Nghiên cứu tạo đột biến in vitro và đánh giá sinh trưởng, phát triển, sai khác di truyền của các dòng đột biến giống hoa cẩm chướng quận chúa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM



VŨ HOÀNG HIỆP



NGHIÊN CỨU TẠO ĐỘT BIẾN IN VITRO VÀ ĐÁNH GIÁ
SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, SAI KHÁC DI TRUYỀN
CỦA CÁC DÒNG ĐỘT BIẾN GIỐNG HOA CẨM CHƯỚNG
QUẬN CHÚA (DIANTHUS CARYOPHYLLUS L.)



LUẬN ÁN TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG








HÀ NỘI, NĂM 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NGÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

VŨ HOÀNG HIỆP



NGHIÊN CỨU TẠO ĐỘT BIẾN IN VITRO VÀ ĐÁNH GIÁ
SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, SAI KHÁC DI TRUYỀN
CỦA CÁC DÒNG ĐỘT BIẾN GIỐNG HOA CẨM CHƯỚNG
QUẬN CHÚA (DIANTHUS CARYOPHYLLUS L.)


CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG
MÃ SỐ: 62.62.01.10


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. NGUYỄN THỊ LÝ ANH




HÀ NỘI, NĂM 2014


i
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, hình
ảnh, kết quả trình bày trong luận án này là trung thực và chưa từng được sử dụng
để bảo vệ một học vị nào trước đây.

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án này đã
được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 10 tháng 04 năm 2014
Tác giả



Vũ Hoàng Hiệp











ii
LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận
được sự quan tâm giúp đỡ tận tình của nhiều tập thể và cá nhân.
Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn
Thị Lý Anh đã tận tình hướng dẫn, dìu dắt, tạo mọi điều kiện thuận lợi và chia sẻ
những khó khăn cùng tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành
luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, các thầy giáo, cô giáo, cán bộ
công nhân viên của Viện Sinh học Nông nghiệp - Học viện Nông nghiệp Việt

Nam đã sẻ chia kinh nghiệm và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình
thực hiện đề tài nghiên cứu.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể các thầy giáo, cô giáo Bộ môn Di truyền
và chọn giống cây trồng, Khoa Nông học, Ban Quản lý đào tạo, Ban Giám đốc
Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã giúp đỡ về mặt học vấn cũng như tạo điều
kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải
Phòng đã tạo điều kiện cho tôi có thể đảm bảo thời gian để học tập và thực hiện
luận án.
Để hoàn thành được luận án này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, động viên
chân tình của các thành viên trong gia đình, các bạn bè, đồng nghiệp, Tôi xin
được trân trọng ghi nhớ và cảm ơn những sự giúp đỡ quý báu đó.
Hà Nội, ngày 10 tháng 04 năm 2014
Tác giả



Vũ Hoàng Hiệp



iii
MỤC LỤC

Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt vii
Danh mục các bảng viii
Danh mục các hình x

MỞ ĐẦU 1
1 Tính cấp thiết của đề tài 1
2 Mục tiêu nghiên cứu 2
3 Yêu cầu của đề tài 2
4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3
5 Đóng góp mới của luận án 4
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
1.1 Giới thiệu chung về cây hoa cẩm chướng 5
1.1.1 Nguồn gốc, phân loại 5
1.1.2 Đặc điểm thực vật học của cây hoa cẩm chướng 7
1.1.3 Yêu cầu ngoại cảnh của hoa cẩm chướng 7
1.1.4 Yêu cầu dinh dưỡng 8
1.2 Tình hình sản xuất hoa cẩm chướng trên thế giới và trong nước 9
1.2.1 Tình hình sản xuất hoa cẩm chướng trên thế giới 9
1.2.2 Tình hình sản xuất hoa cẩm chướng tại Việt Nam 11
1.3 Ứng dụng phương pháp nuôi cấy mô, tế bào trong nhân giống cây
hoa cẩm chướng 12
1.4 Đột biến tạo biến dị di truyền và ứng dụng đột biến trong chọn tạo
giống cây trồng 16
1.4.1 Đột biến tạo biến dị di truyền 16
1.4.2 Các tác nhân gây đột biến 17
1.4.3 Vai trò của đột biến nhân tạo trong công tác chọn tao giống cây trồng 21


iv
1.5 Xử lý gây tạo đột biến trong nuôi cấy in vitro và ứng dụng trong
chọn tạo giống cây trồng 24
1.5.1 Xử lý gây tạo đột biến trong nuôi cấy in vitro 24
1.5.2 Các phương pháp xử lý gây tạo đột biến trong nuôi cấy in vitro 25
1.5.3 Nguồn vật liệu xử lý đột biến in vitro 29

1.5.4 Sàng lọc thể đột biến 29
1.6 Một số kết quả nghiên cứu về cây hoa cẩm chướng 30
1.6.1 Kết quả nghiên cứu trên thế giới 30
1.6.2 Kết quả nghiên cứu trong nước 35
Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39
2.1 Vật liệu nghiên cứu 39
2.2 Nội dung nghiên cứu 41
2.2.1 Nghiên cứu nhân giống in vitro cho cây cẩm chướng giống Quận Chúa 41
2.2.2 Nghiên cứu các phương pháp xử lý gây tạo đột biến in vitro cho cây
cẩm chướng 41
2.2.3 Nghiên cứu phân lập các dạng chồi in vitro biến dị sau xử lý và đánh
giá sự sinh trưởng phát triển của các dạng chồi 41
2.2.4 Nghiên cứu sự sinh trưởng phát triển và phân lập các dạng biến dị
của cây cẩm chướng sau xử lý trong điều kiện tự nhiên 42
2.2.5 Nghiên cứu đánh giá sự sai khác di truyền của một số dòng biến dị
có triển vọng đã phân lập bằng chỉ thị SSR 42
2.2.6 Nghiên cứu quy trình nhân giống in vitro cho một số dòng đột biến
được tuyển chọn 42
2.3 Phương pháp nghiên cứu 42
2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 42
2.3.2 Phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật. 47
2.3.3 Phương pháp gây tạo đột biến in vitro 47
2.3.4 Phương pháp đánh giá sự sai khác di truyền của các dòng đột biến
bằng chỉ thị phân tử SSR 50
2.3.5 Phương pháp theo dõi, đánh giá 53


v
2.4 Phương pháp xử lý số liệu 55
2.5 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 54

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 56
3.1 Nghiên cứu nhân giống in vitro cho cây cẩm chướng giống Quận Chúa 56
3.1.1 Nghiên cứu tạo vật liệu khởi đầu 55
3.1.2 Nghiên cứu nhân nhanh chồi in vitro 56
3.1.3 Nghiên cứu tạo cây hoàn chỉnh 62
3.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp ra cây đến tỷ lệ sống và
sinh trưởng của cây in vitro ngoài vườn ươm 63
3.2 Nghiên cứu xử lý gây tạo đột biến cho cây hoa cẩm chướng in vitro
bằng EMS và tia gamma nguồn
60
Co 65
3.2.1 Nghiên cứu xử lý gây tạo đột biến cho cây hoa cẩm chướng nuôi cấy
in vitro bằng EMS 65
3.2.2 Nghiên cứu xử lý gây tạo đột biến cho cây hoa cẩm chướng nuôi cấy
in vitro bằng tia gamma nguồn
60
Co 75
3.2.3 Nghiên cứu xử lý kết hợp EMS và tia gamma nguồn
60
Co cho cây
hoa cẩm chướng in vitro 80
3.3 Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của các dạng chồi in
vitro 84
3.3.1 Nghiên cứu khả năng ra rễ của các dạng chồi in vitro cây cẩm
chướng sau xử lý 85
3.3.2 Nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển của các dạng chồi in vitro
cây cẩm chướng sau xử lý trong điều kiện khí canh 86
3.3.3 Nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển của các dạng chồi in vitro
cây cẩm chướng sau xử lý giai đoạn ngoài đồng ruộng 88
3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý gây tạo đột biến đến sự phát sinh

biến dị của cây cẩm chướng giai đoạn ngoài đồng ruộng 89
3.4.1 Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự phát sinh biến dị của cây cẩm
chướng giai đoạn ngoài đồng ruộng 96


vi
3.4.2 Ảnh hưởng của xử lý chiếu xạ đến tỷ lệ biến dị của cây cẩm chướng
sau xử lý giai đoạn ngoài đồng ruộng 96
3.4.3 Ảnh hưởng của xử lý kết hợp EMS và chiếu xạ đến tỷ lệ biến dị của
cây cẩm chướng sau xử lý giai đoạn ngoài đồng ruộng 96
3.4.4 Đặc điểm hình thái một số dạng biến dị về màu sắc hoa sau xử lý
giai đoạn ngoài đồng ruộng 97
3.5 Nghiên cứu đánh giá sai khác di truyền của một số dòng cẩm chướng
bằng kỹ thuật SSR 103
3.5.1 Kết quả tách chiết DNA tổng số 103
3.5.2 Kết quả phân tích sự nhân bản DNA với các cặp mồi 104
3.5.3 Kết quả phân tích chỉ số PIC với các cặp mồi 115
3.5.4 Đánh giá độ thuần di truyền của các dòng cẩm chướng nghiên cứu 117
3.5.5 Hệ số đồng dạng và mối quan hệ di truyền giữa các mẫu giống cẩm
chướng 117
3.6 Nghiên cứu nhân giống in vitro một số dòng đột biến được tuyển chọn 121
3.6.1 Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ khử trùng đến tỷ lệ sống của mẫu 122
3.6.2 Đánh giá khả năng nhân nhanh in vitro của các dòng cẩm chướng đột
biến được tuyển chọn. 124
3.6.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của auxin đến khả năng tạo cây in vitro hoàn
chỉnh của hai dòng cẩm chướng H6 và H7 125
3.6.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp ra cây đến tỷ lệ sống và
sinh trưởng của cây in vitro ngoài vườn ươm 126
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 129
1 Kết luận 129

2 Đề nghị 130
Danh mục công trình đã công bố có liên quan đến luận án 131
Tài liệu tham khảo 132
Phụ lục 141


vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Tên đầy đủ

AFLP Amplicon fragment length polymorphism
BA Benzyl adenin
BAP 6-Benzylamino purine
CT Công thức
CS Cộng sự
DMSO Dimethyl sulfoxide
DNA Deoxyribonucleic acid
DES Dimethylsulfate
ĐC Đối chứng
EI Ethylenimine
EMS Ethylmethane sulphonate
FAO Food and Agriculture Organization
IAA 3-Indoleacetic acid
IAEA International Atomic Energy Agency
IBA α-Indol butyric acid
LD
50
Liều gây chết 50% mẫu thí nghiệm
LPB Protocorm-Like-Bodies

MS Môi trường Murashige and Skoog
NEU Nitrosoethylurea
NMU Nitrosomethylurea
NXB Nhà xuất bản
PIC Polymorphic Information Content
r Hệ số tương quan
RAPD Random amplified polymorphic DNA
RFLP Restriction fragment length polymorphisms
SSR Simple sequence repeats
TDZ Thidiaruzon
α NAA α-Napthaleneaxetic acid


viii
DANH MỤC CÁC BẢNG

STT
Tên bảng
Trang
1.1 Diện tích trồng và năng suất hoa cẩm chướng ở một số nước năm 2000 10
1.3 Số giống cây trồng được tạo ra bằng phương pháp gây tạo đột biến ở
một số quốc gia tính đến năm 2007 23
2.1 Trình tự nucleotit của các primer được sử dụng trong các phản ứng
SSR-PCR 39
3.1 Ảnh hưởng của phương pháp khử trùng đến tỷ lệ mẫu sống 55
3.2 Ảnh hưởng của BA và kinetin trong môi trường MS đến hệ số nhân, sinh
trưởng của chồi in vitro 58
3.3 Ảnh hưởng của của tổ hợp kinetin và auxin đến hệ số nhân, sinh
trưởng của chồi in vitro 61
3.4 Ảnh hưởng của α-NAA và than hoạt tính trong môi trường MS tới

khả năng ra rễ của chồi in vitro 63
3.5 Ảnh hưởng của giá thể đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây cẩm
chướng in vitro ngoài vườn ươm 64
3.6 Ảnh hưởng của EMS đến khả năng sống, phát sinh chồi in vitro cây
cẩm chướng 66
3.7 Sự biến động tỷ lệ mẫu chết qua các tuần nuôi cấy 69
3.8 Ảnh hưởng của EMS đến sự phát sinh hình thái của chồi in vitro cây
cẩm chướng với thời gian xử lý 1 giờ 72
3.9 Ảnh hưởng của EMS đến sự phát sinh hình thái của chồi in vitro cây
cẩm chướng với thời gian xử lý 2 giờ 72
3.10 Ảnh hưởng của EMS đến sự phát sinh hình thái của chồi in vitro cây
cẩm chướng với thời gian xử lý 3 giờ 73
3.11 Ảnh hưởng của liều lượng xử lý tia gamma nguồn
60
Co đến khả năng
sống và sinh trưởng của chồi in vitro 76
3.12 Sự biến động tỷ lệ mẫu chết qua các tuần nuôi cấy 76
3.13 Tỷ lệ chồi biến dị và các dạng chồi sau xử lý tia gamma nguồn
60
Co 79


ix
3.14 Ảnh hưởng của liều lượng xử lý EMS và tia gamma nguồn
60
Co đến
khả năng sống, sinh trưởng của chồi 81
3.15 Tỷ lệ chồi biến dị và các dạng chồi in vitro sau xử lý kết hợp EMS
và tia gamma nguồn
60

Co 84
3.16 Khả năng ra rễ của chồi in vitro sau xử lý 85
3.17 Sự sinh trưởng, phát triển của các dạng chồi sau xử lý đột biến trong
điều kiện khí canh 87
3.18 Sự sinh trưởng, phát triển của các dạng chồi sau xử lý đột biến trong
điều kiện ngoài đồng ruộng 88
3.19 Ảnh hưởng của xử lý EMS đến tỷ lệ biến dị của cây cẩm chướng sau
xử lý giai đoạn ngoài đồng ruộng 92
3.20 Ảnh hưởng của xử lý chiếu xạ đến tỷ lệ biến dị của cây cẩm chướng
sau xử lý giai đoạn ngoài đồng ruộng 93
3.21 Tỷ lệ biến dị của cây cẩm chướng sau xử lý kết hợp EMS và chiếu xạ
giai đoạn ngoài đồng ruộng 94
3.22 Tỷ lệ biến dị của các dạng chồi cẩm chướng sau xử lý giai đoạn
ngoài đồng ruộng 95
3.23 Đặc điểm hình thái một số dạng biến dị về màu sắc hoa sau xử lý
giai đoạn ngoài đồng ruộng sau 99
3.24 Thống kê số băng DNA thu được của các mẫu giống cẩm chướng 104
3.25 Hệ số PIC của 20 mồi SSR 116
3.26 Tỷ lệ dị hợp tử của dòng, giống cẩm chướng 117
3.27 Hệ số tương đồng di truyền giữa các dòng, giống cẩm chướng 118
3.28 Ảnh hưởng của thời gian khử trùng đến tỷ lệ mẫu sống 123
3.29 Ảnh hưởng của cytokinin đến sự sinh trưởng phát triển và hệ số nhân
của hai dòng cẩm chướng H6 và H7 125
3.30 Khả năng ra rễ in vitro của các dòng cẩm chướng H6 và H7 126
3.31 Ảnh hưởng của giá thể ra cây đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây
in vitro ngoài vườn ươm 127



x

DANH MỤC CÁC HÌNH

STT
Tên hình
Trang
1.1 Hình ảnh một số loài hoa cẩm chướng phổ biến 6
1.2 Tỷ lệ đóng góp của các tác nhân trong đột biến tạo giống cây trồng
tại Nhật Bản năm 2008 18
1.3 Số giống cây trồng được tạo ra theo phương pháp gây tạo đột biến
trên thế giới qua các năm 21
1.4 Tỷ lệ các giống đột biến trên các châu lục vào năm 2008 22
1.5 Trình tự các bước xử lý đột biến in vitro bằng chiếu xạ 27
2.1 Mẫu giống hoa nghiên cứu 39
3.1 Chồi in vitro nuôi cấy trên môi trường bổ sung BA với nộng độ khác nhau 59
3.2 Chồi in vitro nuôi cấy trên môi trường bổ sung kinetin với nộng độ
khác nhau 60
3.3 Cây cẩm chướng giai đoạn ngoài vườn ươm 65
3.4 Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ EMS đến tỷ lệ chết của chồi in vitro
cây cẩm chướng 68
3.5 Chồi in vitro cây cẩm chướng sau xử lý EMS với thời gian xử lý 2 giờ 70
3.6 Các dạng chồi thu được sau xử lý EMS 71
3.7 Chồi in vitro cây cẩm chướng sau xử lý chiếu xạ tia gamma nguồn
60
Co 77
3.8 Các dạng chồi thu được sau xử lý tia gamma nguồn
60
Co 79
3.9 Các dạng chồi thu được sau xử lý kết hợp EMS và tia gamma nguồn
60
Co 83

3.10 Một số dạng biến dị về hình thái thân lá 90
3.11 Hình ảnh một số dạng biến dị về màu sắc hoa 91
3.12 Cấu trúc một số dạng biến dị về màu sắc hoa 102
3.13 Kết quả điện di DNA tổng số 103
3.14 Kết quả phân tích với mồi CB003a 105
3.15 Kết quả phân tích với mồi CB004a 106
3.16 Kết quả phân tích với mồi CB006a 106
3.17 Kết quả phân tích với mồi CB011a 106
3.18 Kết quả phân tích với mồi CB016a 106


xi
3.19 Kết quả phân tích với mồi CB018a 108
3.20 Kết quả phân tích với mồi DCB134 108
3.21 Kết quả phân tích với mồi DCB224 109
3.22 Kết quả phân tích với mồi DCB109 109
3.23 Kết quả phân tích với mồi DCB140 110
3.24 Kết quả phân tích với mồi CB027a 110
3.25 Kết quả phân tích với mồi CB020a 111
3.26 Kết quả phân tích với mồi DCB221 111
3.27 Kết quả phân tích với mồi DCB131 112
3.28 Kết quả phân tích với mồi CB026a 112
3.29 Kết quả phân tích với mồi CB047a 113
3.30 Kết quả phân tích với mồi DCB135 113
3.31 Kết quả phân tích với mồi CB057a 114
3.32 Kết quả phân tích với mồi CB041a 114
3.33 Kết quả phân tích với mồi CF003a 115
3.34 Sơ đồ mối quan hệ di truyền giữa các dòng, giống cẩm chướng 118
3.35 Mẫu dòng đột biến được lựa chọn nghiên cứu nhân giống in vitro 122

1
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong nông nghiệp cùng với việc phát triển các cây lương thực, thực phẩm
cây hoa cũng đã trở thành một lĩnh vực thu hút được sự quan tâm và đầu tư bởi sản
xuất hoa đã trở thành một ngành thương mại mang lại lợi ích lớn cho nền kinh tế.
Trong những loài hoa cắt cành, cẩm chướng ngày càng được biết đến và ưa
chuộng bởi màu sắc đẹp, phong phú, kiểu dáng hoa đa dạng, hoa tươi lâu, dễ vận
chuyển, bảo quản… Cẩm chướng đã trở thành một trong bốn loài hoa cắt cành
được trồng phổ biến trên thế giới, chiếm 17% tổng sản lượng hoa cắt (Nguyễn Thị
Kim Lý, 2012). Đây cũng là loại hoa có nhiều triển vọng trong sản xuất nội tiêu
cũng như xuất khẩu của Việt Nam. Ở nước ta hiện nay, chủ yếu trồng các giống
cẩm chướng nhập nội từ nước ngoài (Nguyễn Thị Kim Lý, 2012) do đó không chủ
động và chi phí sản xuất cao, đặc biệt là không thể mở rộng sản xuất và xuất khẩu
bởi không có bản quyền giống. Vì vậy, việc phát triển cây hoa có giá trị này không
chỉ là việc nhân nhanh các giống nhập nội hay tìm ra những biện pháp kỹ thuật
nhằm nâng cao năng suất chất lượng hoa mà còn phải tạo ra được những giống hoa
cẩm chướng mới đáp ứng được nhu cầu thị trường, phù hợp với điều kiện sinh thái
và có bản quyền của Việt Nam.
Đối với cây hoa việc chọn tạo giống tập trung chủ yếu là tạo giống có màu
sắc mới. Điều này được thực hiện thông qua con đường lai xa, đa bội hóa và gây
tạo đột biến (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2007). Tuy nhiên đối với cây hoa
cẩm chướng ở nước ta việc lai xa rất khó thực hiện bởi khả năng thụ phấn thụ tinh
rất khó. Vì vậy việc tạo giống có màu sắc mới chỉ có thể thực hiện thông qua con
đường gây tạo đột biến. Phương pháp chọn tạo giống bằng gây tạo đột biến được
nghiên cứu, phát triển từ giữa thế kỷ 20 và ngày càng phát triển rộng rãi mang lại
những thành tựu to lớn trong công tác chọn tạo giống cây trồng. Theo báo cáo của
Tổ chức Năng lượng nguyên tử quốc tế, tính đến năm 2013 đã có 3.200 giống cây

trồng đột biến thuộc trên 200 loài khác nhau được công nhận và ứng dụng trong


2
sản xuất (IAEA, 2013). Hơn thế nữa, việc gây tạo đột biến nhân tạo kết hợp với
nuôi cấy mô tế bào thực vật in vitro đã trở thành công cụ hữu hiệu giúp giảm thiểu
chi phí và thời gian chọn tạo giống cây trồng mới. Kỹ thuật xử lý đột biến in vitro
đã gây tạo và làm tăng tần số xuất hiện đột biến với các tính trạng có giá trị kinh tế
ở các loài thực vật nói chung và cây hoa nói riêng, góp phần không nhỏ cho việc
cải tiến giống cây trồng. (Okamura, 2006; Shu, 2009; IAEA, 2009, 2013). Bằng
phương pháp chọn lọc và lai tạo thông thường để tạo một giống cây trồng mới ổn
định về năng suất, có chất lượng cao phải mất 6 - 10 thế hệ, nhưng nếu áp dụng
phương pháp đột biến in vitro chỉ cần 3 - 6 thế hệ. Phương pháp này được đánh giá
là một trong những thành tựu của thế kỷ 20 (Đào Thị Thanh Bằng và cs., 1997).
Hiện nay trên thế giới việc nghiên cứu sử dụng các tác nhân như
Ethylmethane sulphonate (EMS) và tia gamma để gây đột biến in vitro cho nhiều
loại cây trồng được nhiều tác giả quan tâm và mang lại hiệu quả cao trong công
tác chọn tạo giống cây trồng mới (Arani and Majidi, 2004; Tulmann et al., 2004;
Luan và cs., 2007; Shin et al., 2007; Nguyễn Thị Lý Anh và cs., 2009a, 2009b,
2011b,…). Trong khi đó ở Việt Nam việc nghiên cứu xử lý đột biến in vitro trong
chọn tạo giống cây trồng nói chung và cây hoa nói riêng còn nhiều hạn chế. Xuất
phát từ những vấn đề nêu trên chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu tạo đột biến
in vitro và đánh giá sinh trưởng, phát triển, sai khác di truyền của các dòng đột
biến giống hoa cẩm chướng Quận Chúa (Dianthus caryophyllus L.)” phục vụ cho
công tác chọn tạo giống hoa cẩm chướng ở nước ta.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu phương pháp xử lý đột biến in vitro nhằm xác định được
phương pháp xử lý đột biến hiệu quả và tạo được các dòng biến dị di truyền làm
nguồn nguyên liệu cho công tác chọn tạo giống hoa cẩm chướng mới.
3. Yêu cầu của đề tài

- Xác định khả năng nhân giống in vitro cho cây cẩm chướng giống Quận
Chúa, làm cơ sở cho việc tái sinh và tạo cây hoàn chỉnh các mẫu xử lý đột biến in


3
vitro bằng tác nhân gây đột biến.
- Xác định hiệu quả xử lý gây tạo đột biến cho cây hoa cẩm chướng trong
nuôi cấy mô mang lại hiệu quả cao:
+ Xác định nồng độ, thời gian xử lý EMS thích hợp cho chồi nhân in vitro
cây hoa cẩm chướng.
+ Xác định liều lượng xử lý tia gamma nguồn
60
Co

thích hợp cho chồi nhân
in vitro cây hoa cẩm chướng.
+ Xác định hiệu quả của xử lý phối hợp EMS và tia gamma nguồn
60
Co

cho
chồi nhân in vitro cây hoa cẩm chướng.
- Phân lập các thể đột biến qua các thế hệ nhân chồi in vitro.
- Sàng lọc các dạng biến dị của cây cẩm chướng sau xử lý trong điều kiện
tự nhiên.
- Đánh giá sự sai khác di truyền của một số dòng đột biến có triển vọng đã
phân lập bằng chỉ thị SSR.
- Xác định phương pháp khử trùng mẫu, môi trường nhân nhanh, môi
trường ra rễ và giá thể ra cây thích hợp cho một số dòng đột biến có tiềm năng
được tuyển chọn.

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài là công trình nghiên cứu có hệ thống đối với cây cẩm chướng bao
gồm các nội dung nhân giống vô tính in vitro, tạo vật liệu di truyền mới bằng
phương pháp gây tạo đột biến bởi tác nhân hóa học, vật lý kết hợp nuôi cấy in
vitro, ứng dụng chỉ thị phân tử trong xác định thể đột biến và xây dựng quy trình
nhân giống vô tính in vitro cho một số dòng đột biến có tiềm năng được tuyển
chọn.
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã cung cấp các dẫn liệu khoa học có giá trị
về việc nhân giống in vitro và phương pháp tạo giống mới thông qua xử lý đột


4
biến in vitro của cây hoa cẩm chướng. Đồng thời là tư liệu có giá trị cho việc
nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống cây trồng.
Các kết quả của đề tài là cơ sở để tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu tạo
dòng đột biến mới làm nguồn nguyên liệu di truyền cho việc chọn tạo giống bằng
xử lý đột biến in vitro không chỉ đối với cây cẩm chướng mà còn có thể mở rộng
với nhiều đối tượng cây trồng khác.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài đã xây dựng được quy trình nhân giống in vitro cho một số dòng,
giống hoa cẩm chướng, góp phần giải quyết khó khăn trong thực tiễn về nhân
giống hiện nay.
Đề tài đã ứng dụng thành công phương pháp xử lý đột biến in vitro và xây
dựng được quy trình xử lý gây tạo đột biến kết hợp nuôi cấy in vitro cho cây hoa
cẩm chướng bằng tác nhân EMS và chiếu xạ tia gamma nguồn
60
Co.
Đã tạo được các vật liệu khởi đầu phục vụ cho công tác nghiên cứu chọn tạo
giống hoa cẩm chướng mới và chọn lọc được một số dòng đột biến có triển vọng.

5. Đóng góp mới của luận án
Các kết quả nghiên cứu đã xác định được tác nhân gây đột biến EMS và tia
gamma nguồn
60
Co

cho hiệu quả cao trong việc gây tạo biến dị có tiềm năng có thể
làm vật liệu cho công tác chọn tạo giống hoa cẩm chướng mới.
Đề tài đã tạo ra các dòng đột biến có tiềm năng và đánh giá được đặc điểm
sinh trưởng phát triển của các dòng đột biến mới về màu sắc hoa trong điều kiện tự
nhiên. Các dòng đột biến này cũng đã được đánh giá sự sai khác di truyền bằng chỉ thị
phân tử SSR và xác định mối quan hệ di truyền với cây mẹ (không xử lý đột biến).
Đề tài đã xây dựng được quy trình nhân giống in vitro cho 2 dòng đột biến
có triển vọng (dòng H6 và dòng H7) trong số các dòng đột biến được tạo ra, phục
vụ cho các nghiên cứu tiếp theo để phát triển hai dòng này thành giống hoa cẩm
chướng mới.


5
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Giới thiệu chung về cây hoa cẩm chướng

1.1.1. Nguồn gốc, phân loại
Theo Jawaharlal et al. (2005), cẩm chướng có tên tiếng Anh: Carnation; tên
khoa học: Dianthus caryophyllus L. Hoa cẩm chướng thuộc:
- Giới thực vật: Plantae
- Lớp 2 lá mầm: Magnoliopsida
- Phân lớp cẩm chướng: Caryophyllidae
- Bộ cẩm chướng: Caryophyllales

- Họ cẩm chướng: Caryophyllaceae
- Chi: Dianthus
- Loài: Caryophyllus.
Theo Jurgens et al. (2003), Jawaharlal et al. (2005) họ cẩm chướng có 80
chi và trên 2.000 loài, phân bố chủ yếu ở Bắc bán cầu, tập trung nhiều ở vùng Địa
Trung Hải, một số ít ở Nam bán cầu và miền núi nhiệt đới. Ở Việt Nam gặp trên
10 chi với 25 loài (Hoàng Thị Sản và Hoàng Thị Bé, 2006; Trung tâm Dữ liệu
thực vật Việt Nam, 2007).
Loài D. caryophyllus: dựa trên hình dạng, kích thước hoa và hình thái cây
loài này được chia thành các nhóm: hoa chuẩn - Standards (sims), hoa chùm -
Sprays (miniatures). Hoa chuẩn là dạng hoa một bông to trên một cành. Hoa chùm
là dạng có một số lượng lớn hoa nhỏ trên cành, có thể sinh ra cành hoa có nhiều
nhánh nhỏ với rất nhiều hoa (Galbally and Galbally, 1997). Thông thường, cẩm
chướng là cây lưỡng bội, tuy nhiên các thể tứ bội cũng đã được tìm thấy. Phần lớn
các giống cây trồng hiện nay là các thể lưỡng bội (Sato et al., 2000).
Cẩm chướng có nguồn gốc từ vùng Địa Trung Hải, bắt đầu được nuôi trồng
để thưởng ngoạn từ thế kỷ XVI. Năm 1750, các nhà làm vườn Pháp đã tạo ra
giống cẩm chướng Remontant, cây cao, ra hoa nhiều lần trong năm. Năm 1846, họ


6
đã trồng được rất nhiều giống cẩm chướng hoang dại và điều khiển cho chúng ra
hoa quanh năm. Năm 1852, cây cẩm chướng từ châu Âu được nhập vào Mỹ. Sau
đó hàng trăm giống hoa cẩm chướng mới đã được tạo ra, trong đó các giống như
North, Berwick, Maine và Wiliam Sim đã trở thành những giống hàng đầu. Từ các
giống hoa này, người ta đã gây đột biến và lai tạo ra rất nhiều giống cẩm chướng
khác nhau (Đặng Văn Đông và Đinh Thế Lộc, 2005).
Trong sản xuất hiện nay ngoài các giống thuộc loài D. caryophyllus được sử
dụng chủ yếu dưới dạng hoa cắt còn có các giống thuộc hai loài, D. barbatus và D.
chinensis được trồng dưới dạng hoa thảm và hoa chậu (Jawaharlal et al., 2005; Lê

Đức Thảo, 2010).
Loài D. barbatus: Thân cứng cáp, nhẵn, cao 25 - 50 cm. Lá dẹp, màu xanh
nhạt hay xanh đậm, dài 3 - 7 cm. Hoa mọc thành chùm khít nhau, rộng 1 - 2 cm,
màu trắng, hồng đỏ, tím hay hai màu giữa các lá bắc khá to, mùi thơm nhẹ. Một số
giống thuộc loài này như giống Wee Willie và Summer Beauty thường trồng bằng
hạt vào đầu mùa xuân và ra hoa vào đầu mùa hè (Jawaharlal et al., 2005; Lê Đức
Thảo, 2010).
Loài D. chinensis: Thân thảo lâu năm, có chiều cao 30 - 50 cm, thân cây
trưởng thành thường có các rãnh, lá phẳng, rộng, màu xanh nhạt đến xanh đậm,
chiều dài lá 3 - 5 cm, chiều rộng 2 - 4 mm. Hoa có nhiều màu sắc khác nhau, đường
kính hoa 3 - 4 cm, cánh hoa thường có lông. Loài D. chinensis tập trung chủ yếu ở
vùng ôn đới. Có 2 giống phổ biến thuộc loài này là Hồng Nhật Bản (D. chinensis
var Heddewigii) và Hồng tua (D. chinensis var Lacinatus) (Jawaharlal et al., 2005).

Dianthus chinensis
Dianthus barbatus
Dianthus caryophyllus
Hình 1.1. Hình ảnh một số loài hoa cẩm chướng phổ biến
(Nguồn: Flickriver, 2012)


7
1.1.2. Đặc điểm thực vật học của cây hoa cẩm chướng
- Rễ: Cẩm chướng có bộ rễ chùm, chiều dài của rễ 15 - 20 cm, phân bố tập
trung ở tầng đất mặt 20 cm, một số ít có khả năng ăn sâu tới 40 - 45 cm (Lê Đức
Thảo, 2010; Nguyễn Thị Kim Lý và cs., 2012).
- Thân: Thân thuộc dạng thân thảo, nhỏ và mảnh, phân nhánh nhiều, và nửa
hóa gỗ. Thân rất dễ gẫy ở đốt. Các đốt thân thường gẫy khúc. Thân thường có màu
xanh nhạt, bao phủ một lớp phấn trắng xung quanh. Cẩm chướng loại thấp cây cao
30 - 50 cm, thường mọc thành bụi, các đốt thân dài 2 - 3 cm. Loại cao cây 50 - 80

cm, đốt dài 4 - 6 cm (Đặng Văn Đông và Đinh Thế Lộc, 2005; Nguyễn Thị Kim
Lý và cs., 2012).
- Lá: Lá mọc đối từ các đốt thân, gốc lá ôm lấy thân, phiến lá dày, hình lưỡi
mác, mép lá trơn, mặt lá nhẵn, không có độ bóng. Trên mặt lá phủ một lớp phấn
trắng, mỏng và mịn, lớp phấn này có tác dụng làm giảm sự bốc hơi nước (Đặng
Văn Đông và Đinh Thế Lộc, 2005; Nguyễn Thị Kim Lý và cs., 2012).
- Hoa: Có hai dạng hoa chính: hoa chùm và hoa đơn. Hoa nằm trên đầu
cành và có nhiều màu sắc khác nhau. Ngay cả trên một hoa cũng có thể có 2 - 3
màu khác nhau. Hoa đẹp, có mùi thơm nhẹ. Nụ hoa có đường kính 2 - 2,5 cm. Khi
hoa nở hoàn toàn có đường kính 6 - 8 cm. Chiều cao bông hoa khoảng 4 - 7,5 cm
(Đặng Văn Đông và Đinh Thế Lộc, 2005; Nguyễn Thị Kim Lý và cs., 2012).
- Hạt: Hạt cẩm chướng nhỏ. Mỗi quả thường có từ 300 - 600 hạt (Nguyễn
Thị Kim Lý và cs., 2012).
1.1.3. Yêu cầu ngoại cảnh của hoa cẩm chướng
- Ánh sáng: Theo Jawaharlal et al. (2005) cẩm chướng là cây ưa sáng và
thích hợp với thời gian chiếu sáng ngày dài. Thời gian chiếu sáng trong ngày càng
dài, cây càng nhanh phân hóa hoa, hoa nở đều, chất lượng hoa tốt. Theo Nguyễn
Thị Kim Lý và cs. (2009) cường độ ánh sáng thích hợp là 1.500 - 3.000 lux, tối
thích là 2.000 - 2.500 lux. Trong quá trình phát triển, cường độ ánh sáng cao (trên
3.000 lux) cây sẽ ra hoa sớm, cường độ ánh sáng thấp (dưới 1.000 lux) quá trình ra
hoa sẽ muộn. Nhìn chung độ dài chiếu sáng trong ngày thích hợp với cây hoa cẩm
chướng là 13 giờ (Jawaharlal et al., 2005).


8
- Nhiệt độ: Cẩm chướng là cây ôn đới nên thích hợp với khí hậu mát mẻ.
Nhiệt độ thích hợp cho cây từ 15 - 22
0
C. Theo Jawaharlal et al. (2005) nhiệt độ
ban đêm có ảnh hưởng rất lớn đối với sự phát triển của hoa cẩm chướng, nhiệt độ

ban đêm thích hợp là 10 - 11
0
C vào mùa đông, 13 - 15,5
0
C vào mùa hè. Chênh
lệch nhiệt độ ngày, đêm có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng hoa. Nhìn chung
chênh lệch nhiệt nhiệt độ ngày đêm khoảng 10
0
C là tốt nhất (Jawaharlal et al.,
2005; Gharge, 2009; Nguyễn Thị Kim Lý và cs., 2012).
- Nước: Ẩm độ thích hợp 60 - 70%, ẩm độ tối thích 65% (Nguyễn Thị Kim
Lý và cs., 2012). Nếu độ ẩm ổn định sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho cây hút chất
dinh dưỡng và muối khoáng, cây sinh trưởng tốt, năng suất và phẩm chất hoa cao.
- Không khí: Cẩm chướng ưa khí hậu mát mẻ và thông thoáng. Theo
Jawaharlal et al. (2005) khi trồng trong nhà kính với nhiệt độ 14 - 15
0
C nên duy trì
nồng độ CO
2
ở mức 500 - 750 ppm. Trong điều kiện thuận lợi nếu phun bổ sung
CO
2
có thể làm tăng năng suất hoa từ 10 - 30%.
- Đất đai: Yêu cầu đất có kết cấu tơi xốp. Độ pH thích hợp từ 6,0 - 6,5.
Theo Nguyễn Thị Kim Lý và cs. (2012) mức EC từ 1,2- 1,5 là phù hợp với cây
cẩm chướng. Đất trồng hoa cẩm chướng tốt nhất là đất cát pha sét, giầu hàm lượng
hữu cơ, có khả năng thoát nước tốt (Jawaharlal et al., 2005).
1.1.4. Yêu cầu dinh dưỡng
Theo Nguyễn Thị Kim Lý và cs. (2012) chất lượng và sản lượng hoa phụ
thuộc rất lớn vào dinh dưỡng. Mức dinh dưỡng không thích hợp sẽ làm cây chóng

tàn hoa, hoa nhỏ. Thông thường 1 m
2
đất trồng trong một năm cây cẩm chướng sẽ
hấp thu lượng từ 3 - 5 g đạm, 2 - 3 g lân, 7 - 12 g kali.
Từ đặc điểm, nguồn gốc và yêu cầu ngoại cảnh của cây cẩm chướng cho
thấy, cây cẩm chướng thích hợp với khí hậu mát mẻ. Vì vậy, ở các nước, cẩm
chướng thường được phát triển mạnh ở các vùng núi cao như Côn Minh (Trung
Quốc) hay thung lũng Rift (Kenya) có độ cao từ 1.000 - 1.800 m so với mực nước
biển. Ngoài ra, các vùng này cũng phù hợp với quá trình thụ phấn của cẩm
chướng nên thuận lợi cho việc lai tạo, tạo vật liệu khởi đầu và các dòng, giống
mới cho sản xuất (Lê Đức Thảo, 2010).


9
Ở Việt Nam, một số vùng có đặc điểm khí hậu rất phù hợp với cây cẩm
chướng như Đà Lạt, Sapa (Nguyễn Thị Kim Lý và cs., 2012). Hiện nay cây cẩm
chướng cũng được trồng rộng rãi ở một số vùng như Hà Nội, Hải Phòng, Thành
phố Hồ Chí Minh,… (Nguyễn Thị Kim Lý và cs., 2009).
1.2. Tình hình sản xuất hoa cẩm chướng trên thế giới và trong nước

1.2.1. Tình hình sản xuất hoa cẩm chướng trên thế giới
Trên thế giới, cẩm chướng là hoa cắt cành được trồng phổ biến tại châu Âu,
châu Á, châu Phi và châu Mỹ.
Italia là nước có diện tích trồng hoa cẩm chướng nhiều nhất, năm 2001 sản
lượng hoa cắt nước này đạt 3.200 triệu cành. Ở Hà Lan, tuy diện tích trồng hoa
cẩm chướng không bằng diện tích trồng hoa tuylip nhưng sản lượng cũng đạt trên
2.500 triệu cành/năm, đứng thứ 2 trên thế giới và có xuất khẩu sang châu Âu, Bắc
Mỹ và Nhật Bản. Ở Ba Lan, cẩm chướng chiếm 60% sản lượng hoa cắt, mỗi năm
nước này sản xuất được khoảng 600 triệu cành, đứng thứ 3 trên thế giới (Đặng
Văn Đông và Đinh Thế Lộc, 2005; Nguyễn Thị Kim Lý và cs., 2012).

Hoa cẩm chướng đã được trồng thương mại ở Australia từ năm 1954, đến
năm 2005 Australia có khoảng trên 100 ha tập trung tại tiểu bang Victoria, Nam
Úc, Tây Úc với sản lượng khoảng 140 triệu bông hoa cắt mỗi năm (Office of Gene
Technology Regulator, 2005).
Colombia là nước trồng cẩm chướng cho hoa tốt nhất trên thế giới và được
coi là thiên đường của hoa cẩm chướng. Với điều kiện tự nhiên rất phù hợp, cây
cẩm chướng đã phát triển trên 35 năm. Trong tổng số 4.200 ha hoa cắt thì cẩm
chướng chiếm 45,8% tổng lượng hoa xuất khẩu của nước này (Nguyễn Thị Kim
Lý và cs., 2012). Năm 2000 diện tích trồng hoa cẩm chướng đạt 1.868 ha với sản
lượng 591 triệu cành/ năm (Thiranjan, 2005).
Cẩm chướng cũng là loại hoa phát triển mạnh ở Kenya. Năm 2000, Kenya
có khoảng 115 ha với sản lượng 303 triệu cành/ năm (Thiranjan, 2005). Diện tích
trồng hoa cẩm chướng của Kenya chủ yếu tập trung ở vùng Ritf Valley. Cây cẩm
chướng được trồng làm cảnh ngoài đồng ở độ cao khoảng 1.800 m và trồng trong


10
nhà plastic ở độ cao 2.700 m so với mực nước biển (Cox et al., 1987).
Ở Thổ Nhĩ Kỳ, hoa cẩm chướng được trồng với diện tích lớn chiếm 21%
(Nguyễn Thị Kim Lý, 2009). Diện tích trồng hoa cẩm chướng tại Thổ Nhĩ Kỳ phát
triển rất nhanh năm 2000 có 3.365 ha đến năm 2005 đã có 8.160 ha, Trong 5 loài
hoa xuất khẩu, hoa cẩm chướng luôn là loại hoa xuất khẩu hàng đầu ở nước này.
Năm 2005, xuất khẩu đạt 21.386.821 USD trong tổng số 24.356.565 USD xuất
khẩu từ 5 loại hoa (hoa hồng, cẩm chướng, hoa lan, cúc, đồng tiền) (Gulay, 2009).
Tại Israel tỷ lệ diện tích trồng hoa cẩm chướng chiếm 7,5% tổng diện tích
trồng hoa, mỗi năm doanh thu xuất khẩu đạt 119 triệu USD (Nguyễn Thị Kim Lý
và cs., 2012).
Bảng 1.1. Diện tích trồng và năng suất hoa cẩm chướng ở một số nước năm 2000
Tên quốc gia
Diện tích

(ha)
Sản lượng
(triệu cành)
Tên quốc
gia
Diện tích
(ha)
Sản lượng
(triệu cành)
Hà Lan
217
739
Ba lan
278
-
Colombia
1.868
591
Mỹ
214
-
Tây Ban Nha
150
308
Pháp
210
-
Kenya
115
303

Italia
150
-
Nhật Bản
602
-
Israel
350
125
Thổ Nhĩ Kỳ
-
107



(Nguồn: Thiranjan, 2005)
Trung Quốc là nước có nhiều vùng sản xuất hoa cẩm chướng, trong đó Côn
Minh là nơi trồng hoa cẩm chướng có chất lượng cao (Nguyễn Thị Kim Lý và cs.,
2012). Cẩm chướng chiếm khoảng 25% tổng lượng hoa trên thị trường tại Bắc
Kinh và Côn Minh (Yang et al., 1998). Tỉnh Vân Nam của Trung Quốc có kim
ngạch xuất khẩu hoa cắt cành ngày càng cao. Theo thống kê tháng 11 năm 2006
đạt 10,4 triệu USD với sản lượng 4,3 nghìn tấn, trong đó cẩm chướng là một trong
3 loại hoa xuất khẩu chủ lực (Khuyết danh, 2007).


11
1.2.2. Tình hình sản xuất hoa cẩm chướng tại Việt Nam
Ở Việt Nam hoa cẩm chướng được người Pháp đưa vào trồng từ đầu thế kỷ
XIX, chủ yếu trồng ở những nơi có khí hậu mát mẻ như Đà Lạt, Sapa (Nguyễn Thị
Kim Lý, 2009). Những năm gần đây, cẩm chướng đã được trồng ở nhiều vùng

trong cả nước như Hà Nội, Hải Phòng, Đà Lạt, Thành phố Hồ Chí Minh. Các vùng
chuyên hoa như An Hải (Hải Phòng), Tây Tựu - Từ Liêm, Phú Thượng - Tây Hồ
(Hà Nội). Với lợi thế về điều kiện khí hậu cẩm chướng đã được trồng cả ở mùa hè
ở Đà Lạt, Sapa và đang dần chiếm lĩnh thị trường trong nước (Lê Đức Thảo,
2010).
Theo số liệu thống kê, xuất khẩu tháng 3/2010, xuất khẩu hoa cẩm chướng
đạt 1,23 triệu cành, giá trị xuất khẩu đạt 0,26 triệu USD. Trong đó thị trường Nhật
Bản chiếm số lượng lớn với 0,94 triệu cành, trị giá 0,19 triệu USD (Khuyết danh,
2010). Hàng năm Đà Lạt cung cấp khoảng 0,3 - 0,5 triệu cành hoa cẩm chướng các
loại. Từ năm 2008 đến nay, diện tích trồng hoa cẩm chướng trong nhà kính ở Lạc
Dương và Đà Lạt tăng từ gần 214 ha lên hơn 290 ha. Trong năm 2013, các hộ
nông dân tại Đà Lạt đã liên kết với Công ty DaLat Hasfarm trong việc trồng hoa
xuất khẩu, xây dựng 50 ha nhà kính trồng hoa, trong đó 20% trồng hoa cúc, 80%
trồng hoa cẩm chướng. Ước giá trị lợi nhuận trong 6 tháng đầu năm 2013 với sản
xuất xuất khẩu hoa cẩm chướng cũng đạt tương đương với hoa cúc, trung bình trên
dưới 10 triệu đồng/1.000m
2
/tháng (Huy Hoàng, 2013).
Như vậy có thể thấy cẩm chướng là một trong những loài hoa được trồng từ
rất lâu và phổ biến ở châu Âu, châu Á và châu Mỹ. Đây là loại hoa có tiềm năng
phát triển rất lớn và có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong việc phát triển ngành sản
xuất hoa của nước ta nói riêng và thế giới nói chung. Tuy nhiên việc phát triển cây
hoa cẩm chướng ở nước ta còn nhiều hạn chế, sản lượng và chất lượng hoa cẩm
chướng còn thấp chưa đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng. Vì vậy việc
nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật, đặc biệt là khâu chọn tạo giống hoa cầm
chướng ở nước ta là rất cần thiết.


12
1.3. Ứng dụng phương pháp nuôi cấy mô, tế bào trong nhân giống cây hoa

cẩm chướng

Nuôi cấy mô, tế bào thực vật là phạm trù khái niệm chung cho tất cả các loại
nuôi cấy nguyên liệu thực vật hoàn toàn sạch các vi sinh vật, trên môi trường dinh
dưỡng nhân tạo, trong điều kiện vô trùng (Nguyễn Quang Thạch và cs., 2005).
Cơ sở lý luận của phương pháp đó là dựa trên cơ sở tính toàn năng và đặc
tính phân hoá và phản phân hoá của tế bào thực vật.
Theo Haberlandt (1902), mỗi tế bào của bất kỳ sinh vật nào cũng đều mang
toàn bộ lượng thông tin di truyền cần thiết và đủ của sinh vật đó. Khi gặp điều
kiện thích hợp, mỗi tế bào đều có thể phát triển thành một cá thể hoàn chỉnh. Đó
chính là tính toàn năng của tế bào.
Quá trình phân hóa tế bào là quá trình tế bào hợp tử phân chia hình thành
nhiều tế bào phôi sinh chưa mang chức năng riêng biệt. Sau đó từ các tế bào phôi
sinh chúng tiếp tục biến đổi thành các tế bào chuyên hóa đặc hiệu cho các mô, cơ
quan có chức năng khác nhau. Tuy nhiên, khi tế bào đã phân hóa thành mô chức
năng chúng không hoàn toàn mất khả năng phân chia của mình. Trong trường hợp
cần thiết, ở điều kiện thích hợp, chúng lại có thể trở về dạng tế bào phôi sinh và
phân chia mạnh mẽ. Quá trình đó gọi là phản phân hóa tế bào, ngược lại với sự
phân hóa tế bào. Quá trình phản phân hóa và tái phân hóa tế bào là con đường để
có thể tái sinh được cơ thể thực vật nguyên vẹn từ các tế bào, mô chuyên hóa khi
nuôi cấy in vitro.
Nuôi cấy mô, tế bào thực vật có thể phục vụ nhiều mục đích khác nhau.
Trong lĩnh vực giống cây trồng nó được ứng dụng để làm phong phú vật liệu di
truyền cho công tác chọn tạo giống, nhân nhanh và duy trì những giống và các thể
có ý nghĩa khoa học, làm sạch bệnh vi rút, phục tráng những giống thoái hoá,
Trong đó, ứng dụng nhân giống vô tính cây trồng là lĩnh vực được quan tâm hơn
cả. Vi nhân giống (Micropropagation) hay nhân giống bằng nuôi cấy mô là lĩnh
vực ứng dụng có hiệu quả nhất trong công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật
(Nguyễn Quang Thạch và cs., 2005).
Ưu thế của phương pháp nhân giống vô tính in vitro so với các phương