Nghiên cứu xây dựng quy trình nhân nhanh in vitro cây khoai lang hoàng long (ipomoea batatas (l) lam)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Ệ

Ọ

----------oOo---------

Ệ
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH NHÂN
NHANH IN VITRO CÂY KHOAI LANG HỒNG LONG
(IPOMOEA BATATAS (L.) LAM)

HÀ NỘI - 2023


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Ệ

Ọ

----------oOo---------

Ệ
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH NHÂN
NHANH IN VITRO CÂY KHOAI LANG HỒNG LONG
(IPOMOEA BATATAS (L.) LAM)

Giảng viên hƣớng dẫn
gƣời thực hiện

: TS. NINH THỊ THẢO
: Ê VĂ

Mã sinh viên

: 645629

Lớp

: K64CNSHA

HÀ NỘI - 2023

ƢƠ


LỜ

MĐ

Tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu xây dựng
quy trình nhân nhanh in vitro cây khoai lang Hồng Long (Ipomoea batatas
(L.) Lam)” là cơng trình nghiên cứu đƣợc thực hiện bởi chính bản thân. Những
tài liệu tham khảo đƣợc sử dụng trong đề tài đã đƣợc trích dẫn và nêu rõ trong
mục Tài liệu tham khảo. Bên cạnh đó, những kết quả nghiên cứu hồn tồn
mang tính chất trung thực, khơng sao chép, đạo nhái từ bất kỳ cơng trình nào
trƣớc đây.

Nếu những lời cam đoan trên của tơi khơng chính xác, tơi xin chịu hồn
tồn trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật từ khoa và Học viện.
Hà Nội, ngày tháng năm 2023
Sinh viên

ê Văn hƣơng

i


LỜI CẢM Ơ

Sau một thời gian học tập tại Học viện Nơng nghiệp Việt Nam, trong suốt
q trình thực tập tại Bộ môn Công Nghệ Sinh Học thuộc Viện Nghiên cứu Rau
quả, đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ và dìu dắt tận tình của các Thầy Cơ giáo, các
cán bộ tại phịng thí nghiệm của Bộ mơn, cùng sự cố gắng và nỗ lực của bản
thân, tơi đã hồn thành khóa luận tốt nghiệp của mình.
Trƣớc tiên, tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trƣờng, Ban chủ
nhiệm khoa Công nghệ sinh học và tất cả các thầy cô giáo đã truyền đạt cho tôi
những kiến thức vô cùng quan trọng và quý báu trong suốt thời gian học tập, rèn
luyện tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
Tôi xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Ninh Thị Thảo và
ThS. Trịnh Thị Nhất Chung đã tận tình hƣớng dẫn và dạy dỗ tơi trong suốt q
trình học tập cũng nhƣ nghiên cứu.
Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các anh chị và bạn bè, cùng tồn thể cán bộ
thuộc Bộ mơn Cơng Nghệ Sinh Học, Ban Chủ nhiệm Khoa và các Thầy, Cô
giáo Khoa Công nghệ sinh học đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tơi hồn thành
đƣợc khóa luận này.
Và cuối cùng, với tất cả lịng kính trọng và biết ơn vô hạn, tôi xin gửi lời
cảm ơn tới Bố, Mẹ và những ngƣời thân của tôi đã nuôi nấng, động viên và tạo

động lực cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2023
Sinh viên

ê Văn hƣơng

ii


TÓM TẮT

Nghiên cứu này đƣợc thực hiện nhằm xây dựng quy trình nhân nhanh in
vitro cây khoai lang Hồng Long. Ở giai đoạn tạo vật liệu khởi đầu, nghiên cứu
đã xác định đƣợc chế độ khử trùng thích hợp để tạo vật liệu khởi đầu từ đoạn
thân mang mắt ngủ khoai lang Hoàng Long là sử dụng H2O2 15% trong thời
gian 10 phút, chế độ khử trùng thích hợp để tạo vật liệu khởi đầu phần ngọn là
sử dụng H2O2 15% trong thời gian 8 phút. Giai đoạn nhân nhanh, nghiên cứu đã
tiến hành nuôi cấy chồi in vitro trên các mơi trƣờng có bổ sung BA, kinetin và
TDZ. Kết quả thu đƣợc cho thấy môi trƣờng nhân nhanh chồi tối ƣu là MS + 4
g/l agar + 30 g/l đƣờng + 15% nƣớc dừa + 1,0 mg/l TDZ, cho hệ số nhân chồi
khoai lang Hoàng Long là 4,23 lần, chiều cao chồi đạt 4,09 cm và số lá/chồi đạt
6,52 lá sau 3 tuần nuôi cấy. Môi trƣờng tối ƣu để tạo rễ cho cây in vitro hoàn
chỉnh là MS + 4 g/l agar + 30 g/l đƣờng + 15% nƣớc dừa + 0,5 mg/l IAA cho tỷ
lệ chồi tạo rễ đạt 100%, với số rễ/chồi đạt 13,12 rễ và chiều dài rễ đạt 14,04 cm
sau 3 tuần nuôi cấy.

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
TÓM TẮT ............................................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ - KÝ HIỆU VIẾT TẮT ....................................... ix
1.1 Đặt vấn đề........................................................................................................ 1
1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài ....................................................................... 2
1.2.1 Mục đích đề tài ............................................................................................. 2
1.2.2 Yêu cầu ......................................................................................................... 2
II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU....................................................... 3
2.1 Giới thiệu chung về cây khoai lang................................................................. 3
2.1.1 Nguồn gốc và phân bố.................................................................................. 3
2.1.2 Phân loại ....................................................................................................... 4
2.1.3 Đặc điểm sinh học của cây khoai lang ......................................................... 4
2.1.4 Giá trị dinh dƣỡng và giá trị kinh tế của cây khoai lang .............................. 6
2.1.4.1 Giá trị dinh dƣỡng ..................................................................................... 6
2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang trên thế giới và trong nƣớc ........... 8
2.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới ................................................. 8
2.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ trong nƣớc ................................................... 9
2.3 Các phƣơng pháp nhân giống khoai lang ........................................................ 9
2.4 Tình hình nghiên cứu nhân giống khoai lang bằng phƣơng pháp nuôi cấy mô
trên thế giới và Việt Nam .................................................................................... 10
III. ĐỐI TƢỢNG, VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 13
3.1 Đối tƣợng và vật liệu nghiên cứu .................................................................. 13
3.2 Địa điểm nghiên cứu ..................................................................................... 13
3.3 Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 13

iv


3.3.1 Nội dung 1: Khảo sát chế độ khử trùng mẫu đoạn thân và chồi ngọn cây
khoai lang Hoàng Long ....................................................................................... 13
3.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hƣởng của chất điều tiết sinh trƣởng đến hệ số
nhân chồi và chất lƣợng chồi in vitro cây khoai lang Hoàng Long .................... 14
3.3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu tạo cây khoai lang in vitro hoàn chỉnh ............... 17
3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................... 19
3.4.1. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm.................................................................. 19
3.4.2 Phƣơng pháp xử lý số liệu.......................................................................... 20
IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................................... 21
4.1. Khảo sát chế độ khử trùng mẫu đoạn thân và chồi ngọn cây khoai lang
Hoàng Long ......................................................................................................... 21
4.1.1. Ảnh hƣởng của thời gian khử trùng bằng H2O2 15% tới kết quả tạo vật
liệu khởi đầu từ đoạn thân cây khoai lang Hoàng Long ..................................... 21
4.1.2. Ảnh hƣởng của thời gian khử trùng bằng H2O2 15% tới kết quả tạo vật
liệu khởi đầu từ chồi ngọn cây khoai lang Hoàng Long ..................................... 22
4.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của chất điều tiết sinh trƣởng đến hệ số nhân chồi và
chất lƣợng chồi in vitro cây khoai lang Hoàng Long.......................................... 23
4.2.1 Nghiên cứu ảnh hƣởng của BA đến hệ số nhân và chất lƣợng chồi in vitro
cây khoai lang Hoàng Long ................................................................................ 23
4.2.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng của kinetin đến hệ số nhân và chất lƣợng chồi in
vitro cây khoai lang Hoàng Long ........................................................................ 26
4.2.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng của TDZ đến hệ số nhân và chất lƣợng chồi in vitro
cây khoai lang Hoàng Long ................................................................................ 29
4.2.4 Nghiên cứu ảnh hƣởng của BA và α-NAA đến hệ số nhân và chất lƣợng
chồi in vitro cây khoai lang Hoàng Long ............................................................ 33
4.2.5 Nghiên cứu ảnh hƣởng của TDZ và α-NAA đến hệ số nhân và chất lƣợng
chồi in vitro cây khoai lang Hoàng Long ............................................................ 36

4.3. Nghiên cứu tạo cây khoai lang in vitro hoàn chỉnh ..................................... 39

v


4.3.1 Nghiên cứu ảnh hƣởng của α-NAA đến khả năng ra rễ của chồi in vitro
cây khoai lang Hoàng Long ................................................................................ 39
4.3.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng của IBA đến khả năng ra rễ của chồi in vitro cây
khoai lang Hoàng Long ....................................................................................... 42
4.3.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng của IAA đến khả năng ra rễ của chồi in vitro cây
khoai lang Hoàng Long ....................................................................................... 45
V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 48
5.1. Kết luận ........................................................................................................ 48
5.2. Kiến nghị ...................................................................................................... 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 49

vi


DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong 100g khoai lang (USDA, 2018). ... 7
Bảng 4.1: Ảnh hƣởng của thời gian khử trùng bằng H2O2 15% đến hiệu quả tạo
vật liệu khởi đầu từ đoạn thân ............................................................. 21
Bảng 4.2: Ảnh hƣởng của thời gian khử trùng bằng H2O2 15% đến hiệu quả tạo
vật liệu khởi đầu từ đoạn chồi ngọn.................................................... 23
Bảng 4.3: Ảnh hƣởng của BA đến hệ số nhân và chất lƣợng chồi khoai lang
Hoàng Long in vitro sau 3 tuần........................................................... 24
Bảng 4.4: Ảnh hƣởng của kinetin đến hệ số nhân và chất lƣợng chồi khoai lang
in vitro sau 3 tuần. ............................................................................... 27

Bảng 4.5: Ảnh hƣởng của TDZ đến hệ số nhân và chất lƣợng chồi khoai lang in
vitro sau 3 tuần. ................................................................................... 30
Bảng 4.6: Ảnh hƣởng của tổ hợp BA và α-NAA đến hệ số nhân và chất lƣợng
chồi khoai lang in vitro sau 3 tuần. ..................................................... 34
Bảng 4.7: Ảnh hƣởng của tổ hợp 1,0 mg/l TDZ và α-NAA đến hệ số nhân và
chất lƣợng chồi khoai lang in vitro sau 3 tuần. ................................... 37
Bảng 4.8: Ảnh hƣởng của α-NAA đến khả năng ra rễ của chồi khoai lang in
vitro sau 3 tuần. ................................................................................... 40
Bảng 4.9: Ảnh hƣởng của IBA đến khả năng ra rễ của chồi khoai lang............. 43
Bảng 4.10: Ảnh hƣởng của IAA đến khả năng ra rễ của chồi khoai lang .......... 45

vii


DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Cây khoai lang Hồng Long. ................................................................ 3
Hình 3.1: Mẫu đoạn thân và chồi cây khoai lang Hồng Long. ....................... 133
Hình 4.1: Chồi in vitro khoai lang Hồng Long sau 7 ngày khử trùng. ............. 22
Hình 4.2: Chồi in vitro cây khoai lang Hồng Long ni cấy trên môi trƣờng bổ
sung BA sau 3 tuần nuôi cấy............................................................... 25
Hình 4.3: Chồi in vitro cây khoai lang Hồng Long nuôi cấy trên môi trƣờng bổ
sung kinetin sau 3 tuần ni cấy. ........................................................ 28
Hình 4.4: Chồi in vitro cây khoai lang Hồng Long ni cấy trên mơi trƣờng bổ
sung TDZ sau 3 tuần ni cấy ............................................................ 32
Hình 4.5: Chồi in vitro cây khoai lang Hồng Long ni cấy trên mơi trƣờng bổ
sung 0,5 mg/l BA và α-NAA sau 3 tuần ni cấy .............................. 36
Hình 4.6: Chồi in vitro cây khoai lang Hồng Long ni cấy trên mơi trƣờng bổ
sung 1,0 mg/l TDZ và α-NAA sau 3 tuần nuôi cấy. ........................... 38
Hình 4.7: Ảnh hƣởng của α-NAA đến khả năng ra rễ của chồi khoai lang Hồng

Long in vitro........................................................................................ 41
Hình 4.8: Ảnh hƣởng của IBA đến khả năng ra rễ của chồi khoai lang Hồng
Long in vitro........................................................................................ 44
Hình 4.9: Ảnh hƣởng của IAA đến khả năng ra rễ của chồi khoai lang Hoàng
Long in vitro........................................................................................ 46

viii


DANH MỤC CÁC CỤM TỪ - KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Viết tắt

Viết đầy đủ

1

BA

6-Benzylaminopurine

2

CT

Công thức

3

ĐC

Đối chứng

4

IBA

Indole-3-butyric acid

5

IAA

Indole-3-acetic acid

6

LSD0,05

Độ lệch tiêu chuẩn mức ý nghĩa 5%

7

α-NAA

α-Naphthalene Acetic Acid

8

MS

Môi trƣờng Murashige và Skoog

9

TDZ

Thidiazuron

10

TB

Trung bình

STT

ix


I. MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Khoai lang Hoàng Long là giống nhập từ Trung Quốc và đƣợc trồng thí
điểm tại vùng đất trũng ven sơng Hồng Long, tỉnh Ninh Bình. Ngày nay khoai
Hoàng Long đã trở nên phổ biến và đƣợc trồng ở nhiều nơi trên khắp miền Bắc
của Việt Nam. Khoai có thân màu tím đỏ, lá già thì có màu xanh tím, gân lá tím,
mặt dƣới lá tím và lá hình tim, củ có thịt củ bở, màu vàng nhạt, bùi, ngọt và có
mùi thơm đặc trƣng. Đây là giống cây có thời gian sinh trƣởng ngắn, thích hợp
trồng tại các vùng đồng bằng và trung du Bắc Bộ hay trên các loại đất cát pha
(Hình 2.1). Do vậy, phát triển nguồn khoai lang đặc sản này để trở thành một

thƣơng hiệu nổi tiếng và là cây kinh tế mũi nhọn cho tỉnh Ninh Bình và các
vùng đồng bằng và trung du Bắc Bộ là một yêu cầu bức thiết.
Cây khoai lang thƣờng đƣợc nhân giống từ từ củ hoặc từ nhánh. Theo đó,
củ hoặc các đoạn nhánh sau khi cắt khỏi cây mẹ đƣợc giâm vào giá thể hoặc
nƣớc để kích thích củ và đốt thân mọc rễ. Phƣơng pháp nhân giống này khá đơn
giản và rất dễ thực hiện nhƣng lại có nhƣợc điểm là hệ số nhân thấp, cây dễ
thối hố và khó kiểm sốt đƣợc phẩm chất của cây con do cây có thể mang
mầm bệnh từ cây mẹ. Để khắc phục các hạn chế này, phƣơng pháp nhân giống
in vitro là một giải pháp hiệu quả do cho hệ số nhân giống cao, cây giống tạo ra
hoàn toàn sạch bệnh, đồng nhất về kiểu hình và có thể sản xuất đƣợc ở quy mơ
lớn. Ở nƣớc ta đã có một số nghiên cứu thiết lập quy trình nhân giống in vitro
một số giống khoai lang nhƣ khoai lang Kokei No.14 (Nguyễn Thanh Mai,
2005), khoai lang nhật (Lƣơng Thị Ngọc Tú và cs., 2017) và khoai lang HNV1
(Nguyễn Thị Thúy Ngọc, 2018). Tuy nhiên cho đến nay chƣa có bất kỳ nghiên
cứu nào về sử dụng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào để nhân giống cây khoai lang
Hồng Long đƣợc chính thức cơng bố. Đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình
nhân nhanh in vitro cây khoai lang Hoàng Long (Ipomoea Batatas (L.) Lam)”
đƣợc thực hiện nhằm khảo sát khả năng nhân giống in vitro cây khoai lang
Hồng Long góp phần thiết lập quy trình vi nhân giống lồi cây này cho hệ số
1


nhân giống và chất lƣợng cây giống tốt làm cơ sở cho việc cung cấp cây giống
cho ngƣời dân trồng khoai lang khu vực tỉnh Ninh Bình và các vùng đồng bằng
và trung du Bắc Bộ.
1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài
1.2.1 Mục đích đề tài
Nghiên cứu xây dựng quy trình nhân nhanh in vitro cây khoai lang Hoàng
Long (Ipomoea Batatas (L.) Lam) cho hệ số nhân giống cao, chất lƣợng cây tốt
nhằm cung cấp nguồn cây giống đồng nhất, sạch bệnh, khỏe mạnh đáp ứng sản

xuất thƣơng mại loài cây này.
1.2.2 Yêu cầu
- Xác định đƣợc chế độ khử trùng thích hợp cho vật liệu đoạn thân và mẫu
chồi ngọn cây khoai lang Hoàng Long.
- Xác định môi trƣờng nhân nhanh chồi in vitro cây khoai lang Hồng
Long thích hợp.
- Xác định mơi trƣờng thích hợp để tạo cây in vitro cây khoai lang Hoàng
Long hoàn chỉnh .

2


II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
2.1 Giới thiệu chung về cây khoai lang
2.1.1 Nguồn gốc và phân bố
Cây khoai lang (Ipomoea Batatas Lam.) thuộc họ bìm bìm
(Convolvulaceae). Là cây thân thảo, sống hằng năm, thân mềm bò hoặc leo, hoa
lƣỡng tính, quả sóc, lá đơn mọc cách, lá đều đặn hoặc có khía (Hình 2.1).
Khoai lang có nguồn gốc từ Trung Mỹ và Nam Mỹ, trải rộng toàn thế giới
với đặc điểm là cây dễ trồng, hiệu quả năng suất trên đơn vị diện tích đất rất lớn
so với những lồi cây khác. Với sự hình thành và phát triển của thƣơng mại quốc
tế, cây khoai lang lan nhanh ra các vùng nhiệt đới. Ngƣời Tây Ban Nha mang
khoai lang từ Mêhicơ và Philippin, rồi từ đó phát tán ra các đảo khác. Ngƣời Bồ
Đào Nha đƣa cây khoai lang từ vùng Caribê và Nam Mỹ sang Châu Âu, Châu
Phi, Đông Nam Châu Á và Ấn Độ (Yen, 1974). Cây khoai lang du nhập vào
Việt Nam vào cuối thế kỉ 16. Ngày nay, khoai lang đƣợc trồng rộng khắp trong
các khu vực nhiệt đới và ơn đới ấm thích hợp cho sự phát triển của khoai lang.

Hình 2.1: Cây khoai lang Hoàng Long.
3

2.1.2 Phân loại
- Tên Việt Nam: Cây khoai lang
- Tên khoa học: Ipomoea Batatas L.
- Giới (regnum):

Plantae

- Bộ (ordo): Solanales
- Họ (familia): Convolvulaceae
- Chi (genus): Ipomoea
- Loài (species): I. batatas
Tùy thuộc vào giống, có khoảng 400 loại khoai lang đã đƣợc phát hiện
trên thế giới, vỏ và thịt của khoai lang có thể gần nhƣ trắng, kem, vàng, cam,
hồng hoặc tím đậm, mặc dù thịt có màu trắng kem và vàng cam là phổ biến nhất
Các giống khoai lang đƣợc trồng và dại có tầm quan trọng trong sản xuất
và lai tạo giống:
- Giống khoai lang thịt tím Ipomoea Batatas ( L. ) Purple-fleshed
- Giống khoai lang thịt vàng Ipomoea Batatas ( L. ) Orange-fleshed
- Giống khoai lang thịt trắng Ipomoea Batatas ( L. ) White-fleshed
- Loài khoai lang dại Ipomoea pandurata ( L. )
Ngồi ra cịn các giống khoai lang lai nhƣ:
- Ipomoea Batatas ( L. ) Purple-fleshed: khoai lang KL 20-209, KL 143.
- Ipomoea Batatas ( L. ) Orange-fleshed: VX-37, HL4.
- Ipomoea Batatas ( L. ) White-fleshed: V 15-70 (K4), TV1.
2.1.3 Đặc điểm sinh học của cây khoai lang
- Thân
Thân khoai lang chủ yếu là thân bò, đứng, thân leo. Chiều dài thân từ 3 - 4
m, trung bình từ 1,5 - 2 m, đƣờng kính thân từ 0,3 - 0,6 cm. Trên thân có nhiều

đốt, mỗi đốt có một lá. Chiều dài đốt từ 3 - 7 cm. Thân trịn hoặc có cạnh, một
số giống trên thân có lơng. Màu sắc thân: trắng vàng, xanh đậm hoặc xanh nhạt.
- Hoa

4


Khoai lang thuộc họ bìm bìm, hoa có hình chng, cuống dài, giống hoa
rau muống. Hoa mọc ở nách lá hoặc đầu ngọn thân, mọc riêng rẽ thành chùm 3 7 hoa.
Tràng hoa hình phễu, màu hồng tía, cánh hoa dính liền, mỗi hoa có một
nhị cái và 5 nhị đực cao thấp không đều nhau và thấp hơn nhị cái. Sau khi nở
hoa nhị đực mới tung phấn. Trong sản xuất khoai lang thƣờng thụ phấn nhờ gió
hoặc cơn trùng.
- Lá
Lá khoai lang mọc cách, có cuống dài (trên dƣới 10 cm). Cuống dài nên lá
khoai lang có thể xoay chuyển phiến lá ra ngoài ánh sáng mặt trời. Hình dạng
màu sắc lá phụ thuộc vào giống có hình tim, mũi mác, xẻ thùy (nông, sâu hoặc
chân vịt). Tùy vào chủng và giống mà lá cây sẽ những màu sắc khác nhau.
Khoai lang có số lƣợng lá nhiều, trên thân chính từ (40 - 50 lá) và lá trên các
thân phụ (cành cấp 1, 2). Tổng số lá trên cây khoảng 300 - 400 lá.
- Quả
Quả khoai lang thuộc dạng quả sóc, hình hơi trịn, có 3 mảnh vỏ, mỗi quả
có 1 - 4 hạt. Hạt khoai lang có màu nâu đen, hình bầu dục hay đa giác, vỏ cứng
do đó có thể duy trì khả năng sống đƣợc 20 năm hoặc lâu hơn.
- Rễ và củ
Theo Wilson (1970) quan sát về hình thái có thể xếp rễ khoai lang thành 4
loại
* Rễ phụ là rễ phát triển trên các mắt đốt thân có các dạng sau
- Rễ hƣớng địa: rễ cám, rễ to, rễ hình dây, rễ thon dài, rễ củ.
- Rễ khuynh hƣớng trung gian chủ yếu rễ phát triển trên mặt đất.

- Rễ nằm ngang đƣợc hình thành từ rễ già.
- Rễ mọc ra từ củ gọi là rễ đầu củ, rễ bên.
* Rễ con
Bắt đầu mọc ở các mắt gần sát mặt đất, 7 - 10 ngày sau khi bén rễ, rễ con
phát triển ở lớp đất mặt và phát triển tối đa ở giai đoạn sau trồng từ 1,5 - 2 tháng.
Trong điều kiện thuận lợi ở các mắt đốt thân cũng sẽ mọc ra nhiều rễ con và rễ
5


con đó cũng có thể phân hố thành rễ củ. Chức năng của rễ con là hút nƣớc và
chất dinh dƣỡng để ni cây.
* Rễ củ
Đƣợc phân hố từ rễ con. Trong điều kiện thuận lợi, sau khi trồng 15 - 20
ngày, rễ con sẽ phân hoá rễ củ và sau đó phát triển thành củ khoai lang. Củ
khoai lang đƣợc hình thành ổn định vào thời điểm sau trồng khoảng 30 ngày
(đối với giống ngắn ngày) và 35 - 40 ngày (đối với giống trung bình và dài
ngày). Sự phân hố hình thành củ khoai lang cịn phụ thuộc vào điều kiện nhiệt
độ, độ ẩm đất và sự cân bằng dinh dƣỡng. Củ khoai lang tập trung nhiều ở các
mắt gần sát mặt đất. Thời gian đầu phát triển chủ yếu theo chiều dài, thời gian
cuối phát triển theo chiều ngang. Màu sắc hình dáng và số củ trên một cây nhiều
hay ít phụ thuộc vào giống.
* Rễ nửa chừng
Là loại rễ có khả năng hình thành củ, nhƣng trong quá trình phát triển gặp
điều kiện bất thuận. Khi đã hình thành rễ nửa chừng, sau đó có gặp điều kiện
ngoại cảnh thuận lợi thì rễ nửa chừng cũng khơng phát triển thành củ. Rễ nửa
chừng có đƣờng kính 2 - 5 mm, dài 20 - 30 cm, mọc thẳng tuột và rất nhanh,
khơng phình to thành củ đƣợc.
2.1.4 Giá trị dinh dƣỡng và giá trị kinh tế của cây khoai lang
2.1.4.1 Giá trị dinh dƣỡng
Khoai lang là nguồn dinh dƣỡng chất dồi dào, giàu carbohydrate, đƣờng,

chất xơ hòa tan và khơng hịa tan, natri, vitamin, khống chất, axit béo, axit
amin. Trong khoai lang chứa rất nhiều chất chống oxi hóa và các chất dinh
dƣỡng, nhờ vào các thành phần dinh dƣỡng dồi dào có trong khoai lang giúp cải
thiện các vấn đề của cơ thể con ngƣời giúp củng cố hệ thống rào chắn miễn dịch,
cải thiện bộ nhớ, tăng cƣờng hàm lƣợng vitamin cho cơ thể, giúp ngăn ngừa, ức
chế các tác nhân gây ung thƣ, cải thiện tóc và da và tăng cƣờng sức khỏe đƣờng
ruột (Bảng 2.1).

6


Bảng 2.1: Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong 100g khoai lang (USDA, 2018).
Thành phần

Hàm lƣợng

Nƣớc

80,1 g

Năng lƣợng

320 kJ

Chất đạm

1,37 g

Chất béo

0,14 g

Chất xơ

2,5 g

Đƣờng

5,74 g

Tinh bột

5,22 g

Canxi

27 g

Sắt

0,72 mg

Natri

55 mg

Kali

337 mg

Vitamin C

12,8 mg

Vitamin A

787 µg

Vitamin E

0,94 mg

Vitamin B6

0,2 mg

2.1.4.2. Giá trị kinh tế
Khoai lang đƣợc trồng ở tất cả các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, đặc
biệt là ở Châu Á, Châu Phi và Thái Bình Dƣơng. Khoai lang là một trong những
cây lƣơng thực chính trên thế giới khoai lang sử dụng nhiều hơn ở châu Á và
Châu Phi góp phần cải thiện nền kinh tế địa phƣơng. Bên cạnh vai trò là cây

7


lƣơng thực, khoai lang còn đƣợc sử dụng trong sản xuất chăn nuôi và các ngành
công nghiệp sử dụng tinh bột.
Ở Việt Nam, cây khoai lang chiếm vị trí quan trọng ở một số tỉnh thành
phía Nam, rải rác ở khu vực miền Trung và các vùng đồng bằng phía Bắc. Hiện
nay, cây khoai lang đƣợc trồng ở mọi nơi nhƣ trồng ở vƣờn, trồng trên rẫy, trên

đồng.
So với các cây lƣơng thực khác, cây khoai lang cho thu nhập cao, trung
bình với năng suất trung bình 16 tấn/ha thu mua với giá 10.000 đồng/kg, khi trừ
chi phí mỗi ha trồng khoai lang cho thu về gần 100 triệu đồng (Phòng
NN&PTNT huyện Nghi Xuân, 2021).

Khoai lang đƣợc biết đến với nhiều mục đích sử dụng nhƣ ăn trực tiếp,
chế biến đƣợc nhiều món ăn, tinh bột, sử dụng nhƣ một vị thuốc trong đông y,
đặc biệt khoai lang là nguyên liệu quan trọng trong các nghành công nghiệp và
nông nghiệp đã mang lại tiềm năng phát triển lớn cho cơ hội sản xuất và tiêu
dùng khoai lang tại Việt Nam. Và đƣợc sự trợ giúp của các tổ chức quốc tế,
khoai lang còn đƣợc xuất khẩu ra thị trƣờng nƣớc ngồi.
2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang trên thế giới và trong nƣớc
2.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới
Tổng sản lƣợng khoai lang trên toàn thế giới từ năm 2010 đến năm 2021
Đạt khoảng 88,9 triệu tấn, (Shahbandeh, 2023). Khoai lang đã và đang tiếp tục
đƣợc xem nhƣ một nguồn thực phẩm ƣa thích của thế giới.Khoai lang là một
loại cây lƣơng thực quan trọng trong nhiều thế kỷ ở miền Trung và Nam Mỹ
(Yen, 1974) và gần đây hơn là một loạt các quốc gia ở các vùng nhiệt đới, cận
nhiệt đới và đới ơn hịa. Khoai lang hiện đại diện cho cây lƣơng thực quan trọng.
Trung Quốc là nƣớc sản xuất khoai lang lớn nhất thế giới với 105 triệu tấn
vào năm 1993, chiếm khoảng 80% tổng sản lƣợng thế giới. Dân số tăng nhanh
trong những năm 1980, dẫn đến áp lực lớn đối với đất nông nghiệp, đƣợc coi là
yếu tố chính dẫn đến việc mở rộng sản xuất nhanh chóng ở nhiều nƣớc, đặc biệt
là ở Việt Nam, Kenya, Rwanda, Burundi, Bắc Triều Tiên và Madacasgar. Các
8


nƣớc sản xuất khoai lang lớn nhất ở châu Phi là: Uganda (1,9 triệu tấn), Rwanda
(0,7 triệu tấn), Burundi (0,68 triệu tấn) và Kenya (0,63 triệu tấn) (FAO, 1998).

2.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ trong nƣớc
Việt Nam là một trong những nƣớc sản xuất khoai lang lớn trên thế giới,
với phần lớn sản lƣợng khoai lang đƣợc xuất khẩu sang các nƣớc trên thế giới.
Sản xuất khoai lang tại Việt Nam đã tăng trƣởng nhanh trong những năm gần
đây và có xu hƣớng tiếp tục tăng trƣởng. Tuy nhiên, sản xuất khoai lang của
Việt Nam vẫn còn phải đối mặt với một số vấn đề nhƣ chất lƣợng thấp, nguồn
nguyên liệu không đồng nhất và các vấn đề liên quan đến môi trƣờng. Tiêu thụ
khoai lang tại Việt Nam cũng đang tăng, đặc biệt là trong ngành nông nghiệp và
chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, vẫn còn rất ít tiêu thụ trong ngành công nghiệp.
Thông tin từ Tổng cục thống kê cho biết năm 2020 diện tích trồng khoai lang
của nƣớc ta là 108,9 nghìn ha và sản lƣợng khoai lang năm 2020 trên cả nƣớc là
1377,8 nghìn tấn.
2.3 ác phƣơng pháp nhân giống khoai lang
hƣơng pháp nhân giống bằng củ
Phƣơng pháp này là nhằm khắc phục tình trạng dây giống bị thối hóa,
năng suất và phẩm chất củ giảm dần. Dùng củ để gây giống sẽ làm dây to, mập,
khoẻ, chịu đƣợc những điều kiện ngoại cảnh bất lợi, năng suất cao và giữ đƣợc
đặc tính di truyền của giống. Gây giống bằng củ đều thấy đạt năng suất cao hơn
gây giống bằng dây từ 20 -40%. Thông thƣờng sau 2 - 3 năm trồng bằng dây
ngƣời ta tiến hành gây giống bằng củ 1 lần (vì kinh nghiệm cho thấy, nếu cứ liên
tục lấy dây vụ trƣớc để làm giống cho vụ sau, thì giống khoai sẽ kém dần và chỉ
có 70 - 80% số dây ra củ).
hƣơng pháp nhân giống bằng dây
Đây là cách làm quen thuộc ở các vùng trồng khoai lang ở nƣớc ta. Để
nhân số lƣợng của cây khoai lang ngƣời ta thƣờng cắt một đoạn thân của cây
khoai lang, có mầm, mập khỏe sau đó đem trồng vào luống. Nhân giống bằng
dây vừa nhanh vừa giảm chi phí, tuy vậy dây nhanh già và bị thối hóa.
9

hƣơng pháp nhân giống bằng hạt
Gây giống bằng hạt có thể tạo ra đƣợc những giống mới, nhƣng việc tiến
hành rất phức tạp, hơn nữa tỷ lệ kết hạt của khoai lang cũng rất thấp chỉ đạt 30 40%. Hạt khoai lang rất nhỏ (bằng hạt cải củ) vỏ hạt rất dày và cứng, nên làm
đất thật kỹ và phải cọ xát hoặc xử lý hạt bằng H2SO4 1-2% trong 20 phút hoặc
có thể ngâm nƣớc nóng trong 3-4 giờ rồi ủ cho nứt nanh trƣớc khi gieo.
hƣơng pháp nuôi cấy mô
Nuôi cấy mô tế bào thực vật là tổng hợp những kỹ thuật đƣợc sử dụng để
duy trì và nuôi cấy các tế bào, mô hoặc các cơ quan thực vật trong điều kiện vô
trùng trên môi trƣờng nuôi cấy giàu dinh dƣỡng với những thành phần xác định.
Phƣơng pháp này có thể nhân giống số lƣợng lớn với chất lƣợng cao nhằm cung
cấp nguồn cây giống đồng nhất, sạch bệnh, khỏe mạnh đáp ứng sản xuất thƣơng
mại loài cây khoai lang.
2.4 Tình hình nghiên cứu nhân giống khoai lang bằng phƣơng pháp nuôi
cấy mô trên thế giới và Việt Nam
Trên thế giới đã có khá nhiều nghiên cứu về nhân nhanh cây khoai lang
bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật.
Alula và cs. (2018) đã cảm ứng tái sinh chồi khoai lang từ mô phân sinh
đỉnh và sau đó khảo sát các mơi trƣờng tối ƣu cho giai đoạn nhân nhanh chồi và
giai đoạn tạo cây in vitro hoàn chỉnh. Nghiên cứu đã xác định đƣợc mơi trƣờng
thích hợp để nhân nhanh chồi của 3 giống khoai lang Beletech, Awassa-83 và
Belela là môi trƣờng bổ sung 0,75 mg/l BA + 0,5 mg/l Kinetin. Số ngày tối thiểu
để cảm ứng ra rễ cho chồi Beletech là 3,167 ngày khi nuôi cấy trên môi trƣờng
bổ sung 0,5 mg/l IBA + 0,5 mg/l α-NAA và chồi Awassa-83 là 3,83 ngày khi
nuôi cấy trên môi trƣờng bổ sung 1,0 mg/l IBA + 0,5 mg/l α-NAA. Trong khi
đó, chồi giống Belela ra rễ sau 3,83 ngày trên môi trƣờng chứa 1,0 mg/l IBA +
1,0 mg/l α-NAA. Số lƣợng rễ/chồi đạt cao nhất trên mơi trƣờng MS có bổ sung
sự kết hợp 1,0 mg/l IBA và 0,5 mg/l α-NAA (11,7 rễ), tiếp theo là môi trƣờng
bổ sung 0,75 mg/l IBA + 0,5 mg/l α-NAA (9,3 rễ). Chiều dài rễ tối đa đạt đƣợc
10

ở giống Beletech (3,4 cm), sau đó là giống Awassa-83 (3,43 cm) khi nuôi cấy
trên môi trƣờng bổ sung kết hợp 0,75 mg/l IBA và 0,5 mg/l α-NAA.
Abubakar và cs. (2018) nghiên cứu nhân nhanh giống khoai lang King J
từ vật liệu đoạn thân mang mắt ngủ. Kết quả cho thấy môi trƣờng A (MS + 0,5
mg/l BA + 0,5 mg/l GA3 + 0,05 mg/l α-NAA) cho kết quả cao nhất là chiều cao
chồi đạt 1,72 cm và 1,40 lá/chồi. Tiếp theo là môi trƣờng B (MS + 0,5 mg/l BA
+ 0,5 mg/l GA3 + 0,05 mg/l α-NAA) cho kết quả cao nhất là chiều cao chồi đạt
1,54 cm và 1,29 lá/chồi.
Feyissa và Dugassa. (2011) nghiên cứu sản xuất khoai lang trong ống
nghiệm sạch virus từ vật liệu là mô phân sinh đỉnh từ ba giống khoai lang
Awassa-83, Guntute và Awassa địa phƣơng đƣợc nuôi cấy trên môi trƣờng MS
bổ sung BA, GA3 và α-NAA. Khi sử dụng môi trƣờng MS bổ sung 1,0 mg/l BA
+ 1,0 mg/l GA3 + 0,01 mg/l α-NAA thu đƣợc 66,67% khả năng tạo chồi ở hai
giống Awassa-83 và Guntute, cịn giống Awassa có 63,33% khả năng tạo chồi
khi sử dụng môi trƣờng môi trƣờng MS bổ sung 1,0 mg/l BA + 2,0 mg/l GA3 +
0,01 mg/l α-NAA. Kết quả cũng cho hệ số nhân chồi tốt nhất thu đƣợc trong môi
trƣờng MS + 2,0 mg/l BA ở giống Awassa-83 (5,26 ± 0,02 chồi/mẫu) và
Awassa địa phƣơng (5,12 ± 0,02 chồi/mẫu). Khi nuôi cấy ở môi trƣờng MS +
3,0 mg/l BA kết quả thu đƣợc hệ số nhân chồi là 2,48 ± 0,03 chồi/mẫu. Chiều
dài rễ tốt nhất là 9,5 ± 0,10 cm, 9,68 ± 0,02 cm đối với giống Guntute và 11,03 ±
0,02 cm đối với Awassa-83, Awassa địa phƣơng. Khi thí nghiệm khảo sát ở mơi
trƣờng ½ MS + 0,1 mg/l IBA kết quả thu đƣợc số lƣợng rễ trên mỗi chồi cao
nhất (6,34 ± 0,01) ở giống Awassa-83.
Tại Việt Nam, Lƣơng Thị Ngọc Tú và cs. (2019) đã nghiên cứu nhân
giống khoai lang Nhật bằng phƣơng pháp nuôi cấy mô tế bào. Kết quả nghiên
cứu chỉ ra rằng môi trƣờng nhân nhanh phù hợp cho mẫu chồi sạch bệnh là môi
trƣờng MS + 1,0 mg/l BA, kết quả thu đƣợc hệ số nhân chồi đạt 4,59 chồi/mẫu
cấy, chiều cao trung bình là 3,6 cm. Môi trƣờng bổ sung 10% nƣớc dừa + 1,0
mg/l GA3 + 1,5 mg/l IAA cho hiệu quả tốt nhất trong giai đoạn tạo cây hoàn

11


chỉnh, số rễ trung bình đạt 8,12 rễ, chiều dài trung bình rễ đạt 7,77 cm, chiều cao
trung bình của thân là 7,60 cm.
Vũ Thị Thúy Hằng và cs. (2016) đã xây dựng thành cơng quy trình tái
sinh giống khoai lang lai KLT10, x HL6-3. Kết quả tái sinh chồi từ đốt mang
mắt ngủ hiệu quả trong điều kiện nuôi cấy thống khí trên mơi trƣờng MS bổ
sung 8 g/L agar, 3% sucrose, 1,0 mg/l BA, 0,5 mg/l IAA và 20% nƣớc dừa và
tạo rễ có hiệu quả tối ƣu trên môi trƣờng MS bổ sung 8 g/L agar, 3% sucrose 0,3
mg/l α-NAA. Kết quả thu đƣợc cây con thu đƣợc từ mơi trƣờng ni cấy thống
khí có sức sống khỏe hơn so với mơi trƣờng ni cấy kín truyền thống nên có tỉ
lệ sống cao (~100%) và sinh trƣởng tốt hơn trong thời kỳ thuần hóa thích nghi
mơi trƣờng.

12


III. Đ

ƢỢNG, V T LIỆU, NỘ D

VÀ

ƢƠ

ÁP

NGHIÊN CỨU
3.1 Đối tƣợng và vật liệu nghiên cứu

- Đối tƣợng nghiên cứu: Cây khoai lang Hoàng Long.
- Vật liệu nghiên cứu: Đoạn thân mang mắt ngủ và chồi ngọn đƣợc cung
cấp bởi Viện Nghiên cứu Rau quả.
3.2 Địa điểm nghiên cứu
- Phịng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ sinh học - Viện Nghiên cứu Rau
quả.
- Thời gian nghiên cứu: Từ 06/2022 đến 12/2022.
3.3 Nội dung nghiên cứu
3.3.1 Nội dung 1: Khảo sát chế độ khử trùng mẫu đoạn thân và chồi ngọn
cây khoai lang Hoàng Long
Mẫu cấy đoạn thân hoặc chồi ngọn cây khoai lang Hồng Long đƣợc rửa
sạch dƣới vịi nƣớc máy, sau đó mẫu đƣợc chuyển vào box cấy vơ trùng, cắt
mẫu thành 2 cm (Hình 3.1) và ngâm trong nƣớc Javen 5%, lắc đều trong 10 phút
và rửa sạch mẫu nhiều lần bằng nƣớc vô trùng. Mẫu đƣợc tráng cồn 70o ba lần,
mỗi lần 30 giây, rửa sạch mẫu bằng nƣớc vô trùng. Mẫu đƣợc ngâm trong dung
dịch H2O2 15% từ 8 - 25 phút tuỳ thuộc vào vật liệu và cơng thức thí nghiệm.
Sau đó, rửa sạch mẫu bằng nƣớc vô trùng và cắt bỏ các đầu của mẫu bị tổn
thƣơng đƣợc đem cấy mẫu vào môi trƣờng MS (Murashige and Skoog medium).

Hình 3.1: Mẫu đoạn thân và chồi cây khoai lang Hoàng Long.
13


Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của thời gian khử trùng bằng H2O2 15% tới
kết quả tạo vật liệu khởi đầu từ đoạn thân cây khoai lang Hồng Long
Cơng thức

Thời gian khử trùng (phút)

1

10

2

15

3

20

4

25

Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của thời gian khử trùng bằng H2O2 15% tới
kết quả tạo vật liệu khởi đầu từ chồi ngọn cây khoai lang Hồng Long
Cơng thức

Thời gian khử trùng (phút)

1

8

2

10

3

12

4

14

3.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hƣởng của chất điều tiết sinh trƣởng đến
hệ số nhân chồi và chất lƣợng chồi in vitro cây khoai lang Hồng Long
Các chồi khoai lang in vitro có sức sống tốt đƣợc cấy trên môi trƣờng
MS + 4 g/l agar + 30 g/l đƣờng + 15% nƣớc dừa có bổ sung BA, Kinetin, TDZ
riêng rẽ hoặc kết hợp với α-NAA ở các nồng độ khác nhau để khảo sát ảnh
hƣởng của chất điều tiết sinh trƣởng đến hệ số nhân và chất lƣợng chồi.

14