trưởng củ và tích lũy hợp chất thứ cấp
Ở thực vật, chất điều hoà tăng trưởng đóng vai trò quan trọng trong các quá trình hình thành các cơ quan (thân, rễ, củ, chồi,…) cũng như sự chuyển đổi từ giai đoạn tăng trưởng sang giai đoạn phát triển hay tích lũy các chất dinh dưỡng. Chính vì thế, sự cân bằng hormone trong tế bào thực vật có ý nghĩa quy ết định. Sự cân bằng được thiết lập trên cơ sở hai nhóm có hoạt tình trái ngư ợc nhau: nhóm có tác dụng kích thích sinh trưởng và nhóm có tác dụng ức chế sinh trưởng (Vũ Văn Vụ, 1997).
1.4.1 Auxin
Auxin kích thích phân chia của tượng tầng, đồng thời giúp sự phân hóa của các mô dẫn (libe và mạch mộc). Auxin có khả năng cảm ứng trực tiếp sự phân hóa tế bào nhu mô thành các tổ chức mô dẫn (Bùi Trang Việt, 2000).
Ở Pinellia ternate khi bổ sung 2,4-D ở nồng độ thấp vào môi trường nuôi cấy giúp cảm ứng tạo củ, với 2,4-D 0,2 mg/l tỉ lệ cảm ứng tạo củ từ cuống lá và lá
tương ứng là 100% và 89,4%. Nhưng khi tiếp tục tăng nồng độ 2,4-D lên 0,5 mg/l thì tỉ lệ tạo củ giảm đi. Xử lí 2,4-D 2 mg/l sẽ hình thành mô sẹo và từ đó cảm ứng tạo củ với tỉ lệ cao (98,2 – 100%). Tương tự như vậy khi xử lý IAA và NAA 0,2 mg/l tỉ lệ tạo củ cao (81,8 – 92%) (Wang và cs, 2009).
Sau bốn tuần nuôi cấy trên môi trường tạo củ (MS ½ bổ sung NAA 0,5 mg/l)
ở Dioscorea floribunda đã hình thành các củ trên không (15 củ/1 cây) (Senguptavà
cs, 1984).
1.4.2 Gibberellin
Gibberelin được coi là chất cản sự tạo củ ở cây Pinellia ternate. Khi phân tích sự thay đổi và chức năng của năm nhóm hormone nội sinh (IAA, GA3, ABA, zeatin và acid jasmonic) trong sự hình thành củ đã cho thấy rằng hàm lượng IAA, ABA, zeatin và acid jasmonic tăng trong quá trình h ình thành và tăng trư ởng củ nhưng GA3
1.4.3 Acid abscisic
giảm mạnh (Wang và cs, 2009).
Trên cơ sở tác động của các loại hormone thực vật, các nhà nghiên cứu đã xây dựng giả thuyết về sựđiều hoà của chúng trong quá trình hình thành củdưới hai hệ phức hợp: GA/ABA được hình thành trong lá và ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành củ; auxin/cytokinin tác động trực tiếp đến sự hình thành củ. Trong điều kiện ngày dài, nhiệt độ cao, cân bằng GA/ABA nghiêng về phía GA, sự hình thành củ bị ức chế. Trong điều kiện ngày ngắn, nhiệt độ thấp, cân bằng nghiêng về phía ABA sẽ kích thích sự hình thành củ. Tương tự, sự cân bằng auxin/cytokinin nghiêng về phía cytokinin sẽ kích thích hình thành củ (Vũ Văn Vụ, 1997).
Ở khoai môn hoạt tính ABA cao giúp hình thành củ con, ABA được xem là chất kích thích tượng củ, đặc biệt là giai đoạn đầu của sự hình thành củ do làm mất tác dụng của gibberellin.
ABA là chất ức chế sinh trưởng, ngăn cản sự nảy mầm, kéo dài sự ngủ của chồi và hạt. Nó được hình thành trong lá, kích thích sự phình to của củ. Một số
nghiên cứu cho thấy cơ chế tác động của ABA lên quá trình tạo củ là do tác dụng kích thích hấp thu sucrose trong các tế bào nhu mô dự trữ từcác mô libe do đó làm tăng áp suất thẩm thấu (Nguyễn Du Sanh, 1998).
1.4.4 Cytokinin
Bổ sung BAP 0,2 – 0,5 mg/l hay kinetin 0,2 – 2 mg/l hay zeatin 0,2 – 2 mg/l vào môi trường nuôi cấy cuống lá và lá của Pinellia ternate sẽ cảm ứng tạo củ với tỉ lệ cao (73,8 – 100%). Ngoài ra, sự kết hợp giữa BAP 0,5 mg/l và NAA 0,2 mg/l sẽ làm gia tăng số lượng củ cũng như giúp củ tăng trưởng đường kính (Wang và cs, 2009).
Ở Xanthosoma sagittifolium, nuôi cấy đỉnh chồi trên môi trường MS chứa
sucrose 80 g/l có bổ sung BAP 30µM cho khả năng tạo củ cao (Omokolo và cs, 2003).
BA 1 µM có tác động tích cực đến việc tích lũy sinh khối của củ cây
Curcuma longa (Matthew và cs, 2008). Ở Curcuma zedoaria, kết quả đã tạo củ
trong vòng 7 – 10 tuần nuôi cấy trên các môi trường khác nhau, tỉ lệ thân rễ tạo thành tốt nhất ở môi trường chứa BAP 4 mg/l. Ảnh hưởng tương tự của BAP và NAA trong tạo củ cũng đã được kiểm tra trên cả chi Curcuma. Kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu trên Curcuma aromatic. Tuy nhiên, một số tác giả nhận thấy BAP như là chất ức chế tạo củ trong Nghệ vàng (Anisuzzaman, 2008).
Cytokinin kích thích sự phân chia tế bào với điều kiện có auxin. Cytokinin tác động trên cả hai bước của sự phân chia tế bào: phân nhân và phân bào. Cytokinin còn giúp sự gia tăng kích thước tế bào. Trong thân và rễ, cytokinin cản sự kéo dài, nhưng kích thích sự tăng rộng tế bào (sự tăng trưởng củ) (Bùi Trang Việt, 2000).
1.4.5 Acid jasmonic
Trong sự hình thành củ in vitro ở Dioscorea cayenensis, JA 0,1µl cảm ứng tạo củ sớm hơn. JA (1, 0,3 và 0,1 µl) làm tăng trọng lượng và chiều dài củ sau 60 và 120 ngày nuôi cấy (Ovonovà cs, 2009).
2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1 VẬT LIỆU
2.1.1 Vật liệu dùng để phân tích và xử lý.
- Củ Nghệđen cấp một từcác cây được trồng trong vườn, ở huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai, ở giai đoạn cây 4, 6, 8 và 10 tháng trồng.
- Củ cấp một, hai và ba của cây Nghệ đen trong vườn ở giai đoạn cây 10 tháng trồng.
- Cây Nghệ đen 9 tháng trồng và củ sau một tháng xử lý chất điều hòa tăng trưởng thực vật.
2.1.2 Vật liệu dùng trong nuôi cấy
- Chồi mầm tái lập tăng trưởng trên củ Nghệ đen trong vườn sau hai tuần trồng.
- Cây Nghệđen in vitro sáu tuần tuổi được trồng với môi trường MS cơ bản. - Cây Nghệ đen in vitro ba tháng tuổi được trồng với môi trường MS có bổ sung BA 2 mg/l và IBA 0,5 mg/l.