là nguồn năng lượng cho quang hợp, điều chỉnh nhiều hoạt động sống và phát triển ở thực vật. Vấn đề ở đây là phải cung cấp, kiểm soát ánh sáng với lượng và chất một cách hiệu quả (Langhans và cộng sự, 1988). Ánh sáng đèn LED là một nguồn năng lượng đầy hứa hẹn cho phịng ni cấy mơ và nâng cao khả năng tăng trưởng sinh khối nhờ vào kích thước nhỏ, có cấu trúc rắn, an toàn và tuổi thọ cao (Bula và cộng sự, 1991). Các nghiên cứu trước cũng chỉ ra rằng sự kết hợp giữa ánh sáng xanh và đỏ có tác động đến sự sinh trưởng của một số cây. Ánh sáng đỏ phù hợp cho sự kéo dài thân và chồi, đáp ứng phytochrome và thay đổi cấu trúc giải phẫu của cây (Schuerger và cộng sự, 1997). Trong khi đó, ánh sáng xanh lại có vai trị quan trọng trong q trình tổng hợp chlorophyll, sự mở của khí khổng, tổng hợp các enzyme, sự hình thành của lục lạp và quá trình quang hợp (Tibbitts và cộng sự, 1983).

Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên sự khởi tạo và tăng sinh của mô sẹo, cũng như sự sinh trưởng, phát triển và khả năng tích lũy hoạt chất saponin trong cây sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) Kết quả cho thấy trọng lượng tươi và trọng lượng khô của mô sẹo thu được là cao nhất (tương ứng 0.274 và 0.030

g) khi các mẫu lá được nuôi cấy dưới ánh sáng ánh sáng xanh và ánh sáng đỏ kết hợp với tỉ lệ 50 : 50. Q trình tăng sinh mơ sẹo hiệu quả nhất khi các mô sẹo được nuôi cấy dưới điều kiện chiếu sáng là ánh sáng xanh và ánh sáng đỏ kết hợp với tỉ lệ 50 : 50. Ánh sáng xanh và ánh sáng đỏ kết hợp với tỉ lệ 50 : 50 cũng là nguồn sáng thích hợp nhất cho sự sinh trưởng và phát triển của cây sâm Ngọc Linh ni cấy in

vitro. Hồng Văn Cương và cộng sự (2012).

Hình 3.1. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn lên khả năng nhân chồi cây chuối già

Cavendish. (a), (a1), (a2): ánh sáng huỳnh quang; (b), (b1), (b2): ánh sáng đèn LED P1S5; (c), (c1), (c2): ánh sáng đèn P1S3 ở lần cấy chuyền thứ 4.

Hình 3.2. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn lên khả năng nhân chồi cây chuối già

Cavendish. (a), (a1), (a2): ánh sáng P1S5; (b), (b1), (b2): ánh sáng đèn LED P1S3; (c), (c1), (c2): ánh sáng đèn huỳnh quang ở lần cấy chuyền thứ 5.

Hình 3.3. Ảnh hưởng của đèn ánh sáng lên khả năng nhân chồi 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 ở lần cấy chuyền thứ 6.

3.2. Ảnh hưởng của ánh sáng lên sự phát triển cây chuối già Cavendish nuôi cấy in vitro. cấy in vitro.

Trong nuôi cấy mô tế bào thực vật ánh sáng nuôi cấy có vai trị quan trọng giúp cho cây trồng quang hợp và phát triển. Hiện nay có nhiều loại ánh sáng được