(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu tạo đột biến in vitro, chọn lọc và đánh giá sai khác di truyền của các dòng hoàng thảo kim điệp (dendrobium chrysotoxum) đột biến

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN QUỲNH CHI

NGHIÊN CỨU TẠO ĐỘT BIẾN IN VITRO, CHỌN LỌC
VÀ ĐÁNH GIÁ SAI KHÁC DI TRUYỀN CỦA CÁC DỊNG
HỒNG THẢO KIM ĐIỆP (DENDROBIUM
CHRYSOTOXUM) ĐỘT BIẾN

Ngành:

Công nghệ sinh học

Mã số:

60 42 02 01

Người hướng dẫn khoa học: TS. Đinh Trường Sơn

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2018

download by :


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được dùng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng các thơng tin được trích dẫn trong khóa luận đều được
chỉ rõ nguồn gốc và mọi sự giúp đỡ đều được cảm ơn.
Hà Nội, ngày tháng 9 năm 2017
Tác giả luận văn

Nguyễn Quỳnh Chi

i

download by :


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian thực tập tại Bộ môn Công nghệ Sinh học Thực vật, được sự
quan tâm, dạy dỗ tận tình của các thầy cơ giáo, các cán bộ tại phịng thí nghiệm cùng sự
cố gắng, nỗ lực của bản thân, tơi đã hồn thành luận văn của mình.
Trước hết, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu nhà trường, Ban
chủ nhiệm khoa Cơng nghệ Sinh học cùng tồn thể các thầy cơ giáo đã truyền đạt cho
tôi những kiến thức, kỹ năng vô cùng quan trọng và quý báu trong suốt thời gian học
tập, rèn luyện tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Đinh Trường
Sơn đã tận tình hướng dẫn, dạy dỗ tơi trong suốt q trình học tập cũng như nghiên cứu.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc tới ThS. Phạm Thị Thu Hằng,
cán bộ tại phịng thí nghiệm bộ mơn Công nghệ Sinh học Thực vật đã giúp đỡ và tạo
mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tại bộ môn.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến tồn thể các phịng, ban của khoa Cơng nghệ
Sinh học và tồn thể bạn bè đã giúp đỡ, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi
trong suốt thời gian học tập, rèn luyện cũng như thực hiện đề tài.
Và cuối cùng, với tất cả lịng kính trọng và biết ơn vơ hạn, tơi xin gửi lời cảm ơn
sâu sắc tới gia đình cùng những người thân đã nuôi nấng, động viên và tạo động lực cho
tơi trong suốt q trình học tập, nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng 9 năm 2017
Tác giả luận văn

Nguyễn Quỳnh Chi

ii

download by :


MỤC LỤC
Lời cam đoan ..................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii
Mục lục ........................................................................................................................... iii
Danh mục bảng ................................................................................................................ vi
Danh mục hình ................................................................................................................ vii
Danh mục chữ viết tắt .................................................................................................... viii
Trích yếu luận văn ........................................................................................................... ix
Thesis abstract.................................................................................................................. xi
Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1

1.2.

Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 1

1.3.

Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................ 1

1.4.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................ 2

Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 3
2.1.

Giới thiệu chung về chi lan hoàng thảo (Dendrobium) ...................................... 3

2.1.1.

Vị trí phân bố và phân loại ................................................................................. 3

2.1.2.

Đặc điểm hình thái .............................................................................................. 4

2.1.3.

Đặc điểm sinh thái .............................................................................................. 6

2.1.4.

Một số thơng tin về Lan Hồng thảo Kim Điệp (Dendrobium
chrysotoxum) ...................................................................................................... 7

2.2.

Nghiên cứu nhân giống lan hoàng thảo (Dendrobium) trên thế giới và
Việt Nam............................................................................................................. 8

2.2.1.

Tình hình nhân giống lan Hồng Thảo (Dendrobium) trên thế giới................... 8

2.2.2.

Tình hình nhân giống lan Hồng Thảo (Dendrobium) tại Việt Nam ............... 10

2.3.

Khái quát về xử lý đột biến trong chọn tạo giống cây trồng ............................ 10

2.3.1.

Khái niệm về đột biến ....................................................................................... 10

2.3.2.

Các tác nhân gây đột biến ................................................................................. 11

2.3.3.

Cơ sở di truyền của đột biến ............................................................................. 12

2.4.

Chỉ thị phân tử rapd .......................................................................................... 13

Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 14

iii

download by :


3.1.

Địa điểm nghiên cứu......................................................................................... 14

3.2.

Thời gian nghiên cứu ........................................................................................ 14

3.3.

Đối tượng - vật liệu nghiên cứu ........................................................................ 14

3.3.1.

Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 14

3.3.2.

Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................... 14

3.4.

Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 15

3.4.1.

Đánh giá khả năng sinh trưởng và duy trì biến dị của chồi sau xử lý với
sodium azide sau các lần cấy chuyển ............................................................... 15

3.4.2.

Nhân dòng cho các cá thể đột biến sau chọn lọc .............................................. 16

3.4.3.

Đánh giá sự sai khác di truyền của dịng Hồng thảo Kim Điệp đột biến........ 17

3.5.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 17

3.5.1.

Phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật ........................................................ 17

3.5.2.

Phương pháp xử lý đột biến .............................................................................. 18

3.5.3.

Phương pháp tách chiết DNA ........................................................................... 18

3.5.4.

Phương pháp đánh giá sai khác di truyền bằng chỉ thị phân tử RAPD ............ 18

3.5.5.

Chỉ tiêu theo dõi ............................................................................................... 19

3.5.6.

Phân tích số liệu ................................................................................................ 19

Phần 4. Kết quả và thảo luận ....................................................................................... 20
4.1.

Kết quả nghiên cứu ........................................................................................... 20

4.1.1.

Đánh giá khả năng sinh trưởng và duy trì biến dị của chồi sau xử lý với
sodium azide ..................................................................................................... 20

4.1.2.

Đánh giá khả năng sinh trưởng và duy trì biến dị của chồi sau xử lý với
sodium azide ..................................................................................................... 26

4.1.3.

Đánh giá khả năng nhân nhanh in vitro trên môi trường MS + 3 mg/l BA
của 6 dòng dòng đột biến giả định bằng phương pháp giâm thân .................... 32

4.1.4.

Đánh giá khả năng nhân nhanh in vitro trên môi trường MS + 3 mg/l
kinetine của 6 dòng đột biến giả định bằng phương pháp giâm thân ............... 33

4.1.5.

Đánh giá khả năng nhân nhanh in vitro trên môi trường MS + 3 mg/l BA + 0.5
mg/l IBA của 6 dòng đột biến giả định bằng phương pháp giâm thân ................... 34

4.1.6.

Đánh giá khả năng nhân nhanh in vitro trên môi trường MS + 3 mg/l
kinetine + 0.5 mg/l IBA của 6 dòng đột biến giả định bằng phương pháp
giâm thân .......................................................................................................... 36

iv

download by :


4.1.7.

Kết quả tách chiết DNA tổng số ....................................................................... 37

4.1.8.

Kết quả phân tích RAPD .................................................................................. 38

4.2.

Thảo luận .......................................................................................................... 42

Phần 5. Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 45
5.1.

Kết luận............................................................................................................. 45

5.2.

Kiến nghị .......................................................................................................... 45

Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 46
Phụ lục .......................................................................................................................... 49

v

download by :


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1.

Danh sách và trình tự các mồi ................................................................. 14

Bảng 3.2.

Thành phần phản ứng PCR ..................................................................... 18

Bảng 4.1.

Đánh giá sinh trưởng và khả năng duy trì biến dị của chồi ở lần cấy
chuyển thứ 3 (sau 4 tuần) ........................................................................ 20

Bảng 4.2.

Đánh giá sinh trưởng và khả năng duy trì biến dị của chồi ở lần cấy
chuyển thứ 4 (sau 4 tuần) ........................................................................ 21

Bảng 4.3.

Đánh giá sinh trưởng và khả năng duy trì biến dị của chồi ở lần cấy
chuyển thứ 5 (sau 4 tuần) ........................................................................ 23

Bảng 4.4.

Đánh giá sinh trưởng và khả năng duy trì biến dị của chồi ở lần cấy
chuyển thứ 6 (sau 4 tuần) ........................................................................ 24

Bảng 4.5.

Đánh giá khả năng sinh trưởng và duy trì biến dị của chồi ở lần cấy
chuyển thứ 3 (sau 4 tuần) ........................................................................ 26

Bảng 4.6.

Đánh giá khả năng sinh trưởng và duy trì biến dị của chồi ở lần cấy
chuyển thứ 4 (sau 4 tuần) ........................................................................ 27

Bảng 4.7.

Đánh giá khả năng sinh trưởng và duy trì biến dị của chồi ở lần cấy
chuyển thứ 5 (sau 4 tuần) ........................................................................ 28

Bảng 4.8.

Đánh giá khả năng sinh trưởng và duy trì biến dị của chồi ở lần cấy
chuyển thứ 6 (sau 4 tuần) ........................................................................ 30

Bảng 4.9.

Sinh trưởng phát triển của các dòng đột biến giả định trên môi
trường MS + 3 mg/l BA (sau 6 tuần) ...................................................... 32

Bảng 4.10.

Sinh trưởng phát triển của các dịng đột biến giả định trên mơi
trường MS + 3 mg/l kinetin (sau 6 tuần) ................................................. 33

Bảng 4.11.

Sinh trưởng phát triển của các dòng đột biến giả định trên môi
trường MS + 3 mg/l BA + 0.5 mg/l IBA (sau 6 tuần) ............................. 34

Bảng 4.12.

Sinh trưởng phát triển của các dịng đột biến giả định trên mơi
trường MS + 3 mg/l kinetin + 0.5 mg/l IBA (sau 6 tuần) ....................... 36

Bảng 4.13.

Kết quả sử dụng 13 mồi RAPD............................................................... 38

Bảng 4.15.

Hệ số tương đồng di truyền của 12 dòng Hồng thảo Kim Điệp đột
biến và 7 dịng đối chứng ........................................................................ 39

vi

download by :


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1.

Cơ chế tác động và tạo đột biến gen của sodium azide ............................. 12

Hình 4.1.

Sinh trưởng của chồi ở lần cấy chuyển thứ 3 ............................................. 21

Hình 4.2.

Sinh trưởng của cây ở lần cấy chuyển thứ 4 .............................................. 22

Hình 4.3.

Sinh trưởng của cây ở lần cấy chuyển thứ 5 .............................................. 24

Hình 4.4.

Sinh trưởng của cây ở lần cấy chuyển thứ 6 .............................................. 25

Hình 4.5.

Sinh trưởng của chồi ở lần cấy chuyển thứ 3 ............................................. 27

Hình 4.6.

Sinh trưởng của cây ở lần cấy chuyển thứ 4 .............................................. 28

Hình 4.7.

Sinh trưởng của chồi ở lần cấy chuyển thứ 5 ............................................. 29

Hình 4.8.

Sinh trưởng của chồi ở lần cấy chuyển thứ 6 ............................................. 31

Hình 4.9.

Ảnh hưởng của BA đến khả năng nhân nhanh các dòng đột biến giả
định bằng phương pháp giâm thân trên môi trường MS + 3 mg/l BA ....... 33

Hình 4.10. Sinh trưởng phát triển của các dịng đột biến giả định trên môi trường
MS + 3 mg/l kinetin ................................................................................... 34
Hình 4.11. Sinh trưởng phát triển của các dịng đột biến giả định trên mơi trường
MS + 3 mg/l BA + 0.5 mg/l IBA ............................................................... 35

Hình 4.12. Sinh trưởng phát triển của các dòng đột biến giả định trên môi trường
MS + 3 mg/l kinetin + 0.5 mg/l IBA .......................................................... 37
Hình 4.13. Kết quả điện di DNA tổng số 12 dịng Hồng thảo Kim Điệp đột biến
và 7 dịng đối chứng ................................................................................... 37
Hình 4.14. Sơ đồ hình cây biểu hiện mối tương quan về di truyền của 12 dịng
Hồng thảo Kim Điệp đột biến và 7 dịng đối chứng ................................ 40
Hình 4.15. Phân tích thành phần chính của 12 dịng đột biến và nhóm đối chứng..... 41

vii

download by :


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

BA

6 - Benzylaminopurine

CT

Công thức

CTAB

Cetyl trimethyl ammonium bromide

ĐC

Đối chứng

IBA

Indol butyric acid

MS

Murashige and Skoog

NAA

Naphthalene acetic acid

PCR

Polymerase chain reaction

PLB

Protocorm Like Bodies

TCS

Thin cross section

RAPD

Random Amplified Polymorphic DNA

viii

download by :


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Nguyễn Quỳnh Chi
Tên luận văn: Nghiên cứu tạo đột biến in vitro, chọn lọc và đánh giá sai khác di truyền
của các dịng Hồng thảo Kim Điệp (Dendrobium chrysotoxum) đột biến.
Ngành: Công nghệ Sinh học

Mã số: 60 42 02 01

Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
- Xác định được kỹ thuật xử lý tạo đột biến phù hợp, đánh giá khả năng duy trì
biến dị trong giai đoạn nuôi cấy in vitro.
- Nghiên cứu nhân nhanh, tạo dòng cho các cá thể đột biến chọn lọc được.
- Đánh giá sự sai khác di truyền của dịng Hồng thảo Kim Điệp đột biến.
Phương pháp nghiên cứu
Nội dung 1: Đánh giá khả năng sinh trưởng và duy trì biến dị của chồi sau xử
lý với sodium azide sau các lần cấy chuyển
- Đánh giá khả năng sinh trưởng và duy trì biến dị của chồi sau xử lý với sodium
azide với các nồng độ khác nhau ở lần cấy chuyển thứ 3, 4, 5, 6.
- Đánh giá khả năng sinh trưởng và duy trì biến dị của chồi sau xử lý với sodium
azide tại các thời gian khác nhau ở lần cấy chuyển thứ 3, 4, 5, 6.
Nội dung 2: Nhân dòng cho các cá thể đột biến sau chọn lọc
- Đánh giá khả năng nhân nhanh in vitro trên mơi trường MS + 3 mg/l BA của 6

dịng đột biến giả định bằng phương pháp giâm thân.
- Đánh giá khả năng nhân nhanh in vitro trên môi trường MS + 3 mg/l kinetin của
6 dòng đột biến giả định bằng phương pháp giâm thân.
- Đánh giá khả năng nhân nhanh in vitro trên môi trường MS + 3 mg/l BA + 0.5
mg/l IBA của 6 dòng đột biến giả định bằng phương pháp giâm thân.
- Đánh giá khả năng nhân nhanh in vitro trên môi trường MS + 3 mg/l kinetin +
0.5 mg/l IBA của 6 dòng đột biến giả định bằng phương pháp giâm thân.
Nội dung 3: Đánh giá sự sai khác di truyền của dịng Hồng thảo Kim Điệp
đột biến
- Tách chiết DNA tổng số
- Phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử RAPD.

ix

download by :


Kết quả chính và kết luận
Xử lý đột biến protocorm lan Hoàng thảo Kim Điệp (Dendrobium chrysotoxum)
bằng sodium azide ở nồng độ 0,5 mM trong thời gian 30 phút cho tỷ lệ tạo đột biến cao
nhất. Sau 6 lần cấy chuyển, các cá thể đột biến giả định vẫn duy trì kiểu hình về cấu
trúc, hình dạng và màu sắc lá chứng tỏ biến dị là không phục hồi. Sau q trình sàng
lọc qua 6 lần cấy chuyển chúng tơi đã thu được 12 cá thể biến dị về hình thái. Sử dụng
chỉ thị RAPD để phân tích sự sai khác di truyền giữa các cá thể đột biến giả định so với
cây đối chứng không xử lý cho thấy: các cá thể đột biến đã có sự sai khác về kiểu gen.
Trong 12 cá thể đột biến, chúng tôi đã chọn lọc 6 cá thể và tiến hành nhân nhanh in
vitro nhằm tạo dòng cho 6 dòng đột biến trên. Kết quả cho thấy, dòng đột biến 4 cho
sinh trưởng và hệ số nhân là tốt nhất, trong khi đó dịng đột biến 1 và 5 là kém nhất.

x

download by :


THESIS ABSTRACT
Master candidate: Nguyen Quynh Chi
Thesis title: Study on mutagenesis in vitro, selection and evaluation of genetic
variation of Dendrobium chrysotoxum mutants
Major: Biotechnology

Code: 60 42 02 01

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research Objectives
- Identification of suitable mutagenic mutagenic techniques, evaluation of the
ability to maintain mutation in in vitro culture
- Rapid multiplication, creation of selective mutant lines
- Evaluate the genetic variance of Dendrobium chrysotoxum mutant
Materials and Methods
Content 1: Evaluate the growth and maintenance of shoot variation
following treatment with sodium azide after transplanting
- Evaluation of bud growth and maintenance of shoot variation following treatment
with sodium azide at different concentrations at transplantation times of 3, 4, 5, 6.
- Evaluation of bud growth and maintenance of shoot variation following
treatment with sodium azide at different times in the 3, 4, 5, 6 transplant.
Content 2: Multiply the following mutants after selectivity
- Evaluation of in vitro rapid replication in MS + 3 mg / l BA of 6
hypothalamic mutations.
- Evaluation of in vitro rapid replication in MS + 3 mg / l kinetin of 6
hypothalamic mutations.

- Evaluation of in vitro rapid replication in MS + 3 mg / l BA + 0,5 mg/l IBA of 6
hypothalamic mutations.
- Evaluation of in vitro rapid replication in MS + 3 mg / l kinetin + 0,5 mg/l IBA
of 6 hypothalamic mutations.
Main findings and conclusions
The highest mutagenicity protocorm of Dendrobium chrysotoxum was treated
with sodium azide at 0.5 mM for 30 min. After 6 transplanting, the putative mutants
maintained the phenotype (morphological changes in structure, shape and color of the

xi

download by :


leaves) demonstrating that the mutation was unrecoverable. After long screening during
6 transplants (about 6 months), we obtained 12 morphological mutants. Using RAPD
marker to analyze genetic differences between putative mutants and non-treatment
control plants, it was showed that mutants had genotypic differences. In 12 mutants, 6
of them were selected to multiply in vitro to generate the six mutant lines. Results
indicated that the mutant 4 exhibited highest growth and multiplication rate, while
mutant 1 and 5 were the worst.

xii

download by :


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Hoa lan được ví như nữ hồng của các lồi hoa, với vẻ đẹp tinh tế và quý

phái của mình hoa lan thực sự đã trở thành sản phẩm nông nghiệp đem lại giá trị
kinh tế cao cho các nước trên thế giới như Thái Lan, Singapore, Indonesia…
Trong đó Thái Lan là quốc gia sản xuất và xuất khẩu hoa lan lớn nhất thế giới.
Tại Việt Nam, trong những năm gần đây nhu cầu sử dụng hoa lan tăng
mạnh, không chỉ riêng trong các dịp lễ tết mà nhu cầu về hoa lan trong cuộc sống
thường ngày của người dân cũng rất lớn, vì vậy thị trường tiêu thụ hoa lan trong
nước phát triển mạnh mẽ. Trong số đó lan Hồng thảo Kim Điệp (Dendrobium
chrysotoxum) là loại lan được ưa chuộng, lan Kim điệp có vẻ đẹp dịu dàng với
sắc vàng nhẹ, mùi thơm nhẹ nhàng. Chính vì vẻ đẹp quyến rũ đó mà ngày nay
nhu cầu về số lượng và chất lượng của lan Hoàng thảo Kim Điệp ngày càng cao.
Mặc dù cây lan đã được người chơi lựa chọn vì màu sắc đẹp và khả năng thích
nghi khá tốt, tuy nhiên, việc nghiên cứu tạo ra các giống lan Kim điệp mới sẽ đáp
ứng tốt hơn với nhu cầu đa dạng của người tiêu dùng hiện nay.
Có nhiều phương pháp cho phép tạo đột biến, tuy nhiên, phương pháp tạo
đột biến in vitro bằng xử lý hóa chất hoặc chiếu xạ có nhiều ưu điểm do dễ làm
và hiệu quả tạo đột biến khá cao.
Xuất phát từ những nhu cầu thực tế khách quan trên, tôi tiến hành nghiên
cứu đề tài: “Nghiên cứu tạo đột biến in vitro, chọn lọc và đánh giá sai khác
di truyền của các dòng Hoàng thảo Kim Điệp (Dendrobium chrysotoxum)
đột biến”.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Xác định được kỹ thuật xử lý tạo đột biến phù hợp, đánh giá khả năng duy
trì biến dị trong giai đoạn nuôi cấy in vitro.
- Nghiên cứu nhân nhanh, tạo dòng cho các cá thể đột biến chọn lọc được.
- Đánh giá sự sai khác di truyền của dịng Hồng thảo Kim Điệp đột biến.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Cây lan Hoàng thảo Kim Điệp (Dendrobium chrysotoxum).

1

download by :


1.4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
Cung cấp thêm các dẫn liệu khoa học phục vụ cho công tác giảng dạy,
nghiên cứu khoa học về cây Hoàng thảo Kim Điệp.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Xác định được các thơng số kỹ thuật trong quy trình xử lý tạo đột biến in
vitro cây lan Hoàng thảo Kim Điệp bằng sodium azide. Tạo được các dịng
Hồng thảo Kim Điệp đột biến cũng như xác định được môi trường thích hợp
cho việc nhân nhanh các dịng Hồng thảo Kim Điệp đột biến.

2

download by :


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHI LAN HỒNG THẢO (DENDROBIUM)
2.1.1. Vị trí phân bố và phân loại
Chi lan Hoàng thảo (Dendrobium) là chi lớn nhất trong họ Lan, có khoảng
hơn 1.400 lồi chủ yếu phân bố ở Đông Nam Á và các đảo thuộc Philippine,
Indonesia, Malaysia, Đông Bắc Autralia… Ở Việt Nam ghi nhận được 107 loài
(Đào Thị Thanh Vân và Đặng Thị Tố Nga, 2008).
Chi Dendrobium rất đa dạng nên các nhà sưu tập và trồng lan đã phân loại
chúng dựa theo một số điểm tương đồng về cách sống, mùa nghỉ và mùa hoa.
Theo American Orchid Society phân Dendrobium thành 8 loại:
Callista : Khơng rụng lá, đa số có giả hành. Có từ 1-6 lá mọc phía trên đỉnh
giả hành. Cần hoa xuất hiện vào mùa xuân, thường cong vòng và mang nhiều

hoa màu vàng, trắng, tím nhạt. Trong nhóm này có những loài như D.
chrysotoxum (Hoàng lạp), D. densiflorum (Thủy tiên vàng), D. farmeri (Thủy
tiên trắng), D. lindleyi và D. thyrsiflorum.
Spatulata: Không rụng lá, giả hành to, cao. Ra hoa một lượt với nhiều cành
hoa, hoa lâu tàn. Nhóm này được xem là nhóm dễ trồng. Trong nhóm có các lồi
như D. antenatum, D. canaliculatum, D. discolor, D. gouldii, D. johannis, D.
lineale, D. sratiotes, D. strebloceras và D. laurinum.
Dendrobium: Rụng lá và giả hành mọc rũ xuống. Hoa mọc ra gần đầu các
cành già khơng cịn lá. Cây cần có mùa đơng lạnh để trổ hoa. Nhóm này có các
lồi như D. anosmum, D. chrysanthum, D. falconeri, D. fimbriatum, D.
findlayanum, D. friedricksianum, D. heterocarpum, D. loddigesti, D. moniliforme,
D. Nobile, D. parishii, D. primulinum, D. transparent và D. wardianum.
Formosae: Lá không rụng, hẹp; giả hành mọc thẳng đứng có những đám
lơng đen nơi nối kết của lá. Hoa trắng, lớn đến 10 cm, có những điểm vàng, cam,
lục hoặc tím. Trong nhóm có các loài như D. bellatulum (Bạch hỏa hoàng), D.
draconis (Nhất điểm hồng), D. formosum (Bạch nhạn), D. infundibulum, D.
lowii, D. lyonii, D. margaritaceum, D. sanderae.
Latura: Khơng rụng lá, có giả hành dày, to cỡ trung bình. Hoa thường màu
vàng - xanh đến xanh lục. Trong nhóm có các lồi như D. atroviolaceum, D.
johnsoniae, D. macrophylum, D. spectabile.

3

download by :


Oxyglossum: Nhóm lan rừng, nhỏ, khơng rụng lá, gặp tại vùng núi cao.
Hoa lâu tàn, nhiều màu sắc. Trong nhóm có các lồi như D. bellwigianum, D.
cuthbersonii, D. laviefolium, D. vexillarius.
Pedilonum: cỡ trung bình, giả hành thẳng, có lá, mang nhiều hoa nơi thân

đã rụng lá. Hoa màu sắc rực rỡ, hồng, tím, cam đơi khi trắng và kem. Trong
nhóm có các lồi như D. amethystoglossum, D. myakei, D. secundum, D.smilliae
và D. victoriae-reginae.
Phalaenanthe: Có thể rụng hoặc khơng rụng lá tùy điều kiện sinh sống.
Giả hành mỏng nhưng dài và cao. Hoa mọc ra từ các mắt ngủ ở ngọn, thường
xuất hiện vào mùa thu hoặc 2 lần trong một năm. Nhóm này có hoa với cánh
trịn và to giống như hoa của giống lan Hồ điệp. Hoa rất lâu tàn, kéo dài tùy loài
từ 1 đến 3 tháng. Phát triển quanh năm trong môi trường ấm áp. Nước và phân
bón cần nhiều khi ra rễ, ánh sáng trung bình; giảm nước và phân bón sau khi
ngừng tăng trưởng. Trong nhóm có các lồi như D. affine, D. bigibbum, D.
dicuphum, D. williamsianum.
2.1.2. Đặc điểm hình thái
Rễ: Hệ rễ khí sinh, mảnh, hình trụ, chúng thường ơm lấy giá thể hoặc
bng thõng xuống. Rễ có một lớp mơ hút ẩm dày bao bọc gồm cả những lớp tế
bào chết chứa đầy khơng khí do đó nó ánh lên màu xám bạc, rễ thường được hình
thành từ căn hành. Khi sống trên giá thể là đất rễ thường có củ giả, rễ to mập, ít
phân nhánh. Khi sống bám vào thân cây, bề mặt của lớp rễ sẽ phủ lớp mạc có
nhiệm vụ hút nước nên cây có khả năng chịu hạn tốt, đầu rễ có màu xanh diệp lục
để quang hợp. Ở chi lan Hoàng thảo hệ rễ phát triển phong phú, mọc dài, to,
khỏe, ngoài chức năng hút ẩm và dinh dưỡng, rễ cịn có chức năng làm cột chống
đỡ cho thân vươn cao.
Thân: Là cây thân thảo mọc cụm, phân đốt, phình to ở giữa, thân ngắn có
rãnh, cây mập, sống phụ sinh trên các cây gỗ hoặc số ít các loài sống bám trên đá
trong rừng ẩm. Chi lan Hồng thảo thuộc nhóm đa thân, cây vừa có thân vừa có
giả hành. Giả hành gồm nhiều mơ mềm có chứa dịch nhầy, bên ngồi có lớp biểu
bì với vách tế bào dày có chức năng tránh sự mất nước khi gặp điều kiện bất lợi.
Giả hành tuy là thân nhưng lại chứa diệp lục, dự trữ nước và nhiều chất dinh
dưỡng cần thiết cho sự phát triển giả hành mới. Đa số các củ giả hành có màu
xanh nên nó đã cùng với lá làm nhiệm vụ quang hợp (Trần Hợp, 2000). Đây là
bộ phận rất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của lan thuộc nhóm đa thân,

4

download by :


giả hành có nhiều dạng như dạng hình thoi, hình trụ hay hình tháp… Thân của
các đại diện chi Hồng Thảo đều phân đốt, hình trụ, hình con suốt, hình chùy,
…có chiều dài từ 2-3cm đến 120cm. Lát cắt ngang thân có thể là hình trịn, bầu
dục, đơi khi hình 4 cạnh thay đổi từ 0,3-1,5cm. Phần gốc, nơi xuất phát của rễ,
thường nhỏ mảnh nhưng cũng có thể phình to (Dương Đức Huyến, 2007).
Lá: Lá mọc thành hai dãy so le, khơng có cuống mà chỉ có bẹ ơm thân. Lá
thường cứng, dạng da bóng, bề mặt thường nhẵn, đôi khi bề mặt bẹ và lá (thường
khi lá non) có phủ lơng cứng ngắn màu đen sớm rụng.
Hoa: Hoa có thể mọc từ thân thành từng chùm hay từng hoa cô độc. Các
chồi hoa mọc trên các giả hành mới, chúng cũng có thể mọc trên các giả hành
cũ. Hoa lưỡng tính, đối xứng hai bên. Màu sắc hoa đa dạng, sặc sỡ. Hoa đa số
các lồi có hương thơm. Hoa lớn, cánh môi phẳng, bao hoa chia 2 vịng. Vịng
ngồi gồm 1 lá đài giữa và 2 lá đài bên. Vịng trong gồm có 2 cánh hoa và một
cánh mơi.
Cằm: Là một bộ phận được hình thành nhờ mép phần gốc 2 lá đài bên
dính nhau và dính với chân cột. Cằm có các hình bán cầu, hình túi đến hình cựa,
hình trụ cong ít nhiều (Dương Đức Huyến, 2007).
Cánh mơi: Nằm phía trên hay phía dưới của hoa, có hình dạng đặc biệt,
khác nhiều so với các thành phần còn lại của bao hoa cả về màu sắc, kích thước
và trang trí. Trang trí đa dạng trên cánh môi như đốm, vạch, diềm tua, u lồi,
đường sống, lơng phủ chiếm vị trí khá quan trọng trong phân loại. Cánh mơi
chính là phần quyết định phần lớn giá trị thẩm mỹ của hoa. Nhiều lồi có gốc
cánh mơi dính với chân cột tạo thành cựa.
Cột (trụ nhị-nhụy): Là bộ phận sinh dục của hoa. Cột thường thấp, mặt

trước hơi lõm; đỉnh cột lõm để chứa khối phấn, hai mép đỉnh cột có 2 răng cột;
phủ lên đỉnh cột là nắp bao phấn. Ở gốc cột có mỏ, thường là một phần phụ dạng
màng nhơ. Chỗ thấp nhất phía dưới cột là chân cột, thường hình tam giác thn
và có tuyến mật. Bao phấn hình mũ, bề mặt thường nhẵn hoặc có nhũ mịn, đơi
khi có lơng nạc bao phủ. Khối phấn hình chùy, khơng có chi, số lượng là 4,
xếp thành 2 cặp (Dương Đức Huyến, 2007).
Quả: Thuộc loại quả nang thường hình chùy hoặc hình con suốt, chứa rất
nhiều hạt nằm xen lẫn những sợi lông mảnh. Quả nở theo 3 đến 6 đường nứt dọc.
Hạt rất nhiều và rất nhỏ, hầu như không trọng lượng, bao quanh hạt là lớp màng
dạng mắt võng, trong suốt chứa đầy khơng khí dễ dàng bay cùng hạt trong khơng

5

download by :


khí nhờ gió (Dương Đức Huyến, 2007). Hạt lan thường chết do không gặp được
nấm cộng sinh cần thiết để nảy mầm, chúng hầu như chỉ có thể nảy mầm ở
những khu rừng già vùng nhiệt đới ẩm ướt.
2.1.3. Đặc điểm sinh thái
Nhiệt độ: Nhiệt độ là nhân tố có tính chất quyết định đến sự phân bố, sinh
trưởng và phát triển của các loài hoa lan. Chúng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng
phát triển của lan Dendrobium thông qua con đường quang hợp và hoạt động trao
đổi chất. Lan Dendrobium thích hợp với khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới, sinh
trưởng tốt ở nhiệt độ 24-330C. Dưới 120C và trên 370C đều làm chậm và ảnh
hưởng lớn đến sự ra hoa của cây.
Ẩm độ: Độ ẩm có ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của
cây lan. Dendrobium cũng như đa số các giống lan khác chỉ phát triển tốt trong
điều kiện khơng khí ẩm nhưng thống khí, vào ban ngày cây cần độ ẩm khoảng
từ 40-60%, vào ban đêm độ ẩm thích hợp từ 60-90% thì cây sẽ phát triển tốt hơn.

Loại giá thể quá ẩm và úng sẽ là điều kiện bất lợi cho sự sinh trưởng của giống
Dendrobium vì có thể bị thối toàn bộ rễ và biểu hiện là các cây con mọc từ phần
ngọn của thân (Bùi Thị Thu Hiền, 2009).
Ánh sáng: Ánh sáng là nguồn cung cấp năng lượng cho cây thông qua
quang hợp, ánh sáng ảnh hưởng đến sự hình thành hoa và nở hoa. Dendrobium
thuộc nhóm ưa sáng trung bình, nhu cầu ánh sáng khoảng 58 – 80%, có thể trồng
trong điều kiện ánh sáng trực tiếp hay khuếch tán. Ánh sáng hữu hiệu cho giống
Dendrobium là 70%, vì thế giàn che với độ che sáng 30% dưới đất và 40% ở trên
cao với cường độ ánh sáng từ 15.000-30.000 lux rất thích hợp cho sự phát triển
của Dendrobium.
Dinh dưỡng: Dendrobium yêu cầu một lượng dinh dưỡng nhất định để
sinh trưởng và phát triển. Tuy khơng địi hỏi số lượng lớn nhưng phải đầy đủ các
thành phần dinh dưỡng N, P, K và các nguyên tố trung, vi lượng. Tuỳ từng giai
đoạn sinh trưởng mà nhu cầu đối với các thành phần dinh dưỡng có khác nhau
(Đào Thanh Vân và Đặng Thị Tố Nga, 2008).
Giá thể: Việc sử dụng giá thể phù hợp có ý nghĩa rất lớn đối với cây
trồng. Giá thể của Dendrobium cần phải thật thống và khơng úng nước. Tuy
nhiên do bản năng sinh học và cấu trúc thực vật với giả hành có thân, các loài
thuộc giống Dendrobium cần giá thể hơi ẩm chút ít nhưng khơng được làm thối
căn hành. Hiện nay, một số loại giá thể được sử dụng thường là xơ dừa, gạch

6

download by :


nung, vỏ cây… Một số lồi Dendrobium có thể phát triển trên các giá thể là xơ
dừa. Tuy nhiên nếu giá thể là xơ dừa phải hạn chế số lần tưới nước nếu khơng
cây bị thối vì q ẩm. Cũng có thể trồng cây lan Dendrobium với căn hành cách
đáy chậu khoảng 3cm, rồi rải thật thoáng xung quanh căn hành là một số rễ lục

bình giặt sạch. Tuy nhiên, giá thể than và gạch nung vẫn tỏ ra hiệu quả nhất đối
với các lồi Dendrobium.
2.1.4. Một số thơng tin về Lan Hoàng thảo Kim Điệp (Dendrobium chrysotoxum)
Lan Hoàng thảo Kim Điệp được công bố vào năm 1867, là một loại lan
được trồng rộng rãi, thuộc chi Lan Hoàng Thảo. Có nguồn gốc từ Đơng Nam Á
và được tìm thấy trong tự nhiên ở Miến Điện, Trung Quốc, Ấn Độ, Myanmar,
Lào, Thái Lan, Việt Nam…
Lan Hồng thảo Kim Điệp có vị trí phân loại:
- Bộ: Asparagales.
- Họ: Orchidaceae.
- Phân họ: Epidendroideae.
- Chi: Dendrobium.
- Loài: D. chrysotoxum.
- Tên khác: Thạch hộc dùi trống, Cổ chùy thạch hộc, Hoàng lạp.
- Tên khoa học: Dendrobium chrysotoxum Lindl.
Lan Hoàng thảo Kim Điệp sống phụ sinh. Thân dài 10 – 40 cm, hình con
suốt. Lá 4 - 5 chiếc hình bầu dục hoặc hình mác, đỉnh chia 2 thùy lệch. Hoa có
màu vàng nhẹ, các cánh hoa hình trứng mép xẻ răng nhỏ, hoa xịe tỏa bốn hướng
trơng như cánh bướm, ở trong lịng cánh có bớt vàng đậm. Hoa có đường kính
3,5 - 4 cm, mỗi lần nở cho rất nhiều hoa, từ 7 đến 10 bông trên một phát hoa.
Hoa tỏa hương thơm nhẹ nhàng.
Lan Hoàng thảo Kim Điệp thường nở vào cuối đông, đầu xuân, khoảng vào
tháng 2 đến tháng 4 dương lịch, tươi khoảng 7 – 15 ngày. Tái sinh bằng chồi và
hạt. Mọc bám trên các cây gỗ lớn trong rừng, ở độ cao 600 – 1200 m.
Tại Việt Nam, lan Hoàng thảo Kim Điệp phân bố chủ yếu ở núi rừng Tây
Ngun. Ngồi ra cịn có ở một số vùng như Nghệ An, Lâm Đồng, Buôn Ma
Thuột…
Giá trị: Cây Hoàng thảo Kim Điệp chủ yếu được sử dụng làm cảnh và có

7

download by :


hoa đẹp và mùi thơm dịu. Tuy nhiên, cây còn có một số cơng dụng trong y học
như trị các bệnh thương tổn tân dịch, miệng khô phiền khát.
2.2. NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG LAN HOÀNG THẢO (DENDROBIUM)
TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
2.2.1. Tình hình nhân giống lan Hồng Thảo (Dendrobium) trên thế giới
Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu nhân giống lan
Dendrobium bằng phương pháp in vitro. Lan Hồng Thảo có thể được nhân
giống bằng hạt, đoạn thân, đỉnh sinh trưởng.
Luan et al. (2006) đã nghiên cứu việc gieo hạt một số loài Dendobium sp.
trên mơi trường MS bổ sung 0,5mg/l NAA để kích thích sự nảy mầm và phát
sinh protocorm.
Theo kết quả của Du et al. (2012), môi trường MS + 0,5 mg/l NAA + 2,0
mg/l BA + 1,0 mg/l GA + 150 g/l nước ép chuối + 20 g/l đường + 8 g/l agar + 2
g/l than hoạt tính là tốt nhất để nhân giống cây con từ hạt của Dendrobium
aphyllum (Roxb) C.E.C.Fisch.
Hạt giống cây Dendrobium hookerianum nuôi cấy trên môi trường MS cho
tỉ lệ nảy mầm nhanh nhất, sau 3-4 tuần nuôi cấy, trong khi nuôi cấy trên môi
trường B5 cần 7-8 tuần để hạt nảy mầm. Sinh trưởng của chồi cũng tốt hơn hẳn
khi nuôi cấy trên môi trường MS (Paul et al., 2012).
Sự nảy mầm tối đa của hạt Dendrobium aphyllum (Roxb.) C.E.C.Fischer
đạt 97% khi được nuôi cấy trên môi trường Phytamax (PM). Peptone 2,0 g/l làm
tăng đáng kể tỷ lệ nảy mầm (Hosain et al., 2013).
Phương pháp nuôi cấy phát sinh cụm chồi thông qua PLB (protocorm like
bodies) cũng đã được nghiên cứu. Martin and Madassery (2006) đã nghiên cứu
nhân giống Dendrobium hybrids bằng mẫu lá để tạo PLB. Theo đó, mẫu lá được
cấy trên mơi trường ½ MS bổ sung 44,4 µM BA có khả năng tạo PLB cao nhất,

sau đó các PLB được ni cấy trên mụi trng ẵ MS b sung 6,97 àM Kinetin
s to tỷ lệ xuất hiện chồi nhiều nhất (hơn 90%).
Đối với lan Dendobium malones cũng được nghiên cứu tái sinh protocorm
từ mẫu lá trên môi trường MS + 1,0mg/l Kinetin + 0,5mg/l NAA và protocorm
sau khi hình thành được cấy chuyển lên môi trường MS bổ sung 2,0mg/l BA để
phát sinh hình thái và thu được số lượng protocorm nhiều nhất (Anjum S, 2006).

8

download by :


Nuôi cấy lát cắt ngang thân cây Dendrobium nobile Lindl. để tạo PLB được
nghiên cứu bởi Nayak et al. (2002).
Rangsayatorn (2009) đã nuôi cấy lát cắt mỏng (TCS) dọc theo thân
Dendrobium draconis Rchb. f. từ cây con 6 tháng tuổi. Sau 6-7 tuần, từ mẫu cấy
này hình thành PLB sau đó phát triển thành chồi. Mơi trường MS + 2 mg/l BA +
1,0 mg/l NAA là môi trường tối ưu để tạo PLB, sự phát triển của các chồi tốt
nhất khi nuôi cấy trên môi trường MS bổ sung nước dừa và đường.
Nuôi cấy chồi đỉnh giống lan Dendrobium sonia trên mơi trường MS có bổ
sung 1mg/l NAA và 1mg/l BA hình thành cụm chồi sau 25 ngày ni cấy với 11
chồi/mẫu (Prasad et al.,2001).
Chung et al. (2007) thành công trong ni cấy phát sinh phơi vơ tính trực
tiếp từ lá của giống lan Dendrobium Chiengmai Pink. Nghiên cứu ảnh hưởng của
4 loại auxin (2,4D; NAA; IBA; IAA) và 5 loại cytokinin (Ki, BA, 2ip, TDZ,
zeatin) trên mơi trường ½ MS đến sự tạo mô sẹo trực tiếp, kết quả cho thấy sau
60 ngày nuôi cấy auxin không ảnh hưởng đến sự hình thành phơi vơ tính trong
tối và ngồi sáng; phôi phát sinh tốt với 1mg/l TDZ với 5-25% mẫu nuôi cấy tạo
phôi và đạt 33,6 phôi/mẫu; phôi thứ cấp phát sinh trên vết cắt bản lá và có tần
suất tạo phôi cao để trong tối; NAA (0-0,1-1mg/l) kết hợp TDZ (0-0,3-3mg/l)

nâng cao hiệu suất thành phôi; chồi tái sinh từ phơi dễ dàng trên mơi trường ½
MS khơng chất kích thích sinh trưởng và có tỷ lệ sống cao khi thuần hóa.
Các củ bẹ của Dendrobium microbulbon ni cấy trên môi trường MS bổ
sung 2 mg/l BA cho khả năng tạo chồi cao nhất (Sharma et al., 2007).
Môi trường thích hợp để ra rễ cây Dendrobium aphyllum (Roxb)
C.E.C.Fisch là ¼ MS + 2 mg/l NAA + 0,5 mg/l BA + 150 g/l nước ép chuối + 20
g/l đường + 8 g/l agar + 2 g/l than hoạt tính (Du et al., 2012).
Guar gum 0,3 mg/l hoặc isubgol 0,3 mg/l được bổ sung vào môi trường
Mitra để nhân giống lan Dendrobium chrysotoxum từ mẫu lá và protocorm. Môi
trường sử dụng cho nhân mẫu lá còn bổ sung thêm 1 mg/l BA. Cả guar gum và
isubgol khi bổ sung vào môi trường nhân đều làm tăng khả năng tạo PLB và tạo
chồi cao gấp hai lần so với môi trường thường (Jain and Babbar, 2005).
Nongdam and Tikendra (2014) tiến hành nuôi cấy hạt Dendrobium
chrysotoxum trên môi trường Mitra + 2 mg/l BA + 2 mg/l IAA + 0,4% than hoạt
tính. Kết quả sau 2 tuần nuôi cấy các hạt đã nảy mầm với tỷ lệ 98,1%.

9

download by :


2.2.2. Tình hình nhân giống lan Hồng Thảo (Dendrobium) tại Việt Nam
Tại Việt Nam cũng đã có nhiều nghiên cứu trên các giống lan Hoàng Thảo
khác nhau như: nghiên cứu nhân giống in vitro giống lan Thạch hộc (D.nobile
Lindl.) (Vũ Ngọc Lan và Nguyễn Thị Lý Anh, 2013), nghiên cứu giá thể trồng
lan Dendrobium Hancockii rolfe (Vũ Ngọc Lan và cs., 2010), nhân nhanh lan
Dendrobium fimbriatum Hook (Nguyễn Thị Sơn, 2012)….
Nguyễn Thị Sơn và cs (2014) đã nghiên cứu nhân giống in vitro lan
Dendrobium officinale Kimura et Migo. Nghiên cứu đã thực hiện nhân giống
bằng gieo hạt và nuôi cấy đoạn thân mang mắt ngủ, môi trường để tạo cây hoàn

chỉnh là RE + 10 g/l sucarose + 0,3 g/l than hoạt tính + 0,5 mg/l αNAA.
Cây lan Dendrobium crepidatum Lindl. & Paxt. sinh trưởng và phát triển
tốt trên môi trường VW, BA ở nồng độ 0,5 mg/l cho có khả năng cảm ứng tạo
chồi hiệu quuar hơn TDZ (Nguyễn Văn Kết và Nguyễn Văn Vinh, 2010).
Theo Trần Văn Minh và Nguyễn Văn Uyển (2001), MS là môi trường nuôi
cấy thích hợp cho nhân giống lan Dendrobium in vitro, tổ hợp 1mg/l BA+
0,1mg/l IBA thích hợp cho nhân protocorm. Hàm lượng nước dừa 15% là chất
hữu cơ bổ sung hữu hiệu nâng cao hiệu quả phát sinh chồi trong quá trình nhân
giống hoa lan Dendrobium.
Nguyễn Thị Mỹ Duyên (2009) đã đưa ra quy trình vi nhân giống lan
Dendrobium anosmum. Quả lan sau khi được tự thụ 4 tháng, khử trùng và gieo
cấy hạt vào môi trường sau 3 tháng gieo cấy tỷ lệ nảy mầm ≥ 85% trên môi
trường MS + 1mg/l NAA và môi trường MS + 1mg/l BA + 0,2mg/l NAA. Chồi
lan D. anosmum phát triển tốt nhất trên môi trường MS + 2mg/l BA. Chồi lan tạo
rễ tốt nhất trên môi trường MS + 1mg/l NAA. Sau 3,5 tháng tạo được cây hoàn
chỉnh, đạt tiêu chuẩn để đưa ra ngoài vườn ươm.
Đối với Dendrobium anosum, Nguyễn Quỳnh Trang và cs (2013) cũng đã
đưa ra được quy trình nhân giống từ vật liệu ban đầu là quả.
2.3. KHÁI QUÁT VỀ XỬ LÝ ĐỘT BIẾN TRONG CHỌN TẠO GIỐNG
CÂY TRỒNG
2.3.1. Khái niệm về đột biến
Đột biến (mutation) là những biến đổi trong vật chất di truyền xảy ra ở cấp
độ phân tử (DNA) hoặc cấp độ tế bào (nhiễn sắc thể) dẫn đến sự thay đổi đột

10

download by :


ngột của một hoặc một số tính trạng, những biến đổi này có tính chất bền vững

và có thể di truyền cho các đời sau.
Căn cứ vào tính chất xuất hiện đột biến có thể phân ra làm các loại đột biến
khác nhau như:
- Đột biến gen: là những biến đổi trong cấu trúc của gen liên quan tới một
hoặc vài cặp nucleotide xảy ra tại một điểm nào đó trên phân tử DNA. Chúng có
thể xảy ra ở các tế bào dòng sinh dục hoặc các tế bào sinh dưỡng.
- Đột biến nhiễm sắc thể: Là những biến đổi về cấu trúc, hình thái, số lượng
của nhiễm sắc thể.
Trong điều kiện tự nhiên, tần số xuất hiện đột biến thay đổi tuỳ thuộc vào
từng loại cây trồng và của từng gen riêng biệt, tuy nhiên tần số đột biến rất thấp
(khoảng 10-6) và khó phát hiện, số đột biến có lợi cho sản xuất và đời sống lại
càng thấp hơn. Ngày nay các nhà chọn giống không thể chỉ trông chờ vào việc sử
dụng các dạng đột biến tự phát. Vì vậy, việc nghiên cứu đột biến nhân tạo được
các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, nhằm tăng tần suất xuất hiện đột biến với
các tính trạng có giá trị kinh tế ở các lồi thực vật nói chung và cây trồng nói
riêng. Mặc dù cịn nhiều hạn chế nhưng đột biến thực nghiệm đã và đang đóng
góp rất lớn cho việc cải tiến giống cây trồng trên thế giới.
2.3.2. Các tác nhân gây đột biến
Tác nhân gây đột biến có thể là do các yếu tố tác động của mơi trường (tác
nhân vật lý, tác nhân hóa học) hoặc do nguyên nhân bên trong rối loạn các q
trình sinh lí sinh hóa trong tế bào.
- Tác nhân vật lý: Sử dụng tác nhân phóng xạ: phóng xạ hạt và phóng xạ
điện từ. Phóng xạ hạt là dịng chuyển động của những hạt cơ bản: nơtron,
proton,... Phóng xạ điện từ là các sóng điện từ như tia gamma, tia X...
Tia gamma và tia X là 2 dạng tia được sử dụng như nguồn chiếu xạ cơ bản
trong các thực nghiệm, phổ biến nhất là tia gamma với nguồn Co60 và Cs137. Do
có bước sóng rất ngắn và vận tốc rất lớn, khơng có khối lượng và điện tích,
khơng bị lệch trong điện trường và có sức xuyên khá lớn.
- Tác nhân hóa học: Các chất đồng đẳng của bazơ nitơ như 5- bromuracil,
2-aminopurin. Các hợp chất alkyl hoá như EI (ethylene imin), EMS

(ethylmethane sulfonate). Các hợp chất này có khả năng alkyl hố các nhóm
phosphate trong phân tử DNA cũng như các bazơ purin hay pyrimidine dẫn đến

11

download by :


sự đột biến. Các chất ơxi hố khử và các gốc tự do như peroxyt, HNO2,
aldehyd… gây đột biến liên quan đến sự dezamin hoá các gốc purin và
pyrimidine của DNA và RNA. Ngoài ra, các chất nhuộm màu thuộc nhóm
acridin, các chất này khi phản ứng với DNA thì tạo thành một phức hệ làm rối
loạn sự tái sinh bình thường của DNA.
Cơ chế tác động của sodium azide đã được hiểu khá rõ ràng. Sodium azide
ức chế chuỗi vận chuyển electron, ức chế enzyme catalase, peroxidase và
cytochrome oxidase, do đó ảnh hưởng đến q trình hơ hấp, giảm hiệu quả sửa
chữa đột biến DNA. Có thể tóm tắt các tác động của sodium azide và cơ chế gây
đột biến gen của sodium azide ở hình 2.1.

Hình 2.1. Cơ chế tác động và tạo đột biến gen của sodium azide
2.3.3. Cơ sở di truyền của đột biến
Đột biến có thể xảy ra ở bất kỳ lúc nào và ở bất kỳ tế bào nào. Các tác
động lên kiểu hình có thể là những biến đổi nhỏ nhất mà chỉ có thể phát hiện bằng
các phương pháp phân tích phân tử đến những biến đổi lớn dẫn đến thay đổi những
q trình cơ bản của tế bào dẫn đến có thể làm chết tế bào hoặc cả cơ thể. Đột biến
có thể phân chia theo nhiều cách khác nhau. Ở các sinh vật đa bào, sự phân biệt
quan trọng dựa trên các dạng tế bào đầu tiên xảy ra đột biến. Những đột biến xuất

12

download by :