Bước đầu nghiên cứu xây dựng quy trình nhân nhanh in vitro cây gai xanh (boehmeria nivea)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
------ ------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY
TRÌNH NHÂN NHANH IN VITRO CÂY GAI XANH
(Boehmeria nivea)

HÀ NỘI – 2022


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
------ ------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY
TRÌNH NHÂN NHANH IN VITRO CÂY GAI XANH
(Boehmeria nivea)

Người thực hiện

: VŨ HIỀN ANH

Khóa

: 62

Ngành

: CƠNG NGHỆ SINH HỌC

Người hướng dẫn

: TS. NINH THỊ THẢO

HÀ NỘI - 2022


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây tồn bộ là kết quả nghiên cứu do tôi thực hiện . Số
liệu và kết quả trong khóa luận này là trung thực và chưa được sử dụng để bảo
vệ một học vị nào.
Tơi xin cam đoan rằng các thơng tin trích dẫn đều được ghi rõ nguồn gốc
và mọi sự giúp đỡ đều được cảm ơn.

Hà Nội, ngày 15 tháng 03 năm 2022
Sinh viên thực hiện

Vũ Hiền Anh

i


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập và làm việc tại Học viện Nông Nghiệp Việt Nam,

đặc biệt là quá trình làm khóa luận tốt nghiệp tại Bộ mơn Cơng nghệ Sinh học
Thực vật- khoa Công nghệ sinh học, được sự giúp đỡ và dìu dắt của các thầy cơ,
bạn bè trong bộ mơn tơi đã hồn thành được khóa luận tốt nghiệp của mình.
Trước hết, tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ
nhiệm khoa Cơng nghệ Sinh học cùng tồn thể các thầy cơ đã dìu dắt và truyền
đạt những kiến thức vơ cùng quan trọng, bổ ích trong suốt q trình học tập và
làm khóa luận tốt nghiệp.
Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất đến TS.
Ninh Thị Thảo đã dành thời gian, tâm huyết, tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tơi
trong suốt q trình thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ Sinh
học Thực vật và các bạn cùng làm khóa luận đã giúp đỡ tơi hồn thành đề tài
này.
Cuối cùng, tơi cũng xin gửi lời biết ơn chân thành tới gia đình, người
thân, bạn bè đã động viên và tạo điều kiện cho tơi hồn thành q trình học tập
cũng như thực hiện khóa luận tốt nghiệp này.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 15 tháng 03 năm 2022
Sinh viên thực hiện

Vũ Hiền Anh

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................. iii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... v

DANH MỤC HÌNH................................................................................................ vi
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ - KÝ HIỆU VIẾT TẮT ............................................. vii
TÓM TẮT ............................................................................................................ viii
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................... 1
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 .................................................................................................................3
PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU................................................. 4
2.1.

Giới thiệu chung về cây gai xanh ................................................................... 4

2.1.1. Nguồn gốc .............................................................................................................4
2.1.2. Phân loại ...............................................................................................................4
2.1.3. Đặc điểm sinh học của cây gai xanh.....................................................................4
2.2.

Các phương pháp nhân giống cây gai xanh ..................................................... 6

2.3.

Giá trị của cây gai xanh ................................................................................. 7

2.3.1. Sợi gai ...................................................................................................................7
2.3.2. Giá trị kinh tế và xã hội ........................................................................................ 8
2.4.

Giới thiệu về giống gai AP1 ........................................................................... 9

2.5.

Tình hình nghiên cứu nhân giống in vitro cây gai xanh ................................. 10

PHẦN III: ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

............................................................................................................................. 13
3.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu ................................................................. 13
3.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 13
3.2.1. Nội dung 1: Khảo sát chế độ khử trùng đoạn thân mang mắt ngủ .....................13
3.2.2. Nội dung 2: Khảo sát chế độ khử trùng hạt gai xanh và môi trường gieo hạt....15
3.2.3. Nội dung 3: Khảo sát khả năng tái sinh chồi từ lá và đoạn thân của cây con nảy
mầm trên môi trường gieo hạt. ......................................................................................17
3.3.

Địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................................. 17
iii


3.4.

Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 18

PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 19

4.1.

Khảo sát chế độ khử trùng đoạn thân mang mắt ngủ...................................... 19

4.1.1. Ảnh hưởng của thời gian khử trùng HgCl2 0,1% đến hiệu quả tạo vật liệu khởi
đầu từ đoạn thân mang mắt ngủ ....................................................................................19
4.1.2. Ảnh hưởng kết hợp của xử lý acid citric 0,2% và chất khử trùng HgCl2 0,1%
đến hiệu quả tạo vật liệu khởi đầu từ đoạn thân mang mắt ngủ ....................................21
4.1.3. Ảnh hưởng của thời gian khử trùng presept 0,5% đến hiệu quả tạo vật liệu khởi
đầu từ đoạn thân mang mắt ngủ ....................................................................................22
4.2.

Khảo sát chế độ khử trùng hạt gai xanh và môi trường gieo hạt ..................... 24

4.2.1. Ảnh hưởng của thời gian khử trùng presept 0,5% đến hiệu quả khử trùng hạt ..25
4.2.2. Ảnh hưởng chất khử trùng presept 0,5% và chế phẩm ức chế vi sinh vật PPM
đến hiệu quả khử trùng hạt ............................................................................................26
4.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ khoáng MS đến khả năng nảy mầm của hạt gai xanh 29
4.2.4. Ảnh hưởng của các nồng độ GA3 đến hiệu quả tạo vật liệu khởi đầu từ hạt ..... 31
4.3. Khảo sát khả năng tái sinh chồi từ lá và đoạn thân của cây con nảy mầm trên
môi trường gieo hạt ............................................................................................... 33
4.3.1. Ảnh hưởng của các nồng độ BA đến khả năng tái sinh chồi từ đoạn thân mang
mắt ngủ ..........................................................................................................................33
4.3.2. Ảnh hưởng của các nồng độ BA đến khả năng tái sinh chồi từ mô lá ...............35
PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 37
5.1.

Kết luận ...................................................................................................... 37

5.2.

Kiến nghị .................................................................................................... 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 38
PHỤ LỤC ............................................................................................................. 40

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1. Ảnh hưởng của thời gian khử trùng HgCl2 0,1% đến hiệu quả tạo vật
liệu khởi đầu từ đoạn thân mang mắt ngủ .... Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.2. Ảnh hưởng kết hợp của xử lý acid citric 0,2% và HgCl2 0,1% đến hiệu
quả tạo vật liệu khởi đầu từ đoạn thân mang mắt ngủError! Bookmark not defined.
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của thời gian khử trùng presept 0,5% đến hiệu quả tạo vật
liệu khởi đầu từ đoạn thân mang mắt ngủ .. Error! Bookmark not defined.3
Bảng 4.4. Ảnh hưởng của thời gian khử trùng presept 0,5% đến hiệu quả khử
trùng hạt ..................................................... Error! Bookmark not defined.5
Bảng 4.5. Ảnh hưởng chất khử trùng presept 0,5% và chế phẩm ức chế vi sinh vật
PPM đến hiệu quả khử trùng hạt ................ Error! Bookmark not defined.7
Bảng 4.6. Ảnh hưởng của các nồng độ khoáng MS đến hiệu quả tạo vật liệu khởi
đầu từ hạt .................................................... Error! Bookmark not defined.9
Bảng 4.7. Ảnh hưởng của các nồng độ GA3 đến hiệu quả tạo vật liệu khởi đầu từ
hạt ............................................................... Error! Bookmark not defined.1
Bảng 4.8. Ảnh hưởng của các nồng độ BA đến khả năng tái sinh chồi từ đoạn thân
mang mắt ngủ ….…………………………………………………………
3Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.9. Ảnh hưởng của các nồng độ BA đến khả năng tái sinh chồi từ mô lá ……
Error! Bookmark not defined.5

v


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Cây gai xanh ..................................................................................................... 6
Hình 2.2 Sợi gai thành phẩm ........................................................................................... 8
Hình 2.3 Ruộng gai xanh AP1 .......................................................................................10
Hình 3.1 Hạt (a) và thân (b) cây gai xanh AP1 .............................................................13
Hình 3.2 Chế phẩm ức chế vi sinh vật PPM..................................................................16
Hình 4.1 Đoạn thân cây gai xanh khử trùng bằng hgcl2 0,1% trong 2 phút (a), 5 phút
(b), 7 phút (c) trên môi trường nuôi cấy sau 5 ngày .............................................20
Hình 4.2 Đoạn thân cây gai xanh xử lý acid citric 0,2% trong 20 phút và hgcl2 0,1%
trong 5 phút (a), 7 phút (b), 10 phút (c) trên môi trường ni cấy sau 30 ngày ... 22
Hình 4.3 Đoạn thân cây gai xanh khử trùng bằng presept 0,5% trong 2 phút (a), 5 phút
(b), 7 phút (c) trên môi trường ni cấy sau 42 ngày ...........................................24
Hình 4.4 Chồi nảy mầm từ hạt khử trùng bằng presept 0.5% trong 2 phút (a), 5 phút
(b), 7 phút (c) trên môi trường gieo hạt sau 31 ngày ............................................ 26
Hình 4.5 Cây non nảy mầm từ hạt khử trùng bằng presept 0,5% trong 30 giây (a), 1
phút (b), 2 phút (c) trên môi trường ni cấy chứa PPM sau 53 ngày ................. 28
Hình 4.6 Chồi nảy mầm từ hạt trên môi trường MS(a), 1/2 MS(b), 1/4 MS(c), 1/8 MS
(d) và 0 MS (e) sau 31 ngày theo dõi ....................................................................30
Hình 4.7 Cây non nảy mầm từ hạt trên môi trường ms (a) và 1/2 MS(b) sau 50 ngày 30
Hình 4.8 Cây non nảy mầm từ hạt trong mơi trường ½ ms có bổ sung 0 mg/l GA3 (a),
1mg/l GA3(b), 2mg/l GA (c), 5 mg/l GA3 (d) và 10 mg/l GA3 (e) sau 31 ngày .32
Hình 4.9 Chồi tái sinh từ đoạn thân mang mắt ngủ được cấy trên môi trường ms bổ
sung 0 mg/l BA(a), 1mg/l BA(b), 2 mg/l BA(c) và 3 mg/l ba (d) sau 46 ngày ....35
Hình 4.10 Callus hình thành từ lá trên mơi trường ms có bổ sung 0 mg/l BA(a), 0,5
mg/l BA(b), 1 mg/l BA (c) và 1,5 mg/l BA(d), 2 mg/l BA(e) và 3 mg/l BA(f) sau
46 ngày .................................................................................................................. 36

vi


DANH MỤC CÁC CỤM TỪ - KÝ HIỆU VIẾT TẮT
STT

Viết Tắt

Viết đầy đủ

1

BA

6-Benzylaminopurine

2

CT

Công thức

3

ĐC

Đối chứng

4

GA3

Gibberellic acid

5

LSV0,05

Độ lệch tiêu chuẩn mức ý nghĩa 5%

6

MS

Môi trường Murashige và Skoog - 1962

7

PPM

Chế phẩm ức chế vi sinh vật Plant
Preservative Mixture

vii


TÓM TẮT
Đề tài được tiến hành nhằm xác định một số các yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình tạo vật liệu khởi đầu trong quy trình nhân giống in vitro cây gai xanh
(Boehmeria nivea) giống AP1 được cung cấp bởi Công ty cổ phần đầu tư phát

triển sản xuất & XNK An Phước.
Kết quả đã xác định được chế độ khử trùng thích hợp để tạo vật liệu khởi
đầu từ hạt cây gai xanh, đó là sử dụng presept 0,5% trong thời gian 30 giây, kết
hợp bổ sung PPM (Plant Preservative Mixture) vào mơi trường ni cấy. Mơi
trường thích hợp để gieo hạt gai xanh là ½ MS + 0,5 ml/l PPM + 30g/l đường +
4 g/l agar.
Đề tài cũng bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng của các chất điều tiết sinh
trưởng đến quy trình nhân giống in vitro, cụ thể là ảnh hưởng của GA3 tới sự
nảy mầm của hạt gai xanh và ảnh hưởng của các nồng độ BA tới sự tái sinh chồi
từ lá và đoạn thân mang mắt ngủ. Kết quả cho thấy các công thức đối chứng
(không sử dụng chất điều tiết sinh trưởng) cho hiệu quả tốt nhất.
Các kết quả nêu trên của đề tài sẽ là cơ sở ban đầu để thiết lập quy trình
nhân nhanh in vitro cây gai xanh, từ đó làm cở sở nhân giống cây gai xanh chất
lượng cao cũng như để khởi tạo nguồn vật liệu cho các nghiên cứu xa hơn trong
lĩnh vực sinh học phân tử và chuyển gen.

viii


PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1.

Đặt vấn đề
Gai xanh (Boehmeria nivea ) là một loại cây bản địa tại Việt Nam, vốn

được khai thác từ lâu đời để lấy sợi bện thừng, dệt vải. Gai thường được coi là
loại cây phụ, trồng rải rác xen kẽ ở hàng rào, ven suối, bãi hoang. Nhìn chung,
tuy là lồi cây bản địa quen thuộc nhưng giá trị của cây gai xanh chưa được
đánh giá đúng mức. Trong vài năm gần đây, các nhà khoa học trên thế giới và
tại Việt Nam bắt đầu nhận ra giá trị kinh tế toàn diện của loại cây này.

Sợi gai có độ bền gấp bảy lần so với sợi tơ tằm, tám lần so với sợi bông.
Với đặc tính khơng giãn, khơng truyền điện, tỏa nhiệt nhanh, tính kháng khuẩn,
kháng nấm mốc, sợi gai thường được phối trộn với các nguyên liệu khác để tạo
ra đa dạng các loại sản phẩm từ vải bạt, vải dù, dây thừng, lưới đánh cá, vải lót
xe ơ tơ … tới các loại vải cao cấp phục vụ may mặc. Với xu hướng sử dụng các
loại vải có nguồn gốc thiên nhiên, trong những năm gần đây, các hãng thời trang
có nhu cầu tăng vọt về sợi gai chất lượng cao, tạo nên cơn sốt về nguồn cung sợi
gai trên thế giới. Trung Quốc hiện chiếm 95% diện tích trồng gai trên toàn thế
giới. Ngoài ra, Brazil, Philipin, Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ và một số nước
khu vực Nam Á cũng đang đẩy mạnh việc trồng giống cây này. Điểm đáng chú
ý là để tiếp cận được nhu cầu của các hãng thời trang, chúng ta cần có được
nguồn sợi gai ổn định với chất lượng sợi cao cấp.
Bên cạnh cơng dụng chính là lấy sợi dệt vải, lá của cây được dùng làm
bánh gai – loại bánh cổ truyền độc đáo của Việt Nam hoặc làm màu thực phẩm.
Lõi gỗ sau khi tách vỏ được dùng làm giá thể trồng nấm, các phần phụ có thể ủ
làm phân bón hoặc thức ăn gia súc … Gai xanh là một loại cây công nghiệp lâu
năm, trồng một lần thu hoạch nhiều lứa trong năm, kéo dài 8-10 năm. Rủi ro
thiên tai thấp do nếu xảy ra gió lốc, mưa đá … thì chỉ cần chặt đi, cây sẽ mọc lại.
Loại cây này cũng khơng kén điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng nên có thể trồng ở
nhiều vùng tại Việt Nam, ngay cả ở các vùng đồi núi, góp phần quan trọng trong

1


bảo vệ đất đai, cải thiện môi trường và đa dạng hóa cơ cấu cây trồng tại các
vùng cao.
Với nhiều lợi ích kinh tế và xã hội như vậy, cây gai xanh bắt đầu khẳng
định vị trí của mình trong bản đồ cây công nghiệp Việt Nam. Giống gai AP1 là
sản phẩm hợp tác và chọn tạo giống giữa Viện Di truyền nông nghiệp thuộc
Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam với Tập đoàn An Phước –

Viramie được đánh giá cho năng suất và chất lượng vượt trội. Từ năm 2017 đến
nay, một số địa phương như Bắc Cạn, Sơn La, Lào Cai, Ba Vì đã quy hoạch các
vùng trồng gai AP1 cho kết quả tốt và có kế hoạch tiếp tục mở rộng trong giai
đoạn sắp tới.
Hiện nay, cây gai xanh được nhân giống chủ yếu bằng các phương pháp
truyền thống là giâm cành và gieo hạt. Phương pháp giâm cành bị ảnh hưởng
nhiều bởi điều kiện môi trường, cây non dễ nhiễm bệnh hoặc tiếp tục mang các
mầm bệnh từ cây mẹ. Với phương pháp gieo hạt, tỷ lệ nảy mầm của hạt cây gai
xanh khá thấp, cộng thêm những biến dị di truyền phát sinh trong q trình hình
thành hạt khiến cho cây con có thể khơng giữ được các tính trạng tốt của cây
mẹ. Ngồi ra, việc thiếu nguồn ngun liệu vơ trùng cũng gây khó khăn khi tiến
hành các nghiên cứu sâu hơn trong lĩnh vực sinh học phân tử và chuyển gen ở
lồi cây này.
Do đó, sau khi đánh giá tiềm năng kinh tế và những khó khăn nêu trên,
chúng tơi tiến hành đề tài “Bước đầu nghiên cứu xây dựng quy trình nhân
nhanh in vitro cây Gai xanh (Boehmeria nivea)” với mục đích tạo nguồn cây
giống chất lượng cao, sạch bệnh, với số lượng lớn, cũng như tạo ra nguồn vật
liệu sạch để tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về mặt di truyền và các đặc tính
khác của cây gai.
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 gai xanh
(Boehmeria nivea) làm cơ sở nhân giống cây gai chất lượng cao, đồng thời khởi
2


tạo nguồn nguyên liệu sạch để tiến hành các nghiên cứu về chỉ thị phân tử và

chuyển gen.
1.2.2. Yêu cầu
 Xác định được chế độ khử trùng thích hợp cho đoạn thân mang mắt ngủ
cây gai xanh.
 Xác định được chế độ khử trùng hạt và môi trường gieo hạt cây gai xanh
thích hợp.
 Xác định được mơi trường thích hợp để cảm ứng tạo chồi từ đoạn thân
cây gai xanh.
 Xác định được mơi trường thích hợp để cảm ứng tạo callus và nhân nhanh
chồi từ vật liệu ban đầu cắt từ cây gai xanh nảy mầm trên môi trường gieo
hạt.

3


2.
2.1.

PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

Giới thiệu chung về cây gai xanh

2.1.1. Nguồn gốc
Cây gai xanh (tên khoa học Boehmeria nivea), còn được gọi là cây gai,
cây lá gai, là một lồi cây quan trọng trong ngành cơng nghiệp dệt, đã được sử
dụng rộng rãi từ 3.000 năm trước Công nguyên tại Ai Cập. Đây cũng là một lồi
cây bản địa của vùng Đơng Á. Từ lâu đời, cây thường được trồng rải rác ở các
nước châu Á, trong đó có Trung Quốc, Việt Nam.
2.1.2. Phân loại
Cây gai xanh (Boehmeria nivea) là cây có hai lá mầm, thân thảo lâu đời,

thuộc họ Urticaceae (Tầm ma).
+ Giới (regum): Plantae
+ Ngành (divisio): Magnoliophyta (Hạt kín)
+ Lớp (class) : Magnoliopsida (Hai lá mầm)
+ Bộ (ordo): Urticales (Tầm ma)
+ Họ (familia): Urticaceae (Tầm ma)
+ Chi (genus): Boehmeria
+ Loài (species): Boehmeria nivea
2.1.3. Đặc điểm sinh học của cây gai xanh
Cây gai xanh là loài cây thân thảo lâu ăn, đứng thẳng, cao từ 1–2,5 m,
hóa gỗ ở gốc, thân rễ kéo dài và rễ có dạng củ. Lúc cịn non, thân có màu xanh
và có nhiều lơng mềm, sau đó màu nâu hóa gỗ. Kết cấu của thân cây gai khi
trưởng thành, từ ngồi vào trong, có thể chia thành vỏ ngồi, tầng vỏ và lớp vỏ
dai mới mọc, lớp vỏ dai mọc tiếp theo, tầng hình thành, phần gỗ và cốt tủy. Sợi
có giá trị kinh tế sinh trưởng ở trong phần vỏ dai mới mọc.
Lá cây hình tim, dài 7–15 cm và rộng 6–12 cm, mép có răng cưa, bề mặt
phủ lông.

4


Hệ rễ của cây gai xanh khá phát triển, được cấu tạo bởi rễ củ (còn gọi là
rễ dinh dưỡng), rễ nhánh (còn gọi là rễ bên) và rễ sợi. Cây gai không thuộc hệ
gốc thẳng, cũng không thuộc hệ rễ chùm, là loại rễ biến thái. Rễ củ có dưỡng
chất phong phú, cung cấp dinh dưỡng cho sự sinh trưởng nẩy mầm của cây gai,
cũng có tác dụng bảo vệ ở chừng mực nhất định giúp gốc gai vượt qua mùa
đông giá rét.
Hoa mọc từ thân hay ở ngọn cây là tùy thuộc vào các dòng khác nhau,
cụm hoa hình chùy hay hình chùm, chia thành hoa đực (có cuống ngắn, mọc
theo cụm nhỏ từ 3-10 hoa) và hoa cái (khơng có cuống, mọc theo cụm lớn hơn

từ 10-30 hoa). Do hoa đực và hoa cái không cùng trong một đài hoa nên gió dễ
làm cho gai dễ bị lai tạp, do vậy, để đảm bảo tính ổn định về mặt di truyền giống
tối ưu thì nhân vơ tính là biện pháp nhân giống phổ biến.
Hạt gai nhỏ, hình cầu hoặc hình trứng, màu nâu đen, đường kính khoảng
1mm.
Gai xanh là loại cây lưu gốc, trồng một lần thu hoạch nhiều năm. Đây là
một ưu điểm lớn của cây gai, giúp tiết kiệm cơng ni trồng, chăm sóc cũng như
hạn chế thiệt hại khi thiên tai xảy ra.
Cây gai cần có đủ nước để phát triển nhanh, lượng mưa trung bình khoảng
1600 mm/năm trở lên, độ ẩm lý tưởng 80 – 90%. Tuy nhiên cây lại không chịu
được điều kiện úng ngập nên cần bố trí ở địa hình có khả năng thốt nước tốt.
Độ pH phù hợp từ 5,5 – 6,5.

5


Hình 2.1 Cây gai xanh
Nguồn:species.wikimedia.org/wiki/Boehmeria_nivea?uselang=vi
2.2.

Các phương pháp nhân giống cây gai xanh
Về nhân giống cây gai xanh, hiện nay có 3 phương pháp được áp dụng, đó

là:
- Gieo hạt: hạt nảy mầm từ trên 10 độ C và ưa ngưỡng 40 độ C. Về cơ
bản, ta ngâm hạt trong nước ấm 45-50 độ C trong khoảng 8 giờ đến khi thấy hạt
trương lên. Sau đó buộc túi trong vịng 1-2 ngày ở khoảng 30 độ C cho đến khi
hạt nứt nanh.
- Nhân giống vơ tính từ đoạn thân: là phương pháp phổ biến, dễ thực hiện.
Dùng dao thật sắc, cắt vát đoạn dưới đốt có nách lá hoặc đốt của thân cây ngầm

dưới mặt đất một đoạn dài 15 – 20 сm. Khi cắt song nhúng ngay νào thuốc kíсh
thích ra rễ và cắm ngay vào các luống cát ẩm có phun mù nhẹ. Khi cắt hom сần
xử lý ngay không nên để qua đêm. Sau 15 – 20 ngày thấy lá non nảy mầm và
các mô sẹo chỗ hom bị cắt vát đã mọc rễ trắng thì có thể cho vàо bầυ. Cũng có
thể cắm ngay hom vàо bầu ươm sau đó loại dần những bầu cây bị chết khơng
nảy rễ.
- Ni cấy mơ in vitro: ít được thực hiện do tốn chi phí, cơng sức trong
khi loại cây này có thể nhân giống dễ dàng từ hom thân. Tuy nhiên, với yêu cầu
6


ngày càng cao của các hãng thời trang về chất lượng và độ đồng đều của sợi gai
thì việc đi sâu nghiên cứu, tuyển chọn và lưu giữ được những cây gai có chất
lượng vượt trội là rất quan trọng. Nuôi cấy mô trở thành một hướng nhân giống
cần được nghiên cứu thêm.
2.3.

Giá trị của cây gai xanh

2.3.1. Sợi gai
Giá trị kinh tế chủ yếu của cây gai xanh nằm ở sợi gai. Trong các loại sợi
thì sợi gai là sợi dài và mỏng nhất. Sau khi sợi gai thô được tách keo và xử lý thì
sẽ có màu trắng và bóng mượt, có thể tạo nên bề mặt vải đẹp và dễ nhuộm màu.
Cấu tạo sợi gai có lỗ rỗng lớn, thống khí tốt, truyền nhiệt nhanh, hút
nước nhiều và thốt ẩm nhanh nên mặc vải gai có cảm giác mát mẻ. Có thể nói,
đây là một trong những loại vải hàng đầu về khả năng thấm hút mồ hơi và
thống khí. Ngồi ra, các lỗ xốp siêu mịn cũng giúp vải gai có thể hấp phụ các
chất độc hại như formaldehyde, benzen, toluen, amoniac trong khơng khí, khử
mùi hôi. Sau khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời, các chất có hại đã hấp phụ có
thể bị bay hơi, do đó chức năng hấp phụ của nó có thể được tự động tái tạo. Với

khả năng khử mùi này, vải gai rất phù hợp trong sản xuất quần áo và các loại vải
lót, rèm cửa, vải bạt, vải dù các loại,
Về độ bền, loại sợi này có độ cường lực mạnh, bền hơn bông bảy hoặc
tám lần.
Một đặc tính q khác đó là khả năng kháng khuẩn. Quan sát cùng một số
lượng vi khuẩn dưới kính hiển vi, vi khuẩn có thể nhân lên trong các sản phẩm
sợi bông và len, trong khi vi khuẩn trên các sản phẩm vải gai bị tiêu diệt khoảng
75% sau 24 giờ. Các thử nghiệm đã chứng minh rằng sau 50 lần giặt lại, hiệu
quả khử trùng vẫn đạt hơn 98%, có thể hạn chế sự ô nhiễm thứ cấp của hàng dệt
do vi khuẩn và mạt. Cấu trúc sợi nhỏ và dai cũng giúp sản phẩm ít bị ăn mịn,
chống mối mọt, nấm mốc.
Bên cạnh các sản phẩm 100% từ sợi gai, ngày nay ngành cơng nghiệp dệt
may có thể kết hợp sợi gai với nhiều chất liệu khác, như sợi tre, Tencel, modal,
7


bông … để tạo nên các sản phẩm đa dạng. Vải được làm từ sợi gai có lĩnh vực
áp dụng rộng rãi:
+ Lĩnh vực may mặc: Sản phẩm từ sợi gai đại diện cho phong cách thời
trang gần gũi thiên nhiên, thân thiện môi trường là xu thế của tương lai.Là
nguyên liệu cao cấp để dệt nên các loại hàng có giá trị như quần áo bị, các loại
váy và quần áo thời trang (do khử mùi tốt), giá lót cho áo complet, áo Kimono…
+ Lĩnh vực nội thất: Được dùng làm drap trải giường, trải bàn, màn cửa
cao cấp…
+ Lĩnh vực công nghiệp: Là nguyên liệu sản suất máy bay cánh vải, dù,
vải lều bạt, bao bì đóng gói hàng đi tàu biển…

Hình 2.2 Sợi gai thành phẩm
Nguồn: />2.3.2. Giá trị kinh tế và xã hội
Gai xanh là một lồi cây có giá trị kinh tế đa dạng. Bên cạnh ứng dụng

chính là sợi gai, có thể nói hầu như mọi bộ phận của cây gai đều đem lại giá trị
kinh tế nhất định.
Lá gai được dùng để làm bánh gai, tạo nên hương vị và màu sắc đặc trưng
cho loại bánh đặc sản này của Việt Nam. Lá cũng có thể làm chất tạo màu cho
cơng nghiệp thực phẩm, làm thức ăn gia súc hoặc bào chế dược liệu.

8


Lõi gỗ sau khi lấy vỏ có thể tận dụng làm giá thể để trồng nấm sò hoặc ủ
làm phân bón hữu cơ vi sinh để tái tạo đất.
Củ cây gai xanh được thu hoạch để dùng làm dược liệu quý, có tác dụng
dưỡng thai, an thai cho phụ nữ.
Tại nhiều tỉnh miền núi như Sơn La, Lạng Sơn …, việc trồng cây gai xanh
bước đầu cho thu nhập cao từ 2-3 lần so với lúa nương. Do vậy, về khía cạnh xã
hội, việc chuyển đổi và đa dạng cơ cấu cây trồng vùng nương bằng cây gai xanh
giúp nâng cao chất lượng đời sống người dân, ổn định an sinh xã hội, hạn chế
tình trạng phá rừng làm rẫy, phủ xanh đất trống đồi trọc.
2.4.

Giới thiệu về giống gai AP1
Là một loài cây bản địa lâu đời tại Việt Nam, tuy nhiên, do chưa được đánh

giá đúng về tiềm năng kinh tế nên trước đây cây gai xanh thường chỉ được trồng
rải rác, nhỏ lẻ, khơng hình thành vùng nguyên liệu, và các thông tin về giống gai
cũng không được nghiên cứu kỹ lưỡng, chỉ gọi chung là các giống truyền thống.
Năm 2012, Sở Nông nghiệp – phát triển nơng thơn Thanh Hóa phối hợp
với Viện di truyền Nơng nghiệp và Công ty cổ phần Đầu tư và XNK An Phước
tiến hành nhập nội và lai tạo hai giống gai xanh từ Trung Quốc, là giống Lá tròn
xanh (Yuan Ye Qing) với Trúc lau xanh (Lu Zhu Qing). Kết quả thu được giống

gai xanh AP1 với nhiều đặc điểm nổi trội: thân mập hơn, vỏ cây dày hơn, lá to
hơn so với cây gai truyền thống, sinh trưởng nhanh, năng suất ổn định và đặc
biệt là thích hợp triển khai trên nhiều loại đất.
Cây gai xanh AP1 có chiều cao từ 2,5 – 3m, so với chiều cao 1- 2,5m của
cây gai truyền thống. Mức độ che phủ nhanh, từ 20 – 30 ngày. Khả năng đẻ
nhánh của cây cũng khá nhanh, từ 15 – 20 ngày. Đặc biệt, thân của cây gai xanh
AP1 mập hơn, vỏ cây dày hơn, lá to hơn so với cây gai truyền thống. Mỗi năm
cho thu hoạch từ 4 – 5 vụ trong vòng 10 năm, năng suất 1 – 1,5 tấn/ha/thu
hoạch.

9


Hình 2.3 Ruộng gai xanh AP1
Nguồn: />2.5.

Tình hình nghiên cứu nhân giống in vitro cây gai xanh
Trước đây, các sản phẩm làm từ sợi gai thường khá thơ sơ, có giá trị

thương mại chưa cao, như dây buộc, vải dù, bao bì hàng hóa ... Do vậy, tuy là
một vật liệu được sử dụng phổ biến trong ngành dệt may nhưng giá trị kinh tế
của sợi gai và cây gai xanh chưa được đánh giá đúng mức, khơng có nhiều
nghiên cứu về loại cây trồng này. Các giống gai được gọi chung là giống bản địa
hoặc giống truyền thống, gieo trồng bằng phương pháp giâm hom là chủ yếu.
Trong vài năm gần đây, với sự phát triển của công nghiệp dệt may cùng
với xu hướng tiêu dùng xanh, sợi gai trở thành vật liệu yêu thích của nhiều hãng
thời trang. Nó được phối trộn với các loại sợi khác như bông, tre, tencel ... tạo
thành sản phẩm vải cao cấp. Đồng nghĩa với đó, các nghiên cứu khoa học về cây
gai xanh bắt đầu được tiến hành ở nhiều nước trên thế giới. Theo thống kê trên
cơ sở dữ liệu Pubmed (NCBI), từ năm 2014 đến nay, số lượng bài báo về cây

gai xanh (Boehmeria nivea) tăng vọt so với trước đó. Năm 2019 ghi nhận số
lượng bài báo cao nhất với 19 bài nghiên cứu về cây trồng này. Phần lớn các bài
nghiên cứu đến từ Trung Quốc, đất nước trồng và xuất khẩu sợi gai lớn nhất thế
10


giới hiện nay. Có tới 15 trên tổng số 17 bài báo về cây gai xanh được công bố
trên Pubmed trong năm 2021 đến từ các nhà nghiên cứu Trung Quốc. Trong đó,
các chủ đề nghiên cứu chủ yếu xoay quanh chế độ dinh dưỡng và các yếu tố
trồng trọt, thành phần hóa học của sợi gai và các biện pháp lý hóa giúp làm tăng
chất lượng sợi, cũng như công dụng của một số dược chất được tách chiết từ cây
gai xanh.
Đặc biệt, tuy chưa nhiều nhưng đã có một số bài nghiên cứu về việc nhân
giống in vitro loại cây trồng này. Mukherjee et al. (2018) đã thành cơng trong
việc xây dựng quy trình nhân nhanh cây gai xanh từ vật liệu khởi đầu là đoạn
thân mang mắt ngủ. Trong đó, nhóm nghiên cứu sử dụng chế độ khử trùng nhiều
bước gồm các hóa chất như ascorbic acid 0,1% (w/v), acid citric 0,15%, ethyl
alcohol 70%, Na2CO3 0,5M và NaClO 2% kết hợp với Tween20 0,1%. Môi
trường tối ưu để kích thích nảy chồi được xác định là MS bổ sung 2,0 mg/l 6benzyladenine (BA) và 2,0 mg/l AgNO3. Trong khi đó, mơi trường phù hợp để
kích thích ra rễ là ½ MS với 40% đường sucrose. Với đề tài khá tương đồng, có
thể nói, nghiên cứu của Mukherjee et al. (2018) là một tài liệu tham khảo có giá
trị đối với chúng tơi trong q trình thực hiện khóa luận này.
Một nghiên cứu khác là của Wang et al. (2008) khảo sát các môi trường
nhân nhanh phù hợp ở cây gai xanh, với vật liệu khởi đầu là các bộ phận khác
nhau như lá mầm, trụ dưới lá mầm, lá, cuống lá và đỉnh sinh trưởng của cây non
từ 4 đến 15 ngày tuổi. Nhóm nghiên cứu thực hiện khử trùng hạt gai xanh 30
giây trong ethanol 70% và 15 phút trong NaClO 10%, rồi gieo hạt lên mơi
trường ½ MS bổ sung 3% glucose và khơng chứa chất điều tiết sinh trưởng. Khi
cây non được 4 đến 15 ngày tuổi, các bộ phận khác nhau của cây non sẽ được
ni cấy vào các mơi trường thí nghiệm để đánh giá sự khác biệt và tìm ra mơi

trường nuôi cấy tối ưu. Kết quả là môi trường tái sinh chồi tối ưu là MS bổ sung
vitamin B5, 2,27 μM thidiazuron (TDZ) và 0.054 μM naphthaleneacetic acid (NAA).

11


Tại Việt Nam, cây gai xanh là một lĩnh vực nghiên cứu còn khá mới mẻ.
Nguyễn Thị Minh Hồng và cs. (2020) đã tiến hành đánh giá khả năng sinh
trưởng của cây gai xanh từ 3 nguồn vật liệu khác nhau thuộc giống gai AP1, đó
là hạt, hom thân và cây nuôi cấy in vitro. Kết quả cho thấy nguồn vật liệu hom
thân cho tỷ lệ sống sót và khả năng tăng trưởng chiều cao tốt nhất. Trong khi đó,
tốc độ phân nhánh và số lá từ nguồn vật liệu khởi đầu in vitro lại cao nhất. Điều
này mở ra hy vọng vật liệu khởi đầu in vitro có thể cho hiệu quả cao hơn so với
nguồn vật liệu từ hom và hạt. Tuy nhiên, trong nghiên cứu của mình, nhóm
nghiên cứu khơng nêu rõ quy trình nhân nhanh in vitro cây gai xanh giống AP1.

12


3.

PHẦN III:

ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1.

Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
- Đối tượng: Cây gai xanh (Boehmeria nivea)
- Vật liệu nghiên cứu: Hạt và đoạn thân mang mắt ngủ của cây gai xanh

AP1 do Công ty Cổ phần Đầu tư phát triển sản xuất & XNK An Phước cung
cấp.

A

B
Hình 3.1 Hạt (A) và thân (B) cây gai xanh AP1

3.2.

Nội dung nghiên cứu

3.2.1. Nội dung 1: Khảo sát chế độ khử trùng đoạn thân mang mắt ngủ
Thân cây gai xanh được rửa sạch dưới vòi nước máy, cắt thành từng đoạn
khoảng 7cm chứa mắt ngủ, sau đó được ngâm trong nước xà phịng lỗng 5
phút. Tiếp tục rửa sạch bằng nước máy và chia vào các bình tam giác ứng với
các cơng thức.
Thao tác thực hiện trong tủ nuôi cấy vô trùng:
+ Tráng bằng bằng nước vô trùng: 3 lần
+ Ngâm trong dung dịch ethanol 70% trong 30 giây
+ Tráng bằng bằng nước vô trùng: 3 lần
+ Ngâm, lắc trong hóa chất khử trùng presept 0,5% hoặc HgCl2 0,1% với
các thời gian khác nhau tùy theo từng thí nghiệm
+ Tráng bằng bằng nước vơ trùng: 3 lần
Trước khi cấy vào môi trường, thực hiện cắt bỏ 2 đầu đoạn thân, giữ lại
phần ở giữa có kích thước 3-4 cm chứa mắt ngủ.
13


Các thí nghiệm cụ thể như sau:

Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của thời gian khử trùng HgCl2 0,1% đến
hiệu quả tạo vật liệu khởi đầu từ đoạn thân mang mắt ngủ
Công thức
Thời gian khử trùng (phút)
Đoạn thân mang mắt ngủ còn non, nằm ở phần ngọn cây
CT1
2
CT2
5
CT3
7
Đoạn thân mang mắt ngủ đã già, bắt đầu hóa nâu, nằm ở phần gốc
CT1
2
CT2
5
CT3
7
Môi trường nuôi cấy: MS + 30g/l đường + 6g/l agar
Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng kết hợp của xử lý acid citric 0,2% và chất
khử trùng HgCl2 0,1% đến hiệu quả tạo vật liệu khởi đầu từ đoạn thân
mang mắt ngủ
Sau khi ngâm 5 phút trong xà phịng lỗng và tráng bằng nước sạch, tiếp
tục ngâm mẫu trong acid citric 0,2% trong 20 phút. Rửa bằng nước sạch và thực
hiện khử trùng bằng HgCl2 0,1% trong 5 – 10 phút.
Công thức Thời gian khử trùng HgCl2 0,1% (phút)
CT1
5
CT2
7

CT3
10
Môi trường nuôi cấy: MS + 30g/l đường + 6g/l agar
Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của thời gian khử trùng presept 0,5% đến
hiệu quả tạo vật liệu khởi đầu từ đoạn thân mang mắt ngủ
Công thức
Thời gian khử trùng (phút)
CT1
2
CT2
5
CT3
7
Môi trường nuôi cấy: MS + 30g/l đường + 6g/l agar

14


3.2.2. Nội dung 2: Khảo sát chế độ khử trùng hạt gai xanh và môi trường
gieo hạt
Hạt gai được cho vào các ống eppendorf 2ml theo cơng thức. Tồn bộ
thao tác khử trùng hạt sau đây được thực hiện trong box cấy, sử dụng pipet để
hút nước và các dung dịch cần thiết:
- Tráng nước vô trùng: 3 lần
- Ngâm trong dung dịch ethanol 70%: 30 giây
- Tráng nước vô trùng: 3 lần
- Ngâm trong hóa chất khử trùng presept 0,5% hoặc HgCl2 0,1% với thời
gian khác nhau tùy theo từng thí nghiệm
- Tráng nước vơ trùng: 3 lần
Sau đó, hạt được ngâm trong nước vô trùng (nước xâm xấp lượng hạt

trong ống), đậy kín ống eppendorf, ủ trong tủ ấm ở 37 độ C khoảng 60- 70 giờ.
Trước khi gieo, hạt được đổ lên giấy thấm vô trùng để làm khơ.
Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của thời gian khử trùng presept 0,5% đến
hiệu quả khử trùng hạt
Công thức
Thời gian khử trùng (phút)
CT1
2
CT2
5
CT3
7
Mơi trường ni cấy: ½ MS + 30g/l đường + 5,5 g/l agar
Thí nghiệm 5: Ảnh hưởng chất khử trùng presept 0,5% và chế phẩm
ức chế vi sinh vật PPM đến hiệu quả khử trùng hạt
Công thức
Thời gian khử trùng (phút)
CT1
0,5
CT2
1
CT3
2
- Mơi trường ni cấy: ½ MS + 0,5 ml/l PPM + 30g/l đường + 4 g/l agar
- PPM là một chế phẩm được sử dụng trong nuôi cấy mô thực vật, với khả năng
ức chế, tiêu diệt nhiều loại vi sinh vật. Nhà sản xuất: Plant Cell Technology, Mỹ.
15