3.1. Tổng quan về ủối tượng nghiờn cứu
3.1.1. Cây hoa Thu Hải ðường
Nhóm Begonia là một trong các nhóm lớn nhất trong các loại cây cảnh. Có rất nhiều loài ủược phỏt hiện, cú vụ số cỏc loài cõy lai khỏc nhau. Cõy Thu Hải ðường ủầu tiờn ủược ủưa vào nước Anh năm 1777. Từ ủú ủến nay, ủó cú rất nhiều giống Thu Hải ðường mới ủược tạo ra với vụ số màu sắc rực rỡ ở hoa và lá.
Sự phân bố của cây Thu Hải ðường có tính chất khu vực. Thu Hải ðường ủược phõn bố chủ yếu ở cỏc vựng nhiệt ủới và cận nhiệt ủới như ở vựng Trung và Nam Mĩ, Chõu Á và Chõu Phi. Nú ủược trồng trong vườn, trong chậu trong giỏ treo cú dỏng lỏ và hoa ủẹp.
Trong tự nhiờn, cõy Thu Hải ðường thớch hợp với loại ủất cú tớnh acid nhẹ ẩm, cú búng rõm, ở sườn ủồi, núi chung là nơi cú khả năng thoỏt nước cao và cú ủộ ẩm lớn. ðộ pH của ủất từ 5,5 – 6,5.
Hiện nay người ta tạm chia Begonia thành các nhóm nhỏ sau: Rex begonia, Cane begonia, Semperfloens bengonia, Tuberous begonia, Trailing begonia và Thick-stemmed begonia.
3.1.1.1. Vị trí phân loại Giới : Plantae
Ngành : Magnoliophyta Lớp : Magnoliopsida Bộ : Cucurbitaless Họ : Begoniaceace Chi : Begonia Loài : Begonia spp.
3.1.1.2.ðặc ủiểm hỡnh dạng của cõy Thu Hải ðường
Cây hoa Thu Hải ðường thuộc cây thảo mọng nước. Thường màu hồng, lá cú phiến lỏ lệch rất rừ ở gốc, cụm hoa sim hai ngả, cuống dài.
Hoa ủơn tớnh, khụng ủều, cựng gốc. Hoa ủực cú 2 – 5 lỏ ủài bộ và hai tràng lớn xếp chéo chữ thập; nhị nhiều, rời hoặc hơi hợp thành ống. Bộ nhụy thường gồm ba lỏ, noón hợp thành bầu hạ một ụ; vũi rời, ủỉnh vũi thường chẻ ủụi. Quả nang có ba cánh thường phát triển lệch.
3.1.1.3.Giá trị kinh tế của cây hoa Thu Hải ðường
Rất nhiều loài Thu Hải ðường ủược trồng làm cảnh vỡ cú lỏ và hoa rất ủẹp với nhiều màu sắc sặc sỡ như: ủỏ, trắng, vàng, cam, hồng… Ở nước ta cú 45 loài cõy mọc tự nhiờn và nhập nội ủược phõn bố cả ba miền.
Ngoài ra, loài hoa này còn là nguồn thực phẩm và dược phẩm: trong loài cõy này cú hàm lượng fructose cao nờn ủược sử dụng như nguồn gia vị ở Philippines và Brazil. Ở Trung Quốc, Indụnờxia, Brazil, lỏ Thu Hải ðường ủược dùng như rau ăn tươi. Một số giống Thu Hải ðường có tác dụng như là một nguồn dược liệu tự nhiờn dựng thanh nhiệt, giải ủộc, trị ho ra mỏu, giảm ủau, chữa tê bại, di chứng sau bệnh viêm màng não, thuốc xổ, thuốc mê, chống ung thư.
3.1.1.4. Một số nghiên cứu in vitro trên cây hoa Thu Hải ðường
Cỏc phần khỏc nhau của cõy như lỏ, cuống lỏ, thõn hay cụm hoa ủược sử dụng trong vi nhõn giống trong ủú cỏc phiến lỏ ủược xem là nguồn mẫu thớch hợp nhất bởi vỡ chỳng cú thể tỏi sinh ủược nhiều chồi giỳp nhõn giống số lượng lớn.
Mụi trường MS ủược chọn là mụi trường thớch hợp nhất và phổ biến ủể nuụi cấy mụ Begonia. Welander (1977) ủó nhõn giống từ mẫu cấy là chồi ủỉnh trờn mụi trường Welander (1974) có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 1 mg/l BA.
Hakkaart và Versluijs (1984) ủó giới thiệu việc nuụi cấy chồi ủỉnh của giống Elatior begonia giỳp hạn chế sự nhiễm khuẩn, Elatior begonia cú giai ủoạn ngủ ngắn vào mựa xuõn và mựa hố hơn so với giai ủoạn mựa ủụng. Mặc dự những cõy mẹ ủó nhiễm bệnh nặng nhưng khi nuụi cấy chồi ủỉnh với kớch thước 0,15 mm thỡ cú thể tạo ủược cỏc cõy con in vitro sạch bệnh trờn mụi trường nuụi cấy trong 6 – 12 tháng.
Reuter (1980) ủó thu ủược cõy con từ mẫu lỏ cú kớch thước 5 x 5 mm trờn môi trường MS có bổ sung cytokinin và IBA.
Bigot (1981) ủó thu ủược kết quả tốt khi nuụi cấy mẫu lỏ (7 mm) trờn mụi trường khoáng MS có bổ sung vitamin, 0,54 – 2,2 mg/l NAA, 4,9 – 14,7 mg/l 2- iP, 90 g/l sucrose và 8 g/l agar.
Takayama và Misawa (1981) ủó thu ủược cõy con khi nuụi cấy mẫu lỏ trờn
thời gian cần thiết ủể chuyển mẫu từ nuụi cấy in vitro sang mụi trường ex vitro là 5 tháng.
Iida và cộng sự (1986) ủó tạo ra cỏc chồi từ mẫu cấy lỏ trong vũng 70 ngày trong mụi trường MS cú bổ sung 1 mg/l BA và 1 mg/l NAA cỏc chồi này ủều ra rễ tốt khi chuyển sang môi trường ra rễ 1/2MS có bổ sung 1 mg/l NAA và sau 30 ngày cú thể chuyển chỳng ra mụi trường ủất.
Nakano và cộng sự (1999) ủó thu ủược chồi bất ủịnh dài khoảng 10 mm, với tỷ lệ là 8 – 9 chồi trên một mẫu cấy từ mẫu cấy lá của Begonia tuberous nuôi cấy trên môi trường MS có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 1 mg/l BA. Có thể nhân nhanh chồi một cách hiệu quả bằng phương pháp nuôi cấy lắc trên môi trường tạo chồi có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 1 mg/l BA. Các chồi ra rễ trên môi trường 1/2MS có 0,1 mg/l NAA và 8 g/l agar có thể tạo cây hoàn chỉnh.
Mẫu cấy cú nguồn gốc từ cuống lỏ cũng ủược xem là nguồn vật liệu tốt tương ủương với mẫu cú nguồn gốc từ lỏ (Bigot, 1981).
Mikkelsen và Sink (1978) ủó nuụi cấy cuống lỏ (5 mm) trờn mụi trường MS cú bổ sung 0,05 mg/l NAA, 1,8 mg/l BA, 90 g/l sucrose và 8 g/l agar ủể tỏi sinh số lượng lớn các cây trong vòng 16 tuần.
Bigot (1981) ủó nuụi cấy lỏ (7 mm), cuống lỏ (10 mm), ủoạn thõn (10 mm), cụm hoa trên môi trường MS có bổ sung từ 0,54 – 2,2 mg/l NAA, 4,9 – 14,7 mg/l 2-iP, 90 g/l sucrose và 8 g/l agar cho thấy rằng mẫu lá và cuống lá có sự tái sinh tốt nhất.
Imelda (1983) ủó ủạt ủược sự tỏi sinh chồi tối ưu trờn mụi trường MS cú bổ sung 0,1 mg/l NAA và 0,2 – 0,4 mg/l 2-iP. Sự kớch thớch của GA3 ủối với cõy con ở nồng ủộ 0,1 mg/l mà khụng cần sự tham gia của cytokinin (BAP và 2-iP) ủược xem là tốt nhất, sự tạo chồi bất ủỡnh nhiều nhất ở cỏc mẫu cuống lỏ trờn mụi trường có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 0,5 mg/l BA nhưng hạn chế sự sinh trưởng của chồi. Nếu dựng nồng ủộ BA thấp hơn (0,1 mg/l) thỡ cho chồi ớt hơn nhưng kích thích sự tăng trưởng của chồi (Simmonds, 1984). ðối với môi trường bán rắn cú nồng ủộ BA thấp (0,1 mg/l) thỡ cho chồi cú kớch thước dài hơn so với nồng ủộ BA cao (0,5 mg/l). Tanimoto và Kagi (1984) ủó nuụi cấy chồi và mẫu cuống lá của giống Schwabenland Red in vitro trên môi trường MS lỏng có chứa các giá
thể khỏc nhau, cỏc cõy con ủược nuụi cấy trờn cỏc giỏ thể vermiculite, sợi polyester, cát và phenol resin.
Khoder và cộng sự (1981) ủó nuụi cấy ủỉnh thõn (stem apices), thõn và cuống nhỏ trờn mụi trường MS biến ủổi: giảm nồng ủộ NH4NO3 xuống cũn 330 mg/l, 0,1 mg/l NAA, 2 mg/l BA và 90 g/l sucrose và ủó thu ủược một số lượng lớn cây con trong 7 tháng.
Takayama và Misawa (1982) ủó ủề nghị một mụ hỡnh nhõn sinh khối bằng kỹ thuật nuụi cấy lắc và bỡnh nuụi cấy. ðể ủạt ủược mục ủớch tỏi sinh chồi một cỏch hiệu quả, mẫu cấy ủược cắt từ lỏ non cú ủường kớnh 3 – 4 cm và cắt thành từng mẫu cú kớch thước 7 x 7 mm và sau ủú cấy vào mụi trường MS cú bổ sung 1 mg/l NAA, 3 mg/l BA, 30 g/l sucrose và 8 g/l agar. Có khoảng 150 – 200 chồi trờn một mẫu cõy sau 30 ngày nuụi cấy nhưng kớch thước của chỳng tương ủối nhỏ vỡ vậy người ta ủề xuất sử dụng hệ thống nuụi cấy lắc bằng cỏch ủặt cỏc bỡnh tam giác có thể tích 300 ml chứa khoảng 30 – 50 ml dung dịch môi trường có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 90 g/l sucrose tiến hành lắc với tốc ủộ 180 vũng/phỳt dưới ủiều kiện chiếu sỏng liờn tục. Bằng phương phỏp này, cấy chuyền lặp lại thỡ cú thể thu ủược từ 10 – 14 chồi hoặc nhiều hơn trờn một mẫu lỏ non cú kớch thước 7 x 7 mm.
Simmonds và Werry (1987) khi nuụi cấy mẫu cuống lỏ ủó thu ủược lượng lớn chồi bất ủịnh nhưng sau 9 tuần nuụi cấy trờn mụi trường ủặc, thỡ chỉ cú một số ớt chồi cú kớch thước ủủ lớn ủể dựng trong thớ nghiệm nuụi cấy mụ. Chu kỳ nuụi cấy lỏng lắc kớch thớch sự tăng trưởng của chồi. Thời gian tối ưu ủể bắt ủầu nuụi cấy lỏng là sau khi nuụi cấy trờn mụi trường rắn (agar) ủược 6 tuần. Phương phỏp này ủó làm tăng một cỏch ủỏng kể số lượng cõy con. GA3 khi ủược dựng trong nuôi cấy lỏng sẽ kích thích sự phát triển của chồi nhưng khả năng ra rễ của những chồi này lại khụng tốt, do ủú khả năng tạo ra cỏc cõy con hoàn chỉnh ủa phần bị giảm ủi.
Khi nuôi cấy mẫu lá và mẫu cuống lá của giống Begonia tuberous lai trên môi trường MS có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 1 mg/l BA, Nakano và cộng sự (1999) ủó thu ủược những chồi bất ủịnh cú kớch thước trờn 10 mm (8 – 9 chồi/mẫu). Chồi ủược nhõn lờn một cỏch hiệu quả bằng nuụi cấy lắc cỏc chồi (tạo
sự tăng trưởng của chồi thỡ ủược kớch thớch khi nuụi cấy lắc khụng cú bổ sung chất ủiều hũa sinh trưởng thực vật. ðể thu ủược cõy con, ta cấy cỏc chồi vào mụi trường tạo rễ (1/2MS, 0,1 mg/l NAA và 8 g/l agar). Cỏc cõy con thu ủược cú khả năng ra hoa bỡnh thường khụng cú sự biến ủổi nào về hỡnh thỏi.
Năm 2003, Jaime A, Teixeira da Silva và cộng sự ủó tiến hành nghiờn cứu hệ thống TCL trong công nghệ vi nhân giống loài Begonia rex trên môi trường chứa 1% sucrose, 10 g/l agar, 0,1 mg/l BA và 0,05 m/l NAA trong chương trình tạo rễ.
Mendi và cộng sự (2009) ủó nghiờn cứu khả năng tỏi sinh chồi trực tiếp của loài Begonia tuberus trờn mụi trường MS cơ bản cú bổ sung cỏc loại chất ủiều hũa sinh trưởng khỏc nhau. Kết quả tốt nhất ủạt ủược trờn mụi trường MS bổ sung 0,5 BA và 0,5 NAA với tỷ lệ tái sinh 70%.
Khi 1 – 6 lớp tế bào biểu bì và những tế bào nhu mô dày ở dưới thu nhận từ gõn lỏ chớnh của cỏc lỏ ủược nuụi cấy trờn mụi trường MS cú bổ sung 1% sucrose và 10 g/l agar sẽ cho:
− Sự tái sinh chồi khi cho thêm 0,2 mg/l BA
− Sự tái sinh rễ khi thêm 0,09 mg/l NAA
− Sự thành lập nhiều tế bào lông khi thêm 0,02 mg/l NAA.
Chương trình phát sinh hình thái mới này diễn ra sau 6 ngày nuôi cấy, tiêu biểu cho một trong những loại biệt húa ủơn giản nhất (Chlyah và Tran Thanh Van, 1975).