1.5.1. Nguồn gốc, phân bố và đặc điểm sinh học của cây xoan ta
Cây Xoan ta có tên khoa học Melia azedarach L., là một trong loài cây quan trọng thuộc họ Xoan (Meliaceae), bộ Bồ hòn (Sapindales), ngành Ngọc lan (Magnoliophyta). Họ Xoan có khoảng 50 chi và 550 loài, có nguồn gốc từ phương Đông, đặc biệt là ở Việt Nam, Iran, Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, và phân bố khắp miền nhiệt đới; một chi (Toona) phát triển tới tận vùng ôn đới phía Bắc của Trung Quốc và về phía Nam tới Đông nam Australia, một chi khác gần nhƣ phân bố hầu hết ở các vùng phía Bắc (Lê Mộng Chân & Lê Thị Huyên, 2000). Ở Việt Nam, cây Xoan ta đƣợc gây trồng thành rừng hoặc phân tán ở hầu hết các tỉnh từ phía Bắc đến phía Nam, trên nương rẫy cũ hoặc ven sông một số tỉnh vùng Tây Bắc có thể gặp các đám Xoan ta thuần loài do nhân dân trồng.
Xoan ta là cây gỗ lớn, chiều cao có thể đạt tới 30m và đường kính gần 100cm.
Thân cây khá thẳng, tán lá thưa, vỏ màu xám nâu, nứt hoặc rạn dọc, lúc non thường có đốm xếp vòng quanh thân. Lá kép lông chim 2 - 3 lần, mọc cách. Lá chét, mép có răng cƣa. Hoa đều, lƣỡng tính, màu tím nhạt, hợp thành cụm hình chùy ở nách lá phía đầu cành, có mùi thơm hắc, bầu nhụy có 5 - 6 ô. Quả hạch dài 1 - 2cm khi chín màu vàng, qua mùa đông trên cành sang mùa xuân mới rụng, vỏ trong hóa gỗ cứng có 5 - 6 ô, mỗi ô chứa một hạt (Lê Mộng Chân & Lê Thị Huyên, 2000).
Hình 1.10: Cây Xoan ta trưởng thành
(cây trội đã đƣợc tuyển chọn, lấy vật liệu nghiên cứu)
Xoan ta là cây nguyên sản ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới châu Á. Cây sinh trưởng nhanh, sau khi trồng 6 - 8 năm có thể sử dụng được. Xoan ta là loài cây ƣa sáng, ƣa khí hậu nóng ẩm, chịu đƣợc rét, thích ứng với nhiều loại đất, từ chua đến kiềm hoặc hơi mặn, phát triển tốt trên đất sâu ẩm, đất phù sa ven sông, đất sau nương rẫy, đất pha cát ven biển và đất cát. Những nơi đất bạc màu, khô hạn hoặc úng nước đều không thích hợp với cây Xoan ta. Cây Xoan ta có hệ rễ ngang khá phát triển, thường ăn nông và lan rộng, rễ cọc ăn sâu. Xoan ta thường phân cành sớm, khả năng đâm chồi mạnh nên có thể lợi dụng tái sinh chồi đƣợc (Lê Mộng Chân & Lê Thị Huyên, 2000). Xoan ta là loài cây đa tác dụng, Xoan ta có thể đƣợc trồng rừng để lấy gỗ lớn hay trồng để che bóng và phòng hộ. Gỗ xoan ta thuộc nhóm V, có lõi màu hồng hay nâu nhạt, giác xám trắng, gỗ nhẹ mềm. Gỗ xoan ta sau khi ngâm khá bền, không bị mối mọt nên thường được dùng trong xây dựng, đóng đồ gia dụng, trang trí nội thất và điêu khắc. Ngoài ra, lá làm phân xanh và thuốc sát trùng, hạt ép lấy dầu, than củi Xoan ta cho nhiệt lƣợng cao. Đặc biệt loài cây này cũng có chất theraupic diệt côn trùng và một số hợp chất limonoids sử dụng sản xuất thuốc ức chế một số loại tế bào ung thư ở người (Itokawa et al., 1995; Huang et al., 1996). Vì vậy, cây Xoan ta đƣợc đánh giá là một trong những cây trồng quan trọng trong chiến lược phát triển lâm nghiệp ở nước ta. Cây Xoan ta có mặt ở 6/9 vùng sinh thái lâm nghiệp, trong đó vùng Trung tâm, vùng Đồng bằng Sông Hồng và vùng Nam Trung Bộ cây Xoan ta đứng đầu trong danh mục các cây trồng đƣợc ƣu tiên phát triển theo quyết định số 16/2005/QĐ-BNN ngày 15/03/2005 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.
1.5.2. Chọn cây Xoan ta làm đối tƣợng nghiên cứu chuyển gen
Cây lâm nghiệp nhất là những cây có giá trị cao đều là cây thân gỗ, có chu kỳ sống nhiều năm. Vì thế, để nghiên cứu áp dụng công nghệ sinh học chuyển gen vào đối tượng này thường gặp phải nhiều khó khăn so với cây nông nghiệp, cây công nghiệp ngắn ngày.
Muốn chuyển gen thành công vào một loài cây trồng nào đó, cây trồng đó phải tái sinh tốt in vitro. So với cây nông nghiệp, cây lâm nghiệp, cây thân gỗ rất khó tái sinh in vitro nên việc ứng dụng công nghệ chuyển gen với các loài cây lâm nghiệp còn rất hạn chế. Hầu hết các nghiên cứu chuyển gen vào cây lâm nghiệp trên thế giới mới chỉ tập chung vào một vài đối tượng cây trồng, chủ yếu là cây dương và cây bạch đàn. Cây dương được xem như là loài cây lâm nghiệp mô hình để thử nghiệm, nghiên cứu chức năng của các cấu trúc gen chuyển. Tuy nhiên, hạn chế duy nhất củ a loài cây này đó là khó sinh trƣ ởng trong điều kiện khí hậu của Việt Nam.
Vì vậy, việc tìm kiếm một loài cây dễ thích ứng và phổ biến ở Việt Nam để làm cây mô hình cho các nghiên cứu theo hướng quan tâm trên đối tượng cây lâm nghiệp trở nên rất cần thiết. Cây Xoan ta đƣợc đánh giá là một trong những cây trồng quan trọng trong chiến lược phát triển lâm nghiệp ở nước ta. Nó có mặt ở 6/9 vùng sinh thái lâm nghiệp, trong đó 3 vùng: Vùng Trung tâm, vùng Đồng bằng Sông Hồng và vùng Nam Trung bộ Xoan ta đứng đầu trong danh mục các cây trồng đƣợc ƣu tiên phát triển. Hơn nữa, những kết quả nghiên cứu về tái sinh cho thấy Xoan ta là loài cây rất rễ tái sinh in vitro, có thể tạo chồi bất đinh hoặc tái sinh thông qua phôi soma với hiệu suất tái sinh rất cao (Ahmad et al., 1990; Thakur et al., 1998; Vila et al., 2003, 2005; Sharry et al., 2006a,b; Bùi Văn Thắng et al., 2007b; Đỗ Xuân Đồng et al., 2008). Kết quả bước đầu nghiên cứu chuyển gen vào cây Xoan ta cho thấy rất có triển vọng (Bui Van Thang et al., 2007a; Nirsatmanto & Gyokusen, 2007; Ngo Van Thanh et al., 2010) cho phép các nhà khoa học có thể tiến hành các nghiên cứu cải thiện giống, đặc biệt là nâng cao tính chống chịu của loài cây này và có thể sử dụng nhƣ một loài cây lâm nghiệp đặc hữu của Việt Nam phục vụ cho các nghiên cứu chuyển gen.
Chương 2