3.1. Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên quá trình nhân chồi lan Hoàng Thảo Kèn (Dendrobium lituiflorum) in vitro.
Trong nuôi cấy in vitro, giai đoạn nhân chồi là giai đoạn có ý nghĩa quyết định đến hiệu quả quá trình nhân giống. Trong giai đoạn này mục đích là thu được hệ số nhân cao nhưng chồi tạo ra vẫ phải đáp ứng được các yêu cầu về chiều cao, số lá. Ánh sáng là yếu tố không thể thiếu trong quá trình nhân nhanh. Do vậy chúng tôi đánh giá ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên quá trình nhân nhanh.
Kết quả nghiên cứu được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên khả năng nhân chồi lan Hoàng thảo Kèn (Dendrobium lituiflorum)
Công thức thí nghiệm
Hệ số nhân chồi
Đặc điểm Sau 4 tuần Sau 8 tuần
ĐC: Ánh sáng huỳnh quang 1,71±0,00 4,65±0,01 Chồi xanh, đồng đều M1: Ánh sáng LED đỏ 1,83±0,00 5,45±0,01 Chồi xanh, đồng đều M2: Ánh sáng LED vàng 1,67±0,02 4,90±0,00 Chồi xanh, không
đồng đều
M3: Ánh sáng LED xanh 1,74±0,00 5,13±0,02
Chồi xanh, đồng đều, có xuất hiện
lá vàng
F 5,52 11,13
F crit 3,49 3,49
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên số lá/chồi, chiều cao chồi lan Hoàng thảo Kèn (Dendrobium lituiflorum)
Công thức thí nghiệm
Số lá/chồi (lá) Chiều cao chồi (cm)
Sau 4 tuần Sau 8 tuần Sau 4 tuần Sau 8 tuần
ĐC: Ánh sáng huỳnh quang 2,59±0,34 3,21±0,48 1,97±0,01 2,35±0,01
M1: Ánh sáng LED đỏ 3,26±0,09 4,44±0,17 2,21±0,02 2,56±0,01 M2: Ánh sáng LED vàng 3,03±0,02 3,94±0,65 2,09±0,01 2,42±0,0 M3: Ánh sáng LED xanh 2,65±0,19 3,75±0,56 1,93±0,00 2,18±0,25
F 4,84 4,92 4,24 5,12
F crit 4,06 4,06 4,06 4,06
Từ bảng 3.1 và 3.2 ta nhận thấy:
Sau 4 tuần nghiên cứu: Các loại ánh sáng có ảnh hưởng khác nhau tới các chỉ tiêu: Chiều cao chồi/chồi, số lá /chồi, Hệ số nhân chồi khi nghiên cứu tạo chồi từ protocorm. Các chỉ tiêu trên ở các công thức ánh sáng đỏ, xanh, vàng đều cao hơn ở ánh sáng huỳnh quang.
Ở ánh sáng đèn huỳnh quang sau 4 tuần nuôi cấy hệ số nhân chồi đạt 1,71 lần, số lá trên chồi đạt 2,59 lá, chiều cao chồi đạt 1,97cm, chồi có đặc điểm xanh, đồng đều.
Ở ánh sáng đỏ sau 4 tuần nuôi cấy hệ số nhân chồi đạt 1,83 lần, số lá trên chồi đạt 3,26 lá, chiều cao chồi đạt 2,21cm, chồi có đặc điểm xanh, đồng đều.
Ở ánh sáng vàng sau 4 tuần nuôi cấy hệ số nhân chồi đạt 1,67 lần, số lá trên chồi đạt 3,03 lá, chiều cao chồi đạt 2,09cm, chồi có đặc điểm xanh, đồng đều.
Ở ánh sáng xanh sau 4 tuần nuôi cấy hệ số nhân chồi đạt 1,74 lần, số lá trên chồi đạt 2,65 lá, chiều cao chồi đạt 1,93cm, chồi có đặc điểm xanh, đồng đều.
Ta thấy, ở ánh sáng đỏ chiều cao chồi, số lá chồi/chồi, hệ số nhân chồi vượt trội hơn so với những ánh sáng khác.
Bốn tuần đầu tiên là giai đoạn cụm chồi thích nghi với điều kiện ánh sáng nuôi cấy nên các chỉ tiêu có sự chênh lệch không lớn giữa các loại ánh sáng khác nhau (nhưng vẫn có ý nghĩa về mặt thống kê).
Sau 8 tuần nghiên cứu các loại ánh sáng có ảnh hưởng khác nhau đến quá trình nhân chồi cây lan Hoàng Thảo Kèn (F > F crit). Các chỉ tiêu: Chiều cao chồi, số lá chồi/chồi, hệ số nhân chồi ở ba loại ánh sáng đỏ, vàng, xanh đều cao hơn ở
ánh sáng huỳnh quang trừ chỉ tiêu chiều cao chồi ở ánh sáng huỳnh quang và ánh sáng xanh là tương đương nhau.
Công thức thí nghiệm sử dụng ánh sáng đỏ cho chất lượng chồi vượt trội hơn so với các loại ánh sáng khác, cụ thể là: Chiều cao chồi đạt 2,56cm; số lá /chồi là 4,44 lá; hệ số nhân chồi đạt 5,45 lần; chồi xanh, mập mạp và phát triển đồng đều.
Trên các môi trường có sử dụng các loại ánh sáng khác, chất lượng chồi kém hơn so với ở môi trường có sử dụng ánh sáng đỏ, cụ thể như sau:
Môi trường sử dụng đèn huỳnh quang, chiều cao chồi đạt 2,35cm; số lá/chồi đạt 3,21 lá; hệ số nhân chồi đạt 4,65 lần; chồi xanh, phát triển đồng đều.
Tương tự như ánh sáng huỳnh quang, ánh sáng xanh cho chiều cao chồi 2,18cm; số lá/chồi là 3,75 lá; hệ số nhân chồi đạt 4,90 lần; chồi xanh, phát triển đồng đều, nhưng có nhiều lá vàng.
Môi trường sử dụng ánh sáng vàng, chiều cao chồi là 2,42cm; số lá trên/chồi là 3,94 lá;hệ số nhân chồi đạt 5,13 lần; chồi xanh và phát triển đồng đều.
ĐC M1
M2 M3
Hình 3.1. Cụm chồi lan Hoàng Thảo Kèn trên môi trường sử dụng ánh sáng đơn sắc sau 4 tuần nuôi cấy
Như vậy xét cả ba chỉ tiêu: Chiều cao chồi/chồi, số lá chồi/chồi, hệ số nhân chồi sau 4 tuần và 8 tuần nghiên cứu thì ánh sáng đỏ là thích hợp nhất cho quá trình nhân chồi. Trong điều kiện ánh sáng này: Chiều cao chồi (sau 4 tuần đạt 2,21cm, sau 8 tuần đạt 2,56cm), số lá/chồi (sau 4 tuần đạt 3,26 lá, sau 8 tuần đạt 4,44 lá), hệ số nhân chồi(sau 4 tuần đạt 1,83 lần, sau 8 tuần đạt 5,45 lần).
ĐC M1
M2 M3
Hình 3.2. Cụm chồi lan Hoàng Thảo Kèn trên môi trường sử dụng ánh sáng đơn sắc sau 8 tuần nuôi cấy
Kết quả nghiên cứu có sự tương đồng với tác giả Teresa Cybularz- Urban và cộng sự đã phân tích ảnh hưởng của bước sóng ánh sáng lên sự phát sinh cơ quan của lan Cattleya hybrid trong nuôi cấy in vitro vào năm 2006 đã ghi nhận tác dụng tích cực của ánh sáng đỏ lên quá trình tạo chồi và nhân chồi. Kết quả cho thấy tốc độ
phát sinh của cơ quan phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng đơn sắc, thí nghiệm với ánh sáng đỏ và ánh sáng xanh có hiệu quả trong việc phát sinh rễ. Kết quả ghi lại hệ số phát sinh hình thái dưới ánh sáng đỏ là cao nhất (đạt 11,7 lần) [20].
Kết quả nghiên cứu cũng có sự tương đồng với tác giả Ruey - Chi Jao và Wei Fang đã khí nghiên cứu ảnh hưởng của đèn LED tới sự tăng trưởng và hệ số nhân của cây khoai tây in vitro. Nghiên cứu đã sử dụng các loại ánh sáng đèn LED có bước sóng ánh sáng dao động từ 380- 760 nm, thí nghiệm đã cho kết quả khả quan về hệ số nhân nhanh cây khoai tây in vitro. Ánh sáng đèn LED 720 Hz với thời gian chiếu sáng 16h trên ngày cho kết quả hệ số nhân nhanh đạt 5.7 lần và mẫu sinh trưởng thực vật là tốt nhất, chồi trên môi trường này đạt 106,1 mm [18].
Sở dĩ có sự khác biệt về chất lượng chồi giữa ánh sáng đỏ và các loại ánh sáng còn lại vì: Các tia sáng độ dài bước sóng khác nhau ảnh hưởng không giống nhau đến cường độ quang hợp. Thực nghiệm của Enghelman chứng tỏ rằng quang hợp chỉ xảy ra ở miền ánh sáng đỏ và miền ánh sáng xanh tím trong đó cường độ quang hợp xảy ra mạnh nhất ở miền ánh sáng sáng đỏ [4].
Diệp lục là sắc tố chính đóng vai trò quan trọng nhất trong quang hợp, diệp lục có khả năng hấp thụ ánh sáng một cách có chọn lọc, một số vùng ánh sáng được diệp lục hấp thụ mạnh nhất, một số vùng hấp thụ ít hơn điều này tạo nên quang phổ hấp thụ của diệp lục. Trong quang phổ hấp thụ của diệp lục có hai vùng ánh sáng mà diệp lục hấp thụ mạnh nhất tạo nên hai đỉnh hấp thu cực đại đó là vùng ánh sáng đỏ với cực đại là 662nm và vùng ánh sáng xanh tím với cực đại là 430nm. Tia đỏ xúc tiến quá trình hình thành cacbohidrat. Diệp lục a hấp thụ ánh sáng có bước sóng dài (đỏ), diệp lục b hấp thụ ánh sáng có bước sóng ngắn hơn (xanh tím)[20]. Điều đó giải thích cho hiệu quả vượt trội khi nhân chồi trong điều kiện ánh sáng đỏ so với các ánh sáng khác. Vì vậy ở môi trường có sử dụng ánh sáng đỏ thì tỷ lệ nhân và chất lượng chồi cao, chồi phát triển đồng đều.
ĐC M1
M2 M3
Hình 3.3. Hình ảnh cụm chồi trong bình nuôi cấy sau 4 tuần
ĐC M1
M2 M3
Hình 3.4. Hình ảnh cụm chồi trong bình nuôi cấy sau 8 tuần
Ánh sáng xanh cây không được diệp lục hấp thụ mà bị phản xạ toàn bộ do vậy cây thiếu nguồn cacbohidarat cần thiết cung cấp cho chồi sinh trưởng. Điều này đã giải thích hiện tượng lá cây có màu vàng ở công thức thí nghiệm sử dụng ánh sáng xanh.
Biểu đồ 3.1. Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên hệ số nhân chồi cây lan Hoàng Thảo Kèn sau 8 tuần nuôi cấy
Biểu đồ 3.2. Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên chiều cao chồi và số lá/chồi cây lan Hoàng Thảo Kèn sau 8 tuần nuôi cấy
4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6
ĐC Đỏ Vàng Xanh
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
Chiều cao chồi Số lá/chồi
ĐC Đỏ Vàng Xanh
Từ biểu đồ 3.1 và 3.2 ta có thể nhận thấy ánh áng đỏ là ánh sáng thích hợp cho quá trình nhân chồi cây lan Hoàng Thảo Kèn. Ở ánh sáng đỏ hệ số nhân chồi, chiều cao chồi và số lá/chồi đều cao hơn so với các ánh sáng xanh, vàng và huỳnh quang.
3.2. Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên quá trình ra rễ lan Hoàng Thảo Kèn (Dendrobium lituiflorum) in vitro.
Giai đoạn ra rễ là giai đoạn quan trọng ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của quá trình nhân giống. Với mục đích tìm được nguồn sáng tiết kiệm và thích hợp cho sự tạo rễ, đồng thời góp phần hạ giá thành lan Hoàng Thảo Kèn nuôi cấy mô. Chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm trên 4 loại ánh sáng: Ánh sáng huỳnh quang, ánh sáng đỏ, ánh sáng vàng, ánh sáng xanh.
Kết quả nghiên cứu sau 4 tuần và 8 tuần nuôi cấy được thể hiện trong bảng 3.3.
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của các loại ánh sáng đơn sắc lên quá trình ra rễ lan Hoàng thảo Kèn(Dendrobium lituiflorum)
Công thức
Rễ/chồi(rễ) Chiều dài rễ(cm) Tỷ lệ ra rễ(%)
Đặc điểm 4 tuần 8 tuần 4 tuần 8 tuần 4 tuần 8 tuần
ĐC 1,76±0,04 4,11±0,05 0,37±0,00 2,07±0,03 88,9 100
Rễ màu xanh Phát triển
đồng đều M1 1,93±0,04 4,33±0,01 0,9±0,01 2,40±0,02 100 100
Rễ màu xanh Phát triển
đồng đều
M2 1,73±0,02 4,0±0,04 0,59±0,02 2,14±0,04 86,7 100
Rễ màu xanh phát triển không đều M3 1,82±0,05 4,0±0,01 0,45±0,00 2,05±0,02 93,3 100
Rễ màu xanh phát triển đồng đều
F 5,1 5,95 15,13 4,49 4,15 65535
F crit 4,06 4,06 4,06 4,06 4,06 4,06
Từ bảng 3.3 ta nhận thấy: Sau 4 tuần nghiên cứu: Các loại ánh sáng có ảnh hưởng khác nhau tới các chỉ tiêu: số rễ/chồi, chiều dài rễ trong khi tỉ lệ ra rễ ít có sự khác biệt
giữa các công thức khi nghiên cứu quá trình ra rễ in vitro lan Hoàng thảo Kèn (Dendrobium lituiflorum). Cụ thể như sau:
Sau 4 tuần nuôi cấy ở ánh sáng đèn huỳnh quang tỷ lệ ra rễ của các mẫu đạt 88,9%, chiều dài rễ đạt 0,37cm, số rễ/chồi là 1,76 rễ. Ở ánh sáng xanh tỷ lệ ra rễ của các mẫu đạt 93,3%, chiều dài rễ đạt 0,45cm, số rễ/chồi là 1,82 rễ.Ở ánh sáng vàng tỷ lệ ra rễ của các mẫu đạt 86,7%, chiều dài rễ đạt 0,59cm, số rễ/chồi là 1,73 rễ.
ĐC M1
M2 M3
Hình 3.5. Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên quá trình ra rễ lan Hoàng Thảo Kèn sau 4 tuần nuôi cấy
Ở ánh sáng đỏ tỷ lệ ra rễ của các mẫu đạt 100%, chiều dài rễ đạt 0,9cm, số rễ/chồi là 1,93 rễ.
Bốn tuần đầu tiên là giai đoạn chồi thích nghi với điều kiện ánh sáng nuôi cấy nên các chỉ tiêu có sự chênh lệch không lớn giữa các loại ánh sáng khác nhau (nhưng vẫn có ý nghĩa về mặt thống kê).
ĐC M1
M2 M3
Hình 3.6. Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên quá trình ra rễ lan Hoàng Thảo Kèn sau 8 tuần nuôi cấy
Sau 8 tuần nghiên cứu các loại ánh sáng có ảnh hưởng khác nhau đến quá trình ra rễ của cây lan Hoàng Thảo Kèn (F > F crit). Các chỉ tiêu: Chiều dài rễ, số rễ/chồi ở ánh sáng đỏ hơn ở ánh sáng huỳnh quang, xanh và vàng, trong đó ánh sáng huỳnh quang và ánh sáng xanh có ảnh hưởng là tương đương nhau đối với các chỉ tiêu chiều dài rễ, số rễ/chồi.
Công thức thí nghiệm sử dụng ánh sáng đỏ cho chất lượng chồi vượt trội hơn so với các loại ánh sáng khác, cụ thể là: Chiều dài rễ đạt 2,4cm ; số rễ/chồi là 4,33 rễ; rễ có đặc điểm là có màu xanh xanh, mập mạp và phát triển đồng đều.
Trên các môi trường có sử dụng các loại ánh sáng khác, chất lượng chồi kém hơn so với ở môi trường có sử dụng ánh sáng đỏ, cụ thể như sau:
Công thức thí nghiệm sử dụng ánh sáng huỳnh quang: Chiều dài rễ đạt 2,07cm; số rễ/chồi đạt 4,11 rễ; rễ có đặc điểm: Có màu xanh, phát triển đồng đều.
Ở thí nghiệm có sử dụng ánh sáng xanh: Chiều dài rễ đạt 2,05cm; số rễ/chồi đạt 4,0 rễ; rễ có đặc điểm: Có màu xanh, phát triển không đồng đều.
Công thức thí nghiệm sử dụng ánh sáng vàng có ảnh hưởng đến quá trình ra rễ cây lan Hoàng Thảo Kèn như sau: Chiều dài rễ đạt 2,14cm; số rễ/chồi đạt 4,0 rễ; rễ có đặc điểm: Có màu xanh, phát triển đồng đều.
Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của các loại ánh sáng đơn sắc lên chiều dài rễ và số rễ/chồi cây lan Hoàng Thảo Kèn sau 8 tuần nuôi cấy
3.8 3.9 4 4.1 4.2 4.3 4.4
1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
Chiều dài rễ Số rễ/chồi
ĐC Đỏ Vàng Xanh
Từ hình 3.4 và biểu đồ 3.3 ta thấy: Như vậy xét cả hai chỉ tiêu: Chiều dài rễ, số rê/chồi sau 4 tuần và 8 tuần nghiên cứu thì ánh sáng đỏ là thích hợp nhất cho quá trình ra rễ . Trong điều kiện ánh sáng này: Chiều dài rễ(sau 4 tuần đạt 0,9cm, sau 8 tuần đạt 2,40cm), số rễ/chồi (sau 4 tuần đạt 1.93 rễ, sau 8 tuần đạt 4,33 rễ).
Kết quả này cũng có sự tương đồng với tác giả Teresa Cybularz- Urban và cộng sự đã phân tích ảnh hưởng của bước sóng ánh sáng lên sự phát sinh cơ quan của lan Cattleya hybrid trong nuôi cấy in vitro vào năm 2006. Kết quả cho thấy tốc độ phát sinh của cơ quan phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng đơn sắc, thí nghiệm với ánh sáng đỏ và ánh sáng xanh có hiệu quả trong việc phát sinh rễ. Kết quả ghi lại hệ số phát sinh hình thái dưới ánh sáng đỏ là cao nhất (đạt 11,7 lần) [20].
Kết quả nhiên cứu có sự tương đồng với nhóm tác giả Lê Thị Thúy và Trần Thị Anh Thoa khi nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED lên sinh trưởng trong giai đoạn tạo rễ của Dendrobium lituiflorum Lindl. và Dendrobium ShavinWhite. Kết quả đã xác định được ánh sáng đỏ là nguồn sáng thích hợp cho quá trình sinh trưởng của cả 2 loài lan D. lituiflorum Lindl. và D. Shavin White. Cả 2 loài D. lituiflorum Lindl. và D.
Shavin White in vitro. Khi nuôi cấy dưới ánh sáng đỏ đều có khả năng sinh trưởng tốt không chỉ ở bộ rễ mà còn về mặt hình thái cây và có tỷ lệ sống cao nhất [9].
Sở dĩ có sự khác biệt về quá trình ra rễ khi nuôi cấy trong điều kiện ánh sáng khác là vì: Quang hợp ở thực vật cần có ánh sáng nhưng không phải tia sáng nào cũng có lợi cho quang hợp giống nhau. Quang hợp ở thực vật chủ yếu xảy ra ở 2 miền ánh sáng:
miền ánh sáng đỏ: = 620-700nm và miền ánh sáng lam, tím: = 400-480nm [4].
Tia đỏ xúc tiến quá trình hình thành cacbonhidrat. Diệp lục a hấp thụ ánh sáng có bước sóng dài (đỏ), diệp lục b hấp thụ ánh sáng có bước sóng ngắn hơn (xanh tím).
Cường độ quang hợp tăng trong vùng ánh sáng đỏ từ đó xúc tiến quá trình hình thành protein, kích thích quá trình phân bào mạnh mẽ, đặc biệt là cảm ứng để hình thành các hoocmon thực vật đặc biệt là Auxin( hoocmon có vai trò quan trọng trong phát triển của rễ). Điều đó giải thích cho hiệu quả vượt trội khi ra rễ trong điều kiện ánh sáng đỏ so với các ánh sáng khác. Vì vậy ở môi trường có sử dụng ánh sáng đỏ thì chiều dài rễ, cũng như sự phát triển của rễ đồng đều [20].
KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Ánh sáng đỏ là thích hợp nhất cho quá trình nhân chồi và ra rễ. Trong điều kiện ánh sáng này: Chiều cao chồi (sau tuần đạt 2,21cm, sau 8 tuần đạt 2,56cm), số lá chồi/chồi (sau 4 tuần đạt 3,26 lá, sau 8 tuần đạt 4,44 lá), Hệ số nhân chồi(sau 4 tuần đạt 1,83 lần, sau 8 tuần đạt 5,45 lần). Chiều dài rễ(sau 4 tuần đạt 0,9cm, sau 8 tuần đạt 2,40cm), số rễ/chồi (sau 4 tuần đạt 1,93rễ, sau 8 tuần đạt 4,33 rễ).
2. Kiến nghị
Tiếp tục đánh giá ảnh hưởng của các loại ánh sáng đơn sắc lên các giai đoạn tiếp theo của quy trình nhân giống loài lan này.