* Sự cân bằng hormon trong quá trình tái sinh của cành giâm.
Cành giâm sau khi cắt khỏi cây mẹ muốn thành cây giống phải trải qua quá trình tái sinh rễ và chồi (Hoàng Minh Tấn, 2006). Quá trình này ựược ựiều chỉnh bỡi sự cân bằng hormon giữa auxin và xytokinin. Auxin là hormon ra rễ còn xytokinin là hormon tạo chồị Sự cân bằng về tỷ lệ auxin/xytokinin trong cành giâm quyết ựịnh sự ra rễ hay ra chồi và quá trình tái sinh nào ưu thế hơn. Auxin trong cành giâm có từ hai nguồn: xử lý ngoại sinh và do các lá trên cành giâm tạo nên. Còn xytokinin trong cành giâm chỉ ựược tạo thành từ rễ vận chuyển lên trên ựể kắch thắch mắt chồi ngủ tạo nên chồi bất ựịnh. Chắnh vì vậy mà chồi xuất hiện sau khi rễ của cành giâm ựã ựược tạo nên (Hoàng Minh Tấn và cộng sự, 2006).
* Auxin và sự hình thành rễ bất ựịnh ở cành giâm
Auxin là phytohormon ựược phát hiện ựầu tiên vào năm 1934 (Hoàng Minh Tấn, 2006). Trong cây, auxin là IAA (axit β indol acetic). Các chất ựiều hoà sinh trưởng tổng hợp nhóm này ựược sử dụng rộng rãi trong sản xuất trong ựó có α NAA (Naphtyl acetic acid), IBA (Indol butyric acid), 2,4D (2,4 dicloronoxyacetic acid)Ầ
việc ựiều chỉnh sinh trưởng và phát triển của thực vật như ựiều chỉnh sự sinh trưởng của tế bào và cơ quan, ựiều chỉnh tắnh hướng quang, hướng ựịa và ưu thế ngọn, ựiều chỉnh quá trình thụ tinh và hình thành quả, ựiều chỉnh quá trình chắn của quả, quá trình rụng của cơ quanẦ Vai trò của auxin trong việc ựiều chỉnh hình thành rễ bất ựịnh là một hiệu quả rất ựặc trưng của nhóm này nên auxin ựược gọi là Ộhormon ra rễỢ.
Auxin ựược hình thành trong các cơ quan còn non ựang sinh trưởng mà chủ yếu ựược hình thành trong chồi ngọn và có thể coi chồi ngọn là cơ quan tổng hợp auxin. Từ chồi ngọn, auxin ựược vận chuyển xuống các cơ quan dưới với tắnh hướng gốc nghiêm ngặt và cuối cùng ựến rễ ựể kắch thắch quá trình hình thành và sinh trưởng của rễ. Sau khi kắch thắch xong thì auxin bị phân huỹ bằng enzym IAA oxidase ngay tại rễ (Hoàng Minh Tấn, và cộng sự, 2006).
IAA trong cây tồn tại dưới 2 dạng là dạng auxin tự do, auxin liên kết, trong ựó auxin tự do tuy chiếm hàm lượng rất thấp (khoảng 5%) nhưng lại có hoạt tắnh sinh lý; còn auxin liên kết với một số chất khác là chủ yếu (trên 90%) và không có hoạt tắnh nhưng là nguồn dự trữ auxin trong cây, khi cần ựược thuỷ phân ựể giải phóng dạng tự do có hoạt tắnh.
Trong việc nhân giống bằnggiâm cành thì việc sử dụng auxin ựể kắch thắch sự hình thành rễ bất ựịnh là biện pháp bắt buộc ựối với các ựối tượng khó ra rễ. Trong các auxin tổng hợp thì IBA và α NAA ựược sử dụng nhiều nhất.
* Xytokinin và sự tái sinh chồi của cành giâm (Hoàng Minh Tấn, và cộng sự, 2006).
Xytokinin là phytohormon ựược phát hiện muộn hơn vào những năm 50 của thể kỹ XX. Xytokinin trong cây là zeatin và các dẫn xuất của nó. Nhóm này ựược tổng hợp chủ yếu trong hệ thống rễ và vận chuyển hướng ngọn lên các cơ quan trên mặt ựất.
của tế bào và ựược gọi là Ộhormon hoạt hoá phân chia tế bàoỢ. Nó có một vai trò rất ựặc trưng là hoạt hoá sự hình thành chồi và cũng ựược gọi là Ộhormon hình thành chồiỢ.
Việc tái sinh rễ có ý nghĩa quyết ựịnh cho cành giâm, nhưng ngoài bộ rễ ra thì cây giống cần có chồi khoẻ mạnh. Nếu như auxin là nhân tố kắch thắch sự hình thành rễ thì sự hình thành chồi của cành giâm ựược hoạt hoá bỡi nhóm chất xytokinin. Chắnh vì vậy mà rễ bao giờ cũng xuất hiện trước chồi vì rễ hình thành sẽ tổng hợp xytokinin rồi vận chuyển lên trên ựể kắch thắch tạo chồị Do ựó, tuỳ theo hàm lượng xytokinin ựược hình thành trong rễ mà chồi hình thành nhanh hay chậm và sinh trưởng mạnh hay yếụ
* Cơ sở khoa học của sự hình thành rễ bất ựịnh ở cành giâm
Sự hình thành rễ bất ựịnh ở cành giâm là do khả năng tái sinh, ựặc tắnh phân hoá và phản phân hóa của thực vật (Vũ Quang Sáng và cộng sự, 2007).
Khả năng tái sinh là thuộc tắnh của mọi sinh vật ựể bảo tồn nòi giống. Tái sinh là khả năng làm lành vết thương khi bị thương tổn. Khả năng này ở thực vật mạnh mẽ hơn ở ựộng vật. Vắ dụ, vết căt cành giâm sau một thời gian sự tái sinh mô sẹo sẽ làm lành vết thương ựó và sau ựó nhờ ựặc tắnh phân hoá và phản phân hoá tế bào mà quá trình tái sinh rễ xảy rạ Các tế bào mô sẹo ở vết cắt có khả năng phân chia ựể cho ra các tế bào mầm rễ và sau ựó các tế bào mầm rễ phân hoá tiếp tục ựể tạo nên rễ bất ựịnh.
Quá trình hình thành và sinh trưởng của rễ bất ựịnh ở cành giâm có thể chia thành 3 giai ựoạn:
- Hình thành callus: Các tế bào tượng tầng ở vết cắt có khả năng phân chia ựể nhanh chóng tạo ra các tế bào bất ựịnh của mô callus. Giai ựoạn này cần hàm lượng auxin cao ựể kắch thắch (10-4 - 10-5 g/cm3).
- Xuất hiện mầm rễ: Các tế bào bất ựịnh tái phân hoá ựể hình thành mầm rễ bất ựịnh. Giai ựoạn này cần hàm lượng auxin thấp hơn (10-7 g/cm3).
- Hình thành rễ bất ựịnh: Mầm rễ sinh trưởng ựâm thủng vỏ và chui ra ngoài thành rễ bất ựịnh. Giai ựoạn này cần hàm lượng auxin rất thấp hoặc không cần.
Như vậy, việc xử lý auxin ngoại sinh chủ yếu tác ựộng vào giai ựoạn ựầu và giai ựoạn haị Auxin nội sinh trong cành giâm do sự tắch luỹ từ cây mẹ ựể lại và do lá tổng hợp nên thường có hàm lượng rất thấp không ựủ khả năng kắch thắch mạnh cho sự phân hoá và phản phân hoá ban ựầu nên cần bổ sung auxin ngoại sinh ựể xúc tiến nhanh quá trình này nhất là những ựối tượng khó tái sinh rễ như cây chè Bát Tiên.
Có ba phương pháp xử lý auxin :
- Phương pháp xử lý nồng ựộ loãng: Nồng ựộ khoảng vài chục ppm. Ngâm phần gốc vào dung dịch trong thời gian 12 ựến 24 giờ rồi cắm cành giâm vào giá thể.
- Phương pháp xử lý nồng ựộ ựặc: Nồng ựộ khoảng vài nghìn ppm. Nhúng rất nhanh phần gốc vào dung dịch trong khoảng 2-5 giây rồi cắm ngay vào giá thể
- Sử dụng dạng bột: Chấm vết cắt của cành giâm vào chế phẩm bột rồi cắm vào giá thể.
Qua nhiều thử nghiệm ựối với cây thân gỗ thì phương pháp xử lý nồng ựộ ựặc thời gian nhanh sẽ gây nên cái xốc ban ựầu làm nhanh sự phân hoá và phản phân hoá tế bào tượng tầng qua vết cắt cành thuận lợi cho sự xuất hiện rễ. Ngoài ra phương pháp này dễ triển khai hơn.
Cho tới nay, auxin ựã ựược ứng dụng rộng rãi trong nhân giống vô tắnh của nhiều loại cây trồng khác nhau như cây ăn quả, cây công nghiệp, cây cảnh, cây thuốcẦ
Theo Vũ Quang Sáng và cộng sự , với cây ổi, xử lý cành giâm bằng IBA (2000 ppm) bằng phương pháp nhúng nhanh, sau 20 ngày cành giâm bắt ựầu
ra rễ. Với hoa Phăng, khi giâm cành trong thời gian chắnh vụ (tháng 9 ựến tháng 2 âm lịch) thì IAA có hiệu quả rất caọ Ở nồng ựộ 100ppm, thời gian xử lý 1-5 giờ chỉ sau 7 - 10 ngày hom bắt ựầu xuất hiện rễ với tỷ lệ ra rễ xấp xỉ 100%, 12 - 13 ngày rễ phát triển mạnh và sau 20 ngày có thể ựem trồng. Ở thời gian trái vụ (hè, thu), hiệu quả của IAA kém hơn và người ta có thể thay bằng α-NAA ở nồng ựộ 6000 ppm với thời gian xử lý nhanh thì sau 20 ngày cây có thể ựủ tiêu chuẩn xuất vườn. để giâm cành hoa hồng, người ta có thể sử dụng α-NAA ở nồng ựộ từ 2000-4000ppm tuỳ theo giống bằng phương pháp nhúng nhanh.
Đối với cành cà phê có thể sử dụng 2,4D,, α-NAA, IAA, trong ựó α- NAA có hiệu quả hơn. Với cà phê vối, nồng ựộ 50 ppm với thời gian xử lý 6 giờ cho tỷ lệ ra rễ ựạt 65% sau 5 tháng. Đối với cà phê chè thì NOA lại có hiệu quả hơn. Ở cùng thời gian xử lý trên, với nồng ựộ 200 ppm thì tỷ lệ cành ra rễ ựã ựạt 100% sau 5 tháng.
Giâm cành rễ: Các chất kắch thắch ra rễ có thể ựược sử dụng là 2,4D, α- NAA, IAA hoặc IBA ở 50, 100 và 150 ppm. Thời gian xử lý là 10 phút ựối với 2,4D và 4 - 8 giờ ựối với 3 chất còn lạị Tỷ lệ ra rễ của các hom có xử lý ựạt 82%, riêng α-NAA ựạt trên 90% sau 2 tháng, trong khi ựối chứng chỉ ựạt 66%.
Trong nhiều năm qua, Bộ môn Sinh lý thực vật trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội ựã tập trung nghiên cứu cơ sở sinh lý của quá trình tái sinh rễ bất ựịnh ở cành giâm, cành chiết. Trên cơ sở ựó ựã ựưa vào ứng dụng thành công trong công tác nhân giống vô tắnh của nhiều ựối tượng cây trồng khác nhau (cây công nghiệp, cây ăn quả, hoa - cây cảnh). Hoá chất sử dụng có hiệu quả cao là IBA và α-NAẠ Với phương pháp xử lý nhanh nồng ựộ có hiệu quả cho ựại ựa số ựối tượng cây trồng là 4000 - 6000 ppm. Chế phẩm giâm, chiết cành của bộ môn Sinh lý thực vật cũng ựã ựược ứng dụng rộng rãi và rất có hiệu quả ở ngoài thực tế sản xuất.
Điều kiện ựể giâm cành có kết quả tốt là ẩm ựộ không khắ cao, nhiệt ựộ 20-23oC và tránh ánh sáng trực xạ.
Biện pháp nhân giống chè bằng giâm cành ựã ựược nghiên cứu từ rất sớm. Giâm cành chè ựược nghiên cứu ở Trung Quốc năm 1900, ở Ấn độ năm 1911, ở Gruzia năm 1928, ở Nhật Bản năm 1936, ở Srilanka năm 1938Ầ Hầu hết các nước trồng chè trên thế giới ựều áp dụng kỹ thuật nhân giống chè vào sản xuất (Võ Ngọc Hoài, 1998).
Từ năm 1958, Sri Lanka ựã trồng những dòng chè chọn lọc bằng giâm cành trong túi P.E, ựầu tiên là seerri 2020 (phổ biến là 2023; 2025; 2026; 2043Ầ) có năng suất chất lượng tốt, sau ựó là sêri 3013 tới 3020. Gruzia có giống chè Conkhitda trồng bằng cành giâm có năng suất cao hơn các giống ựại trà 50 - 60%. Ấn độ hiện nay có 102 dòng vô tắnh giâm cành. Các dòng chè chọn lọc giâm cành có năng suất, chất lượng tốt chiếm 67% diện tắch chè tiểu nông, và 33% diện tắch chè của các ựồn ựiền lớn ở Kenya trong những năm gần ựâỵ Ở Nhật Bản giống Yabukita trồng bằng cành giâm chiếm 55,4% diện tắch; Bangladesh trồng chè giâm cành từ những năm 1970; Indonesia bắt ựầu phổ biến trồng các giống mới như GMB-1; GMB-2; GMB-3; GMB-4 từ năm 1988 (đỗ Ngọc Quỹ, Nguyễn Kim Phong, 1997).
Ở nước ta, kỹ thuật giâm cành chè ựược nghiên cứu và áp dụng muộn hơn các nước trồng chè trên thế giớị Năm 1959 kỹ thuật giâm cành chè ựược nghiên cứu tại Phú Hộ và triển khai thực nghiệm tại 10 nông trường quốc doanh ở miền Bắc. Năm 1962 - 1963 quy trình kỹ thuật giâm cành chè tạm thời ựược xây dựng, ựược Bộ nông trường quốc doanh sau ựó là Bộ Nông Trường (1965) thông qua và ban hành áp dụng vào sản xuất ựại trà. Quy trình giâm cành chè ựược ban hành vào năm 1967 (đỗ Ngọc Quỹ, 1979).
Khảo sát khả năng nhân giống bằng cành giâm của bốn giống chè nhập nội là 777; 2023; 2025; 2043 (năm 1977 - 1978) của đỗ Ngọc Quý và Trần Thị Lư cho biết: ở ựợt một, trong ựiều kiện vận chuyển hom ựi xa hai vạn km, bảo quản
trên 7 ngày, tỷ lệ xuất vườn là 46 - 65,3%. Ở ựợt hai, cắt hom ở chè 1 tuổi nên tỷ lệ xuất vườn ựạt 65 - 73,5%. Khảo sát sinh trưởng sau khi trồng tại 3 vùng là Sơn La (Tây Bắc), Trần Phú (Hoàng Liên Sơn) và Biển Hồ (Gia Lai - Tây Nguyên) (năm 1977 - 1984) cho thấy cả bốn giống ựều sinh trưởng tốt (HarmannH.T; kester, 1990).
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Niệm và cộng sự (1994) về hoàn thiện kỹ thuật nhân giống chè 1A tại Phú Hộ với nội dung là ảnh hưởng của thời vụ và phân bón tới giâm cành, kết quả cho thấy khi bón riêng N, hom sinh trưởng kém, còn khi bón ựầy ựủ NPK và hữu cơ thì cây con khỏe, tỷ lệ xuất vườn caọ
Với thắ nghiệm về thời vụ giâm cành, kết quả nghiên cứu cho thấy, với thời vụ giâm cành vụ thu, khi xuất vườn cây con 14 tháng tuổi, khi trồng có tỷ lệ sống caọ Khi giâm vụ thu, cây con xuất vườn có 10 tháng tuổi nên khi trồng tỷ lệ sống thấp hơn vụ thụ Vì vậy, giâm cành vụ thu nên tiến hành sớm trong tháng 7, ựầu tháng 8 (Nguyễn Văn Niệm và cộng sự, 1994).
Theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Ngọc Bình, 2002 về mối quan hệ giữa ựặc ựiểm hình thái giải phẫu mỗi loại hom với khả năng giâm cành cho thấy: ựặc ựiểm hình thái của mỗi loại hom của từng giống khác nhau ựã ảnh hưởng tới tỷ lệ ra mô sẹo, ra rễ, bật chồi và tỷ lệ xuất vườn của các loại hom. Khả năng hình thành mô sẹo của các giống tương ựối caọ Các giống khác nhau, tỷ lệ ra rễ khác nhaụ Khả năng ra rễ của hom bánh tẻ cao nhất, thấp nhất là hom nâụ Tỷ lệ sống của các giống và các loại hom chênh lệch không caọ Các loại hom khác nhau có tỷ lệ xuất vườn khác nhau, các giống khác nhau cho tỷ lệ xuất vườn cũng khác nhaụ Như vậy, khả năng giâm cành của cây chè phụ thuộc rất lớn vào chất lượng hom và giống ựem giâm (Nguyễn Thị Ngọc Bình, 2002).
sinh trưởng, phát triển và cho năng suất của cây chè trồng từ cành giâm. Theo Nguyễn đình Vinh, (2002) ựã nghiên cứu ảnh hưởng của phương thức nhân giống chè ựến sự phát triển của bộ rễ chè và nhận thấy rằng trong những năm ựầu, bộ rễ cây chè trồng bằng hạt phát triển tốt hơn trồng bằng cành giâm, nhưng những năm sau thì sự chênh lệch ựó dần dần thu hẹp.
Nghiên cứu của Nguyễn Xuân An và cộng sự,] ựược tiến hành ở các tỉnh Tây Nguyên năm 2005 cho rằng: Trong ựiều kiện sinh thái khô hạn ở Tây Nguyên, việc nhân giống chè bằng cành giâm rất thành công. Tỷ lệ ra rễ của cành giâm ựạt rất cao (trên 90% trong 4 tháng) và tỷ lệ bật chồi cũng ựạt trên 90% sau 5 tháng. Cây chè trồng từ cành giâm có tỷ lệ sống rất cao và cây chè trồng từ cành giâm có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt không thua kém cây chè thực sinh (Nguyễn Xuân An và Hoàng Minh Tấn, 2005)Ầ
Nhân giống chè bằng phương pháp giâm cành ựang ựược áp dụng phổ biến ở các nước trồng chè trên thế giớị Ở nước ta, chè cành cũng ựang dần thay thế các giống chè hạt năng suất thấp, khả năng thành công của phương pháp này tương ựối caọ Tuy nhiên, ựể trồng chè bằng cành giâm thành công cần phải lưu ý một số vấn ựề như tùy theo giống và chất lượng hom giống mà có khả năng tác ựộng phù hợp. Chỉ trồng chè cành ở những nơi có khả năng ựảm bảo nhu cầu nước cho cây trong giai ựoạn kiến thiết cơ bản, tại mỗi cơ sở nên có một bộ giống phong phú và phù hợp.