BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA NƠNG HỌC
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
THIẾT LẬP QUY TRÌNH NHÂN GIỐNG IN VITRO
CÂY HOA DẠ YẾN THẢO (Petunia hybrida)
NGÀNH
: NƠNG HỌC
KHĨA
: 2019 - 2023
SINH VIÊN THỰC HIỆN : HỶ NHẬT HÀO
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2023
THIẾT LẬP QUY TRÌNH NHÂN GIỐNG IN VITRO
CÂY HOA DẠ YẾN THẢO (Petunia hybrida)
Tác giả
HỶ NHẬT HÀO
Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành Nông học
Hướng dẫn khoa học
Th.S Nguyễn Thị Thanh Duyên
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8/2023
LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành khóa luận, ngồi sự nỗ lực của bản thân cịn có sự giúp đỡ và
động viên của mọi người. Tôi xin bày tỏ và biết ơn sâu sắc đến:
Con muốn giành sự biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, gia đình cùng những người thân đã
sinh thành, nuôi dạy, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho con trong suốt quá
trình học tập để hồn thành chương trình học tập và thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường Đại học Nơng Lâm Thành Phố
Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm khoa Nông học, Bộ môn Di truyền – Chọn giống cây
trồng cùng với quý thầy cô giáo đã truyền đạt kiến thức, giúp đỡ trong quá trình học
tập và thực hiện khóa luận của mình.
Cơ Th.S Nguyễn Thị Thanh Duyên đã tận tình, hướng dẫn, theo dõi, chỉ dạy cho
em suốt quá trình học tập và góp ý để thực hiện các thí nghiệm trong q trình thực
hiện đề tài.
Xin trân trọng cảm ơn anh Châu Đức Tài – chủ vườn giống hoa Dạ Yến Thảo Q9 Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện để thực hiện khóa luận và hồn
thành khóa luận.
Lời cảm ơn đến các bạn cùng thực hiện khóa luận tại phịng ni cấy mơ, bộ
mơn Di Truyền Chọn Giống Cây Trồng - Thúy Vy, An Khang, Minh Đức, Anh Hào,
Tú Trinh, đã đồng hành, chia sẻ kinh nghiệm, cùng giúp đỡ nhau hồn thành khóa
luận.
Lời cảm ơn đến các bạn lớp DH19NHB - Quyền Cước, Phi Yến, Thanh
Thương, Quỳnh Chi, đã chia sẻ, giúp đỡ tơi nhiệt tình trong suốt thời gian làm khóa
luận.
Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2023
Sinh viên thực hiện
Hỷ Nhật Hào
TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “Ảnh hưởng của nồng độ NaOCl, BA, IBA, NAA trong khử
trùng mẫu, nhân chồi và tạo rễ cây hoa dạ yến thảo (petunia hybrida) trong nuôi cấy in
vitro” đã được tiến hành tại phịng cấy mơ thuộc Khu thực nghiệm Bộ mơn Di truyền –
Chọn Giống Khoa Nông học. Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh từ
tháng 02/2023 đến tháng 08/2023. Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu hồn toàn
ngẫu nhiên 2 yếu tố, 3 lần lặp lại với mục đích xác định được phương pháp khử trùng
mẫu và môi trường dinh dưỡng phù hợp cho cây dạ yến thảo trong các giai đoạn khác
nhau: khử trùng mẫu, nhân nhanh cụm chồi và hình thành rễ. Kết quả thu được như
sau:
Khi khử trùng mẫu đoạn thân mang mắt ngủ của cây hoa dạ yến thảo bằng
NaOCl với nồng độ 5% trong thời gian 10 phút cho kết quả tỉ lệ sống đạt cao nhất là
70,7 %.
Mơi trường MS có bổ sung 0,5 mg/l BA kết hợp với 0,1 mg/l IBA cho kết quả
nhân nhanh tốt nhất với hệ số nhân chồi đạt 22,7 lần, trọng lượng chồi đạt 3,6g, hệ số
lá/chồi đạt 4,6, chiều cao chồi đạt 3,0 cm.
Môi trường MS có bổ sung nồng độ 0,1 mg/l NAA cho kết quả hình thành rễ tốt
nhất với chiều dài rễ đạt 7,0 cm, số rễ đạt 32,1 rễ/chồi, chiều cao chồi đạt 6,3 cm, chỉ
số lá/chồi đạt 18.
MỤC LỤC
Tran
Trang tựa......................................................................................................................i
Lời cảm ơn.................................................................................................................. ii
Tóm tắt....................................................................................................................... iii
Mục lục...................................................................................................................... iv
Danh sách chữ viết tắt................................................................................................vi
Danh sách các bảng...................................................................................................vii
Danh sách các hình.....................................................................................................ix
MỞ ĐẦU....................................................................................................................1
Đặt vấn đề...................................................................................................................1
Mục tiêu, yêu cầu và giới hạn đề tài............................................................................2
Mục tiêu...................................................................................................................... 2
Yêu cầu....................................................................................................................... 2
Giới hạn đề tài.............................................................................................................2
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................3
1.1 Giới thiệu về cây dạ yến thảo................................................................................3
1.1.1 Phân loại và đặc điểm thực vật học....................................................................3
1.1.2 Phân bố địa lý.....................................................................................................4
1.1.3 Tình hình trồng và nhân giống cây cảnh dạ yến thảo ở Việt Nam......................4
1.2 Nuôi cấy mô tế bào thực vật..................................................................................5
1.2.1 Cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào thực vật................................................5
1.2.2 Lịch sử nuôi cấy mô thế giới..............................................................................6
1.2.3 Lịch sử nuôi cấy mô tế bào thực vật ở Việt Nam................................................6
1.3 Nhân giống in vitro................................................................................................8
1.3.2 Ưu và nhược điểm của phương pháp nhân giống in vitro...................................8
1.3.2 Quy trình ni cấy in vitro.................................................................................9
1.4 Chất khử trùng mẫu và một số chất điều hịa sinh trưởng trong ni cấy mô......11
1.5 Những yếu tố ảnh hưởng đến kỹ thuật nhân giống vơ tính in vitro......................13
1.6 Một số kết quả nghiên cứu về nuôi cấy mô cây dạ yến thảo................................16
Chương 2 PHƯƠNG PHÁP VÀ NỢI DUNG THÍ NGHIỆM..............................18
2.1 Nội dung thí nghiệm............................................................................................18
2.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu.......................................................................18
2.3 Vật liệu thí nghiệm..............................................................................................18
2.3.1 Giống................................................................................................................ 18
2.3.2 Thiết bị và dụng cụ...........................................................................................19
2.3.3 Điều kiện nuôi cấy in vitro...............................................................................19
2.3.4 Môi trường nuôi cấy trong thí nghiệm..............................................................19
2.4 Bố trí thí nghiệm..................................................................................................21
2.4.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng nồng độ NaOCl và thời gian khử trùng lên đốt thân
cây dạ yến thảo..........................................................................................................21
2.4.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của BA và IBA đến khả năng nhân nhanh cụm chồi
từ đốt thân cây dạ yến thảo in vitro...........................................................................24
2.4.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của NAA đến quá trình hình thành rễ của mẫu cây
Dạ yến thảo...............................................................................................................26
2.4 Phương pháp xử lý số liệu...................................................................................28
Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...............................................................29
3.1 Ảnh hưởng nồng độ NaOCl và thời gian khử trùng lên mẫu thân dạ yến thảo....29
3.2 Ảnh hưởng của BA và IBA đến khả năng nhân nhanh cụm chồi của đốt thân cây
dạ yến thảo................................................................................................................35
3.3 Ảnh hưởng của NAA đến quá trình hình thành rễ của mẫu chồi cây dạ yến thảo…
45
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.....................................................................................52
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................53
PHỤ LỤC................................................................................................................. 56
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
ANOVA
Analysis of variance (Phân tích phương sai)
BA
6 - benzyladenine
CRD
Completely Randomized Design
CV
Hệ số biến động (Coeficient of Variation)
ĐHST
Điều hòa sinh trưởng
ctv
Cộng tác viên
IBA
Indo – 3 - butyric acid
LLL
Lần lặp lại
MS
Musrashige and Skoog (1962)
NaClO
Natri hypochlorite
NSC
Ngày sau cấy
NAA
1 – Naphthalene acetic acid
NT
Nghiệm thức
World Health Organization (Tổ chức y tế thế
WHO
giới)
DANH SÁCH CÁC BẢNG
trang
Bảng
2.1
Thành
phần
các
mơi
trường
được
sử
dụng
trong
thí
nghiệm ........................20
Bảng 2.2 Các nghiệm thức thí nghiệm 1 ......................................................................22
Bảng 2.3 Các nghiệm thức thí nghiệm 2 ......................................................................24
Bảng 2.4 Các nghiệm thức thí nghiệm 3 ......................................................................
Bảng 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ NaOCl và thời gian khử trùng đến tỉ lệ sống của
mẫu cây dạ yến thảo qua các thời điểm.....................................................................30
Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ NaOCl và thời gian khử trùng đến tỉ lệ nhiễm của
mẫu cây dạ yến thảo qua các thời điểm..................................................................32Y
Bảng 3.3 Ảnh hưởng của tổ hợp BA và IBA đến hệ số nhân chồi (lần) cây hoa dạ
yến thảo qua các thời điểm........................................................................................37
Bảng 3.4 Ảnh hưởng của tổ hợp BA và IBA đến chiều cao chồi (cm) cây hoa dạ yến
thảo qua các thời điểm...............................................................................................39
Bảng 3.5 Ảnh hưởng của tổ hợp BA và IBA đến số lá/chồi cây hoa dạ yến thảo qua
các thời điểm.............................................................................................................41
Bảng 3.6 Ảnh hưởng của tổ hợp BA và IBA đến trọng lượng chồi (g) cây hoa dạ yến
thảo qua 42 ngày sau cấy. 4
Bảng 3.7 Ảnh hưởng của NAA đến chiều cao chồi (cm) hoa dạ yến thảo qua từng
thời điểm...................................................................................................................45
Bảng 3.8 Ảnh hưởng của NAA đến hệ số lá (lá/chồi) và cây hoa dạ yến thảo thời
điểm qua từng thời điểm...........................................................................................46
Bảng 3.9 Ảnh hưởng của NAA đến tỉ lệ ra rễ (%) của hoa dạ yến thảo qua các thời
điểm.......................................................................................................................... 50
Bảng 3.10 Ảnh hưởng của NAA đến chiều dài rễ (cm) và số rễ (rễ/chồi) cây hoa dạ
yến thảo qua từng thời điểm
4
Bảng PL4.1 Số liệu chuyển đổi Arsin% tỉ lệ mẫu sống (%) cây hoa dạ yến thảo.....63
Bảng PL4.2 Số liệu chuyển đổi Arsin% tỉ lệ mẫu nhiễm (%) cây hoa dạ yến thảo...64
Bảng PL4.3 Số liệu chuyển đổi Arsin% tỉ lệ mẫu chết (%) cây hoa dạ yến thảo......65
Bảng PL4.4 Số liệu chuyển đổi Arsin% tỉ lệ ra rễ (%) của cây hoa dạ yến thảo.......66
Biểu đồ 3.1 Tỉ lệ mẫu sạch bệnh, mẫu nhiễm, mẫu chết sau ở thí nghiệm 1 ở thời
điểm 21 NSC.............................................................................................................60
Biểu đồ 3.2 Tốc độ tăng trưởng số chồi mẫu cây dạ yến thảo ở thí nghiệm 2...........61
Biểu đồ 3.3 Tốc độ tăng trưởng chiều cao chồi mẫu cây dạ yến thảo ở thí nghiệm 2
.................................................................................................................................. 61
Biểu đồ 3.4 Tốc độ tăng trưởng số lá trung bình (lá) của cây dạ yến thảo qua các thời
điểm ở thí nghiệm 3..................................................................................................62
Biểu đồ 3.5 Tốc độ tăng trưởng của chiều cao cây dạ yến thảo (cm) qua các thời
điểm ở thí nghiệm 3..................................................................................................62
DANH SÁCH CÁC HÌNH
tra
Hình 1.1 Hoa dạ Yến Thảo......................................................................................3Y
Hình 2.1 Cây và đoạn thân mang mắt ngủ của cây dạ yến thảo................................19
Hình 2.2 Đoạn thân được dùng để làm vật liệu khởi đầu cho thí nghiệm 1..............21
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1...........................................................................22
Hình 2.4 Vật liệu thí nghiệm 2.................................................................................24
Hình 2.5 Sơ đồ thí nghiệm 2.....................................................................................25
Hình 2.6 Vật liệu thí nghiệm 3.................................................................................26
Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3
2
Hình 3.1 Ảnh hưởng của BA và IBA đến sự phát triển của của cụm chồi mẫu cây dạ
yến thảo thời điểm 42 NSC.......................................................................................44
Hình 3.2 Ảnh hưởng của NAA đến sự phát triển của mẫu cây dạ yến thảo thời điểm
32NSC
5
Hình PL1. Mẫu nhiễm nấm......................................................................................57
Hình PL2. Mẫu nhiễm khuẩn ..................................................................................57
Hình PL3. Mẫu sạch, sống sau 21 NSC...................................................................57
Hình PL4. Mẫu chết.................................................................................................57
Hình PL5. Mẫu chồi dạ yến thảo sau 7 ngày nuôi cấy.............................................58
Hình PL6. Mẫu chồi dạ yến thảo sau 14 ngày ni cấy...........................................58
Hình PL7. Mẫu chồi dạ yến thảo sau 21 ngày ni cấy...........................................58
Hình PL8. Mẫu chồi dạ yến thảo sau 28 ngày ni cấy...........................................58
Hình PL9. Tồn cảnh khu thí nghiệm 2...................................................................58
Hình PL10. Mẫu cây dạ yến thảo khơng bổ sung NAA sau 7NSC..........................59
Hình PL11. Mẫu cây dạ yến thảo bổ sung 0,4 mg/l NAA sau 7NSC.......................59
Hình PL12. Hiện tượng xoắn rễ ở nồng độ 0,3 mg/l NAA trên mẫu cây dạ yến thảo
thời điểm 21NSC.......................................................................................................59
Hình PL13. Hiện tượng tạo mơ sẹo ở nồng độ 0,4 mg/l NAA trên mẫu cây dạ yến
thảo thời điểm 21NSC...............................................................................................59
MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Hoa dạ yến thảo (Petunia hybrida L.) cịn có tên gọi khác là dã n là lồi
thực vật thuộc họ cà (Solanaceae), có nguồn gốc từ các nước miền Nam châu Mỹ.
Hoa có màu sắc đa dạng như trắng, hồng, đỏ, tím..., và dáng cây phong phú. Dạ yến
thảo thường được trồng trong các chậu trang trí, chậu hoa treo trong nhà, trong
vườn, làm viền cho khu vườn và tơ điểm cho góc vườn hay căn nhà thêm rực rỡ,
nếu chăm sóc tốt cây có thể ra hoa quanh năm (Bùi Thị Cúc và ctv, 2017).
Hiện nay, ở Việt Nam cây hoa dạ yến thảo được trồng chủ yếu từ hạt với giá
hạt tương đối đắt (từ 1,000 đến 5,000 đồng/hạt tùy thuộc vào dạng cây và màu sắc
hoa), đồng thời tỉ lệ nảy mầm chỉ khoảng 60 - 65%, tỷ lệ chết cao, hạt nhỏ nên giá
thành cây giống khá cao. Dạ yến thảo cịn có thể nhân giống bằng phương pháp
giâm cành nhưng có nhược điểm là cần lượng cây mẹ lớn, hệ số nhân giống thấp,
cây con sinh trưởng kém và dễ nhiễm các loại bệnh (Bùi Thị Cúc và ctv, 2017).
Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật giúp nâng cao hệ số nhân
giống, cây giống tạo ra hoàn toàn sạch bệnh, đồng nhất về kiểu hình, ổn định về tính
di truyền là hướng đi gần như tất yếu trong nền sản xuất nông nghiệp công nghệ cao
hiện nay.
Việc sử dụng kĩ thuật nuôi cấy mô cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết cho quá
trình sinh trưởng của cây thì việc tạo nguồn vật liệu ban đầu là giai đoạn vơ cùng khó
khăn bởi vì giai đoạn này mẫu cây thông thường sẽ dễ bị nhiễm nấm, khuẩn, bị chết
hoặc mẫu cây phát triển chậm, có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên, một
trong số đó là các thao tác trong quy trình khử mẫu (Abdi và ctv, 2012). Phần lớn chất
khử trùng được sử dụng hiện nay là HgCl , hiện tại có quá nhiều tài liệu tham khảo
2
trích dẫn sử dụng hợp chất này (Thompson và ctv, 2009). Ngoài ra, HgCl 2 gây ra
những ảnh hưởng tiêu cực cho sức khỏe người sử dụng (WHO, 2000). Do đó, việc
nghiên cứu và tìm ra chất khử trùng an toàn cho sức khỏe con người là mối quan tâm
lớn của các nhà vi nhân giống.
1
Bổ sung một số chất điều hòa sinh trưởng như BA, NAA, IBA…, là rất cần thiết
cho để kích thích cho cây sinh trưởng, phát triển, tạo chồi và ra rễ. Tuy vậy, yêu cầu
đối với những chất này thay đổi tùy loại mơ, hàm lượng chất điều hịa sinh trưởng nội
sinh của các loài thực vật khác nhau do đó cần tiến hành các thí nghiệm để tìm ra mơi
trường tốt nhất.
Vì những lý do trên, đề tài “Thiết lập quy trình ni cấy in vitro cây dạ yến thảo
(Petunia hybrida)” đã được tiến hành.
Mục tiêu, yêu cầu và giới hạn đề tài
Mục tiêu
- Xác định được nồng độ NaOCl và thời gian khử trùng thích hợp cho đốt thân
cây dạ yến thảo in vitro
- Xác định được nồng độ BA, IBA thích hợp cho q trình nhân nhanh cụm chồi
cây dạ yến thảo từ đốt thân mang mắt ngủ in vitro
- Xác định được nồng độ NAA thích hợp cho quá trình hình thành rễ của mẫu
chồi cây Dạ yến thảo.
Yêu cầu
- Pha chế hóa chất đúng nồng độ thí nghiệm và ghi nhận được các hình ảnh trong
suốt q trình thí nghiệm.
- Bố trí thí nghiệm đúng quy phạm, theo dõi các chỉ tiêu, đánh giá nồng độ, thời
gian và khả năng sinh trưởng của mẫu cây dạ yến thảo với các nồng độ được thực hiện
trong thí nghiệm một cách khách quan để có được kết quả chính xác.
Giới hạn đề tài
Đề tài chỉ thực hiện quy trình in vitro trên một giống cây dạ yến thảo và chưa
thực hiện quy trình ra vườn ươm từ tháng 02 năm 2023 đến tháng 6 năm 2023.
2
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Giới thiệu về cây dạ yến thảo
1.1.1 Phân loại và đặc điểm thực vật học
Phân loại (Ando và ctv, 2005).
Giới: Thực vật
Giới phụ: Tracheobionta
Ngành: Magnoliophyta
Ngành phụ: Spermatophyta
Lớp: Magnoliopsida
Bộ: Solanales
Họ: Solanaceae
Chi: Petunia
Lồi: Petunia hybrida
Tên thơng thường: dạ yên thảo, dạ yến thảo
Hình 1.1 Hoa Dạ Yến Thảo
Nguồn: Công ty TNHH hạt giống hoa Việt Nam (2023)
Dạ yến thảo là cây hằng năm, ưa sáng, thân cao từ 15 - 30 cm có lơng mịn bao
quanh, phân nhánh từ nách lá. Lá đơn hình oval, mọc đối hay ln phiên, có phủ lớp
lơng mịn mềm mại, mép lá khơng có răng cưa. Hoa nở vào mùa hè là dạng hoa đơn
cuốn hoa dài 2 – 3 cm, đài hoa cao 1 – 2,5 cm. Hoa lưỡng tính, hình phễu. Ngày nay,
do sự lai tạo đã cho ra đời nhiều hình dạng hoa như cánh đơn, cánh kép với mép có
viền và gợi sóng hoặc mép viền gợi sóng. Hoa đa dạng màu, có màu tím, trắng, đỏ,
cam, xanh nhạt pha đỏ, có mùi thơm dịu (Lê Hồng Thủy Tiên, 2006).
3
Dạ yến thảo thích nghi được với hầu hết các loại đất, pH từ 6,0 – 7,0. Cây thích
hợp với khí hậu ơn hịa, khơng chịu được nhiệt độ q lạnh hay q nóng, khơng chịu
được ngập lụt hay khơ hạn, đa số các loài thuộc chi này ưa nhiệt độ lạnh, ưa độ ẩm
nhưng không được ngập, cây nhạy cảm với ánh nắng trực tiếp (Lê Hồng Thủy Tiên,
2006).
1.1.2 Phân bố địa lý
Dạ yến thảo vốn là loài đặc hữu của Nam Mỹ, phân bố chủ yếu ở vùng cận nhiệt
đới với nhiệt độ từ 22oC – 39oC. Sự đa dạng về lồi chủ yếu tìm thấy ở vùng Serra của
Brazil, nơi tìm thấy lồi Petunia integrifolia và Petunia axillaris được xem là nguồn
gốc của Petunia hybrida (dạ yến thảo), ngồi ra dạ yến thảo cịn được tìm thấy nhiều ở
Argentina, Uruguay, Paraguay và Bolivia (Joao và ctv, 2009).
Ngày nay, các lồi hoa thuộc chi này đã có nhiều phân hóa về đặc điểm hình thái
và điều kiện thích nghi. Nhiều lồi có thể sống tốt ở các điều kiện khí hậu khác hồn
tồn so với tổ tiên nó. Do q trình thuần hóa của con người và di thực nên các loài
thuộc chi Petunia đã phân bố ngày càng rộng rãi tiêu biểu như loài Petunia hybrida
(Joao và ctv, 2009).
1.1.3 Tình hình trồng và nhân giống cây cảnh dạ yến thảo ở Việt Nam
Cây dạ yến thảo với màu sắc và kiểu dáng hoa đa dạng, bắt mắt nên đã được ưa
chuộng dùng làm hoa cảnh trang trí trong nhiều kiểu khơng gian khác nhau như phịng
khách, ban công, vườn hoa, tiểu cảnh sân vườn. Trong những năm gần đây, các nhà
vườn trồng cây cảnh đang đặc biệt quan tâm đến loại cây này vì nó mang lại hiệu quả
kinh tế cao, được thị trường ưa chuộng. Ở Việt Nam, dạ yến thảo được trồng nhiều ở
các nơi như Đà Lạt, TP. Hồ Chí Minh, Sa Đéc (tỉnh Đồng Tháp), chủ yếu là các giống
có thể thích nghi với điều kiện khí hậu ở nước ta. Tuy nhiên để có giống hoa đẹp các
nhà vườn thường nhập các giống mới từ các nước như Trung Quốc, Đức, Nga hoặc Ba
Lan có hoa nhiều loại màu. Mặc khác người dân cũng nhân giống cây hoa này bằng
cách giâm cành và sử dụng cây con từ q trình ni cấy in vitro. Tuy nhiên, trồng
được cây dạ yến thảo để cây khỏe mạnh đến khi ra hoa yêu cầu nhà vườn có nhiều
kinh nghiệm. Đa số các giống dạ yến thảo trên thị trường rất khó để canh tác, khâu xử
4
lý hạt giống cho nảy mầm khá khó, phương pháp giâm cành thì địi hỏi nhiều kĩ thuật
của người trồng (Lê Hồng Thủy Tiên, 2006).
Dạ yến thảo là cây ưa mát, ưa ẩm, nhưng không ưa được ngập úng, cây khơng
chịu được khi thời tiết khơ nóng, cây sau khi mất nước có tưới lại cũng khó hồi phục
do thân cây rỗng xốp, lá mỏng (Lê Hồng Thủy Tiên, 2006). Đây là đối tượng tiềm
năng cho ngành trồng hoa cảnh ở Việt Nam, cần có những giống dạ yến thảo mới với
khả năng chống chịu tốt, dễ canh tác hơn nhưng vẫn mang tính thẩm mỹ cao.
1.2 Ni cấy mơ tế bào thực vật.
1.2.1 Cơ sở khoa học của nuôi cấy mơ tế bào thực vật
Tính tồn năng của tế bào
Haberlandt G. (1902) là người đầu tiên đưa ra quan điểm rằng mỗi tế bào bất kỳ
của một cơ thể sinh vật đa bào đều có khả năng tiềm tàng để phát triển thành một cá
thể hoàn chỉnh. Theo quan điểm sinh học hiện đại thì mỗi tế bào riêng rẽ đã phân hóa
đều mang tồn bộ lượng thơng tin di truyền cần thiết và đủ của cả cơ thể sinh vật đó.
Khi gặp điều kiện thích hợp, mỗi tế bào đều có thể phát triển thành một cá thể hồn
chỉnh. Đó là tính tồn năng của tế bào.
Sự phản phân hóa và phân hóa của tế bào
Cơ thể thực vật trưởng thành là một chỉnh thể thống nhất bao gồm nhiều cơ quan
chức năng khác nhau, được hình thành từ nhiều loại tế bào khác nhau. Tuy nhiên, tất
cả các loại tế bào đó đều bắt nguồn từ một tế bào đầu tiên (tế bào hợp tử). Ở giai đoạn
đầu, tế bào hợp tử tiếp tục phân chia thành nhiều tế bào phôi sinh mang chức năng
riêng biệt (chuyên hóa). Sau đó từ các tế bào phơi sinh này chúng tiếp tục được biến
đổi thành các tế bào chuyên hóa đặc hiệu cho các mơ, cơ quan có chức năng khác
nhau.
Sự phân hóa tế bào là sự chuyển các tế bào phơi sinh thành các tế bào mơ chun
hóa, đảm nhận các chức năng khác nhau.
Q trình phân hóa tế bào có thể hiển thị:
5
Tế bào phôi sinh Tế bào mô phân sinh Tế bào phân hóa có chức năng riêng
biệt.
Tuy nhiên, khi tế bào đã phân hóa thành các tế bào có chức năng chun, chúng
khơng hồn tồn mất khả năng biến đổi mình. Trong trường hợp cần thiết, ở điều kiện
thích hợp, chúng lại có thể trở về dạng tế bào mơ phân sinh và phân chia mạnh mẽ.
Q trình đó gọi là phản phân hóa tế bào.
Tế bào chuyên hóa (mơ) Tế bào mơ phân sinh (Duong và ctv, 2003).
Ứng dụng kỹ thuật nhân giống in vitro đã mở ra một hướng phát triển mới trong
ngành nông nghiệp, giúp tăng sản lượng và chất lượng cây giống, đảm bảo nguồn cung
cấp cây giống có chất lượng tốt cho thực tiễn sản xuất.
1.2.2 Lịch sử nuôi cấy mô thế giới
Theo Nguyễn Đức Lượng (2006), lịch sử nuôi cấy mô và tế bào thế giới được bắt
đầu từ năm 1902, khi nhà sinh lý thực vật người Đức Gottlieb Haberlandt là người đầu
tiên dựa trên thuyết tế bào của Schleiden và Schwann đã đề xuất phương pháp nuôi
cấy tế bào thực vật được công bố trong bài báo nhan đề “Những thực nghiệm nuôi cấy
tế bào thực vật tách biệt”. Ni cấy mơ có thể chia thành 4 giai đoạn:
- Giai đoạn 1 (1902 – 1930): giai đoạn của các thử nghiệm ban đầu.
- Giai đoạn 2 (1934 – 1954): năm 1937, Gautheret nuôi thành công mô tế bào cà
rốt, phát hiện vai trò của vitamin, auxin và cytokinin.
- Giai đoạn 3 (1957 – 1992): tách và nuôi tế bào đơn, nhận biết vai trò của tỷ lệ
cytokinin/auxin, tạo được protoplast và tái sinh cây, tạo cây đơn bội từ nuôi túi phấn từ
năm 1980: phát triển công nghệ gene thực vật.
- Giai đoạn 4 (từ 1992 đến nay): ứng dụng các thành tựu vào sản xuất với quy mô
lớn và trên diện rộng.
1.2.3 Lịch sử nuôi cấy mô tế bào thực vật ở Việt Nam
Theo Trần Văn Minh (2005), sau năm 1975, nước ta mới bắt đầu chú trọng đến
kỹ thuật nuôi cấy mô thực vật.
6
Phịng thí nghiệm ni cấy mơ tế bào đầu tiên được xây dựng tại Viện Sinh Học,
Viện Khoa Học Việt Nam do Lê Thị Muội khởi xướng. Bước đầu phòng tập trung
nghiên cứu các phương pháp nghiên cứu cơ bản trong điều kiện Việt Nam, như nuôi
cấy bao phấn, nuôi cấy mô sẹo và protoplast, và đã thành công khi nuôi cấy bao 6 phấn
lúa và thuốc lá được công bố vào năm 1978 (Lê Thị Muội và ctv, 1978). Tiếp đó là
thành cơng ni cấy protoplast khoai tây (Lê Thị Muội và Nguyễn Đức Thành, 1978).
Phịng thí nghiệm tiếp theo được đặt tại phân viện Khoa Học Việt Nam ở TP. Hồ Chí
Minh, sau đó là Đại học Nơng Nghiệp I Hà Nội và Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông
Nghiệp Việt Nam, chủ yếu tập trung vào vi nhân giống khoai tây. Đến nay, đã có rất
nhiều phịng thí nghiệm nuôi cấy mô không những ở các Viện nghiên cứu (Viện Di
Truyền Nông Nghiệp, Viện Rau Quả Trung ương, các trường Đại học), mà có cả ở
một số tỉnh và cơ sở sản xuất (Đà Lạt, Yên Bái, Hưng Yên, Thanh Hóa, Cần Thơ,
Nghệ Tĩnh).
Từ giữa 1980 đến nay, hướng nghiên cứu ứng dụng nuôi cấy mô tế bào thực vật
phát triển mạnh. Những kết quả đáng khích lệ đã đạt được trong lĩnh vực vi nhân
giống khoai tây (Viện Công Nghệ Sinh Học, Viện Di Truyền Nông Nghiệp, Viện Lâm
Nghiệp). Một số kết quả bước đầu đã được ghi nhận trong lĩnh vvực chọn dòng tế bào
kháng bệnh (Lê Bích Thủy và ctv, 1994), chọn dịng chịu muối, chịu mất nước
(Nguyễn Tường Vân và ctv, 1994; Định Thị Tòng và ctv, 1994). Các kết quả về dung
hợp tế bào trần, chuyển gen lục lạp cũng thu được kết quả lý thú (Nguyễn Đức Thành
và ctv, 1993). Nuôi cấy bao phấn để tạo dòng thuần đã được ứng dụng nhiều tại Viện
Công Nghệ Sinh Học và Di Truyền Giống Nông Nghiệp. Nuôi cấy các cây dược liệu
quý để bảo tồn nguồn gen và tạo các dịng tế bào có hàm lượng sinh học quan trọng
cũng đã và đang được phát triển (Phan Huy Bảo và Lê Thị Xuân, 1998; Phan Thị Bảy
và ctv, 1995; Bùi Bá Bổng, 1995).
Không dừng lại ở đó, các cơng trình nghiên cứu ngày càng đạt được những bước
tiến vượt bậc. Cụ thể:
Tại Viện sinh học Nhiệt đới, từ đầu những năm 2000, đã tập trung vào công nghệ
nuôi cấy mô các cây công nghiệp như cà phê, hồ tiêu và nhóm cây lâm nghiệp thân gỗ
như paulownia, dó bầu, neem... Hồn chỉnh cơng nghệ nhân nhanh, phục tráng giống,
7
tạo các giống cây trồng nông lâm nghiệp sạch bệnh. Nghiên cứu cải thiện 7 điều kiện
nuôi cấy in vitro, bioreactor cho các cây có giá trị như cây thuốc, cây lấy dầu, hoa lan,
cây cảnh... Lần đầu tiên trong nước, các nhà nghiên cứu đã nuôi cấy thành công mơ
phơi vơ tính (soma), mơ chồi sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)
trong môi trường lỏng tạo điều kiện rất thuận lợi cho việc nhân sinh khối quy mô lớn
tạo sản phẩm có khả năng thương mại hóa. Tạo và nuôi nhân rễ bất định sâm Ngọc
Linh và bước đầu ghi nhận được sự hình thành rễ tơ (hairy root) sâm Ngọc Linh nhờ vi
khuẩn Agrobacterium rhizogenes, tạo điều kiện cho việc nuôi nhân quy mô lớn sinh
khối nhằm thu hoạt chất phục vụ ngành mỹ phẩm và y dược. Đến năm 2015, ứng dụng
và công đã tập trung vào công nghệ nuôi cấy mô các với đề tài “Nghiên cứu một số
giải pháp kỹ thuật Công nghệ cao nhằm nâng cao hiệu quả trong nuôi cấy mô”, sau
thời gian nghiên cứu đã thu được như kết quả như: đã chế tạo hệ thống chiếu sáng
thông minh sử dụng đèn LED trong nhân giống cây đảng sâm (Codonopsis Javanica)
bằng phương pháp ni cấy mơ quy mơ thí nghiệm. Hồn chỉnh quy trình cơng nghệ
sản xuất cây giống Đảng sâm (Codonopsis Javanica) bằng phương pháp nuôi cấy mô
công nghệ cao quy mơ thí nghiệm (Cục thơng tin KH&CN quốc gia, 2020).
1.3 Nhân giống in vitro
1.3.1 Khái niệm
Nuôi cấy mô tế bào thực vật là phương pháp nuôi cấy in vitro mô hoặc tế bào
đã tách rời ra khỏi cơ thể thực vật trong mơi trường thích hợp để chúng trở lại trạng
thái chưa phân chia tế bào và biệt hoá thành mô, cơ quan, phát triển thành cây con
mới. Tất cả mọi tế bào của một cơ thể thực vật đều có tính tồn năng, nghĩa là chứa
bộ gen y hệt nhau, do đó tất cả các tế bào của một cơ thể đều có khả năng tổng hợp
những loại protein- enzym giống nhau và nếu tế bào được nuôi dưỡng trong mơi
trường thích hợp đều có thể phát triển thành cây nguyên vẹn đặc trưng giống hệt cây
ban đầu và ra hoa, kết quả bình thường (Nguyễn Quang Thạch, 2009).
1.3.2 Ưu và nhược điểm của phương pháp nhân giống in vitro
Theo Nickell (1973) phương pháp nhân giống in vitro có khả năng khắc phục
được nhiều trở ngại mà phương pháp nhân giống khác thường gặp. Sau đây là những
ưu điểm chính:
8
- Có hệ số nhân rất cao, rút ngắn thời gian đưa 1 giống mới vào sản xuất đại trà.
- Cây con được trẻ hóa và sạch bệnh, vì vậy có tiềm năng sinh trưởng, phát triển
và năng suất cao.
- Tạo được dịng thuần của cây tạp hóa.
- Tạo được cây có genotype mới (đa bội, đơn bội).
- Bảo quản và lưu giữ tập đồn gen.
- Có khả năng sản xuất quanh năm.
- Có thể nhân nhanh nhiều cây khơng kết hạt trong những điều kiện sinh thái nhất
định hoặc hạt nảy mầm kém.
Nhược điểm:
Phương pháp nuôi cấy in vitro đòi hỏi trang thiết bị đắt tiền và kỹ thuật cao nên
chỉ có hiệu quả đối với những cây có giá trị cao hoặc khó nhân giống bằng phương
pháp khác. Ngồi ra, phương pháp này cịn có những bất lợi sau:
+ Mặc dù số lượng cây giống thu được có thể rất cao nhưng cây con có kích
thước nhỏ, địi hỏi phải có chế độ chăm sóc đặc biệt ở giai đoạn sau ống nghiệm.
+ Cây có thể có những đặc tính khơng mong muốn.
+ Khả năng tạo đột biến tăng.
+ Khả năng tái sinh có thể bị mất đi do cấy truyền callus hay huyền phù tế bào
nhiều lần.
+ Cây giống có thể bị nhiễm bệnh đồng loạt.
+ Nhân nhanh và kinh tế các kiểu gen quý hiếm của giống cây lâm nghiệp và gốc
ghép trong nghề trồng cây ăn quả, cây cảnh thuộc nhóm thân gỗ.
+ Nhân nhanh ở điều kiện vô trùng và cách ly tái nhiễm kết hợp với làm sạch
virus.
+ Bảo quản và lưu giữ các tập đồn giống nhân giống vơ tính và các loài giao
phấn trong ngân hàng gen.
9