nghiên cứu sinh trưởng, phát triển và biến dị của cây cúc in vitro sau khi xử lý ethyl methane sunfonate (ems)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ LIÊN

NGHIÊN CỨU SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN
VÀ BIẾN DỊ CỦA CÂY CÚC IN VITRO SAU KHI XỬ LÝ
ETHYL METHANE SUNFONATE (EMS)

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2015


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ LIÊN

NGHIÊN CỨU SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN
VÀ BIẾN DỊ CỦA CÂY CÚC IN VITRO SAU KHI XỬ LÝ
ETHYL METHANE SUNFONATE (EMS)

Chuyên ngành

: Công nghệ sinh học

Mã số

: 60.42.02.01

Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. Nguyễn Thị Lý Anh

HÀ NỘI, NĂM 2015


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng
dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn
đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ
nguồn gốc.
Hà Nội, ngày …. tháng .... năm 2015
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Liên

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page i


LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã
nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động
viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng
và biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Thị Lý Anh đã tận tình hướng dẫn, dành
nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và

thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào
tạo, Viện Sinh học nông nghiệp đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập,
thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức ở Trung tâm
NCƯDKHKT Nông nghiệp Giống cây trồng Thanh Hóa đã giúp đỡ và tạo điều
kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi
hoàn thành luận văn./.
Hà Nội, ngày …. tháng….năm 2015
Học viên

Nguyễn Thị Liên

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page ii


MỤC LỤC

Lời cam đoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục chữ viết tắt

v

Danh mục bảng

vi

Danh mục đồ thị

vii

Danh mục hình

viii

Trích yếu luận văn

ix

Thesis abstract

x

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1

1.1

Tính cấp thiết của đề tài

1

1.2

Mục tiêu nghiên cứu

2

1.3

Phạm vi nghiên cứu

2

1.4

Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

2

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3

2.1

Giới thiệu chung về cây cúc

3

2.1.1

Nguồn gốc và phân loại

3

2.1.2

Đặc điểm thực vật học của cây hoa cúc

3

2.1.3

Yêu cầu ngoại cảnh của cây cúc

5

2.1.4

Tình hình sản xuất hoa cúc trên thế giới và trong nước

6

2.2

Các nghiên cứu về nhân giống in vitro cây hoa cúc

8

2.3

Tạo giống đột biến bằng xử lý EMS

11

2.3.1

Đột biến tự nhiên và đột biến nhân tạo

11

2.3.2

Nguyên lý tạo giống đột biến bằng hóa chất

12

2.3.3

Giới thiệu về hóa chất Ethyl methane sulfonate (EMS)

13

2.4

Tạo giống đột biến thực nghiệm

15

2.4.1

Vai trò của đột biến thực nghiệm trong công tác chọn tạo giống cây trồng

15

2.4.2

Xử lý đột biến thực nghiệm in vitro

16

2.4.3

Thành tựu đạt được trên thế giới và Việt Nam với xử lý đột biến bằng EMS

16

PHẦN III VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

19
Page iii

3.1

Đối tượng nghiên cứu

19

3.2

Vật liệu nghiên cứu

19

3.3

Địa điểm, thời gian thực hiện đề tài

19

3.3.1

Địa điểm

19

3.3.2

Thời gian

19

3.4

Nội dung nghiên cứu

19

3.4.1

Nội dung 1: Nghiên cứu sự ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị
và khả năng sinh trưởng của các dạng chồi in vitro

2.4.2

19

Nội dung 2: Nghiên cứu, đánh giá sự sinh trưởng và khả năng phục hồi
của các chồi xử lý qua các lần cấy chuyển (3 lần)

3.4.3

20

Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng tạo cây
hoàn chỉnh của các chồi sau xử lý EMS

21

3.5

Phương pháp nghiên cứu

21

3.5.1

Phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật

21

3.5.2

Phương pháp xử lý đột biến in vitro

22

3.5.3

Phương pháp theo dõi

22

3.6

Phương pháp xử lý số liệu

23

PHẦN IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

24

4.1

Kết quả

24

4.1.1

Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng sống, sinh trưởng của chồi in
vitro giống cúc Vàng chanh và Vàng pha lê

4.1.2

24

Đánh giá sự sinh trưởng và khả năng phục hồi của các dạng chồi xử lý
qua các lần cấy chuyển (3 lần)

4.1.3
4.2

32

Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng tạo cây hoàn chỉnh của các chồi
in vitro sau khi xử lý

42

Thảo luận

45

PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

46

5.1

Kết luận

46

5.2

Kiến nghị

46

TÀI LIỆU THAM KHẢO

47

PHỤ LỤC

51

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Nghĩa tiếng việt

BA

Benzyl adenin

Cs

Cộng sự

CT

Công thức

CV%

Độ biến động của thí nghiệm

ĐC

Đối chứng

EMS

Ethyl methane sufonate

HSN

Hệ số nhân

Kl

Khối lượng

LSD0,05

Sai số nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức

5%
MS

Môi trường Murahige & Skoog

NXB

Nhà xuất bản

TB

Trung bình

Tr

Trang

α-NAA

α- Napthaleneaxetic

0% EMS

Không xử lý EMS

0.25% EMS

Nồng độ EMS xử lý 0.25%

0.5% EMS

Nồng độ EMS xử lý 0.5%

0.75% EMS

Nồng độ EMS xử lý 0.75%

1% EMS

Nồng độ EMS xử lý 1%

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page v

DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng sống, sinh trưởng của chồi in
vitro giống cúc Vàng chanh .......................................................................24
Bảng 4.2: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng sống, sinh trưởng của chồi in
vitro giống cúc Vàng pha lê .......................................................................25
Bảng 4. 3: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự phát sinh hình thái và sinh trưởng
của các dạng chồi in vitro giống Vàng chanh sau 6 tuần ...........................30
Bảng 4.4 : Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự phát sinh hình thái và sinh trưởng
của các dạng chồi in vitro giống Vàng pha lê sau 6 tuần ...........................31
Bảng 4.5 : Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và sinh trưởng của các
dạng chồi in vitro giống Vàng chanh ở lần cấy chuyển 1 sau 6 tuần ..........34
Bảng 4.6 : Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và sinh trưởng của các
dạng chồi in vitro giống Vàng chanh ở lần cấy chuyển 2 sau 6 tuần ..........35
Bảng 4.7: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và sinh trưởng của các
dạng chồi in vitro giống Vàng chanh ở lần cấy chuyển 3 sau 6 tuần ..........36
Bảng 4.8: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và sinh trưởng của các
dạng chồi in vitro giống Vàng pha lê ở lần cấy chuyển 1 sau 6 tuần..........38
Bảng 4.9 : Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và sinh trưởng của các
dạng chồi in vitro giống Vàng pha lê ở lần cấy chuyển 2 sau 6 tuần..........39
Bảng 4.10 : Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và sinh trưởng của các
dạng chồi in vitro giống Vàng pha lê ở lần cấy chuyển 3 sau 6 tuần..........40
Bảng 4.11: Khả năng ra rễ của chồi sau xử lý EMS của giống cúc Vàng chanh ...........42
Bảng 4.12: Khả năng ra rễ của chồi sau xử lý EMS của giống cúc Vàng pha lê ...........44

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page vi


DANH MỤC ĐỒ THỊ

Đồ thị 4.1:

Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng sống của giống cúc Vàng
chanh và Vàng pha lê ............................................................................26

Đồ thị 4.2:

Ảnh hưởng của nồng độ EMS xử lý đến khả năng tạo biến dị của
giống cúc Vàng chanh và Vàng pha lê ..................................................28

Đồ thị 4.3:

Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng bật chồi của giống cúc
Vàng chanh và Vàng pha lê ..................................................................51

Đồ thị 4.4:

Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng nhân chồi in vitro của
giống cúc Vàng chanh và Vàng pha lê ..................................................51

Đồ thị 4.5:

Tỷ lệ dạng A giống Vàng chanh qua 3 lần cấy chuyển ..........................37

Đồ thị 4.6:

Tỷ lệ dạng C giống Vàng chanh qua 3 lần cấy chuyển ..........................37

Đồ thị 4.7:

Tỷ lệ dạng D giống Vàng chanh qua 3 lần cấy chuyển ..........................37

Đồ thị 4.8:

Tỷ lệ dạng E giống Vàng chanh qua 3 lần cấy chuyển ...........................37

Đồ thị 4.9 :

Tỷ lệ dạng G giống Vàng chanh qua 3 lần cấy chuyển ..........................37

Đồ thị 4.10:

Tỷ lệ dạng A giống Vàng pha lê qua 3 lần cấy chuyển ..........................41

Đồ thị 4.11:

Tỷ lệ dạng C giống Vàng pha lê qua 3 lần cấy chuyển ..........................41

Đồ thị 4.12:

Tỷ lệ dạng D giống Vàng pha lê qua 3 lần cấy chuyển ..........................41

Đồ thị 4.13:

Tỷ lệ dạng E giống Vàng pha lê qua 3 lần cấy chuyển...........................41

Đồ thị 4.14:

Tỷ lệ dạng G giống Vàng pha lê qua 3 lần cấy chuyển ..........................41

Đồ thị 4.15:

Sự tăng trưởng chiều cao, khả năng tạo rễ và chiều dài rễ giống
cúc Vàng chanh trong giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh ..............................43

Đồ thị 4.16:

Sự tăng trưởng chiều cao, khả năng tạo rễ và chiều dài rễ giống cúc
Vàng pha lê trong giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh ....................................44

Đồ thị 4.17:

Ảnh hưởng của xử lý EMS đến chiều cao chồi in vitro của giống
cúc Vàng chanh và Vàng pha lê ............................................................52

Đồ thị 4.18:

Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng tạo lá của giống cúc Vàng
chanh và Vàng pha lê ............................................................................52

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Sự kết cặp nhầm chuyên biệt do đột biến cảm ứng alkyl hóa .....................14
Hình 4.1: Phân dạng các biến đổi hình thái chồi tái sinh............................................28
Hình 4.2: Hình ảnh chồi in vitro giống Vàng chanh cấy chuyển lần 3.......................53
Hình 4.3: Hỉnh ảnh chồi in vitro giống Vàng pha lê cấy chuyển lần 3 .......................53

Hình 4.4: Chồi in vitro cúc Vàng chanh trong giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh ..............53
Hình 4.5: Chồi in vitro cúc Vàng pha lê trong giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh ..............54

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page viii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Nghiên cứu sinh trưởng, phát triển và biến dị của cây cúc in vitro sau khi xử
lý Ethyl Methane Sunfonate (EMS)
Nghiên cứu tác động của xử lý EMS đến khả năng sống, sự sinh trưởng và sự hình
thành các dạng biến dị của cây cúc in vitro, nhằm tìm kiếm phương pháp hữu hiệu để
tạo nguồn nguyên liệu cho công tác chọn tạo giống cây cúc. Trong thí nghiệm, các đoạn
thân mang mắt ngủ của cây in vitro (giống Vàng chanh và Vàng pha lê) được xử lý với
nồng độ EMS khác nhau (nồng độ EMS: 0%EMS, 0.25%EMS, 0.5%EMS, 0.75%EMS,
1%EMS). Khả năng sống và tái sinh của mẫu cấy giảm dần khi tăng nồng độ EMS xử
lý. Sau xử lý, thu được sáu dạng chồi in vitro ( A, B, C, D, E, G) khác biệt nhau về hình
thái. Tỷ lệ các dạng chồi biến dị hình thái tỷ lệ thuận với nồng độ EMS xử lý. Tính ổn
định của các dạng chồi in vitro được đánh giá qua ba lần cấy chuyển trên môi trường
nhân MS + 1 mg/l BA. Sau ba lần cấy chuyển, các dạng chồi sống sót đều chuyển về
dạng A (dạng đối chứng). Khả năng tạo cây hoàn chỉnh của các chồi sống sót sau 3 lần
cấy chuyển in vitro ở các nồng độ xử lý EMS khác nhau là không giống nhau. Chiều dài
rễ và số rễ tỷ lệ nghịch với nồng độ EMS xử lý.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page ix

THESIS ABSTRACT
Study on growth, development and variation of in vitro chrysanthemum after
Ethyl Methane Sulfonate(EMS) treatment
The study on the effects of EMS treatment on the survival, growth and variation
formation of in vitro chrysanthemum was conducted in order to identify sufficient
method of creating material source for the selection of chrysanthemum varieties. In the
experiment, stem segments carrying dormant buds of in vitro plantlets (Vang Chanh and
Vang Pha Le cultivars) were treated with various EMS concentrations(0%, 0.25%,
0.5%, 0.75% and 1%). The viability and regeneration ability of explants decreased with
increasing concentration of EMS treatment. After treatment, six types of in vitro buds
(A, B, C, D, E and G) were obtained and morphologically differedfrom each other. The
rate of variable buds was proportional to the concentration of EMS treatment.The
stability of in vitro buds was assessed after three times of subcultures on propagated
medium MS + 1mg/L BA. After three transplanting times, all survived buds turned into
A-type bud (control type). In addition, there were differences in the ability to grow into
plantlets of the survived buds after three transplanting times at different EMS
concentrations. Root length and root quantity was inversely proportional to the
concentration of EMS treatments.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page x


PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cùng với sự phát triển của xã hội đời sống của con người ngày càng được
nâng cao, thị hiếu yêu cầu và thẩm mĩ của con người cũng không ngừng phát triển.
Trong nông nghiệp cùng với những yêu cầu ngày càng cao về lương thực, thực

phẩm thì cây hoa cũng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu trong đời sống con
người. Sản xuất hoa đã trở thành một ngành thương mại cao, mang lại lợi ích lớn
cho nền kinh tế của các nước.
Đa số các giống hoa cúc được trồng ở nước ta phải nhập từ nước ngoài, nên chi
phí sản xuất cao, không chủ động trong sản xuất, năng suất chất lượng sản phẩm chưa
đáp ứng được nhu cầu, thị hiếu của người tiêu dùng. Đặc biệt các giống này chưa thích
ứng với điều kiện sinh thái của nước ta. Vì vậy, việc phát triển cây hoa có giá trị này
không chỉ là việc nhân nhanh các giống nội nhập hay tìm ra những biện pháp kỹ thuật
nhằm nâng cao năng suất chất lượng mà còn phải tạo ra được những giống hoa cúc mới
đáp ứng nhu cầu thị trường và phù hợp với điều kiện sinh thái của Việt Nam.
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 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 Ethyl
methane sulphonate (EMS) 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
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 1


trồng mới (Arani and Majidi, 2004; Tulmann et al., 2004; Luan và cs., 2007; Shin et
al., 2007; Nguyễn Thị Lý Anh và cs., 2009). 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. Để gia tăng tần xuất xuất hiện biến dị nhằm tạo nguồn
nguyên liệu phong phú cho chọn tạo giống hoa cúc mới, chúng tôi tiến hành đề tài:
“ Nghiên cứu sinh trưởng, phát triển và biến dị của cây cúc in vitro sau khi xử
lý Ethyl Methane Sunfonate (EMS)”.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
+ Xác định được ảnh hưởng của các nồng độ xử lý EMS trong in vitro đến khả
năng sống và tái sinh chồi của mẫu cấy đối với cây hoa cúc.
+ Đánh giá được đặc điểm sinh trưởng, các biến dị của các giống hoa cúc sau xử lý
EMS trong điều kiện nuôi cấy in vitro ở giai đoạn nhân chồi, tạo cây hoàn chỉnh.
+ Xác định được nồng độ xử lý EMS thích hợp đối với cây hoa cúc
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu các đặc điểm sinh trưởng, sự biến dị trong điều kiện in vitro của
2 giống hoa cúc Vàng chanh và Vàng pha lê được xử lý bằng EMS tại Viện Sinh
học Nông nghiệp, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam .
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC
TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.4.1. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học của đề tài
- Đây là đề tài đầu tiên tiến hành nghiên cứu xử lý tác nhân đột biến hóa học
(EMS) cho cây hoa cúc trong điều kiện in vitro ở nước ta. Kết quả nghiên cứu của
đề tài sẽ cung cấp các dẫn liệu khoa học có giá trị về ảnh hưởng của tác nhân đột
biến hóa học (EMS) cho cây hoa cúc trong điều kiện in vitro thông qua việc xác
định được khả năng sống, sự sinh trưởng và sự thay đổi tỷ lệ các dạng biến dị in
vitro qua các lần cấy chuyển mẫu. Trên cơ sở đó tìm được nồng độ xử lý EMS trong
in vitro hiệu quả cho cây hoa cúc.

- Kết quả nghiên cứu có thể làm tài liệu tham khảo có giá trị cho việc nghiên
cứu, giảng dạy về ứng dụng công nghệ sinh học trên cây hoa cúc và lĩnh vực chọn
tạo giống cây trồng đột biến.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Các dòng hoa cúc thu được sau xử lý EMS sẽ là nguồn nguyên liệu di truyền
khởi đầu cho các nghiên cứu tiếp theo về chọn tạo giống hoa cúc đột biến mới.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 2


PHẦN II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CÚC
2.1.1. Nguồn gốc và phân loại
Cây hoa Cúc có tên khoa học là Chrysanthemum, được định nghĩa từ
Chiysos (vàng) và themum (hoa) bởi Linne năm 1973, thuộc lớp hai lá mầm
(dicotyledoneae), phân lớp cúc (asteridae), bộ cúc (asteraleae), họ cúc (asteraceae),
chi Chrysanthemum (Võ Văn Chi, Dương Đức Tiến, 1998). Theo điều tra hiện nay,
chi chrysanthemum ở Việt Nam có 5 loài và trên thế giới có 200 loài. Các giống
thuộc chi này đều được sử dụng làm hoa, cây cảnh. Chi Chrysanthemum được trồng
phổ biến như một loài hoa trồng chậu hay hoa cắt cành.
Họ Cúc Asteraceae là một trong những họ lớn nhất của ngành Ngọc Lan
(Magnoliophyta), thực vật hạt kín (Asgniospermatophyta) (Takhtajan, 1987). Qua
hai cuộc hội thảo quốc tế về họ Asteraceae năm 1967 và 1994 mang tên “Sinh học
và hóa học của họ cúc” đã có sự thống nhất tương đối về hệ thống học của họ
Asteraceae. Họ cúc trên thế giới xếp trong 2 phân họ, 13 tông (Kere Bremer, 1994),
Việt Nam có khoảng 1550 chi với 23000 loài (Takhtajan, 1987; Lê Kim Biên,
2007). Tuy nhiên, có rất nhiều số liệu khác nhau về số lượng loài hoa cúc. Theo
GS.TS Khoa học Nguyễn Nghĩa Thìn (2016) thì họ cúc có 2500 loài và 1100 chi.

Hoa Cúc có nguồn gốc từ Trung Quốc, Nhật Bản và một số nước Châu Âu.
Ở Nhật Bản, cây hoa cúc được di chuyển từ Trung Quốc sang, nó được đánh giá rất
cao và được mệnh danh là “Hoàng thất quốc hoa”.
Ở Việt Nam Hoa Cúc được du nhập vào từ thế kỷ 15, đến đầu thế kỷ 19 đã
hình thành một số vùng chuyên nhỏ cung cấp cho dân. Một phần để chơi, một phần
phục vụ việc cúng lễ. Hiện nay hoa Cúc được trồng khắp nước ta nó có mặt ở mọi
nơi và trở thành một loại hoa không thể thiếu trong các dịp lễ, tết, hoa trang trí
thường ngày.
2.1.2. Đặc điểm thực vật học của cây hoa cúc
* Rễ:
Rễ của cây hoa Cúc là loại rễ chùm, phần lớn phát triển theo chiều ngang,
phân bố ở tầng đất mặt từ 5-20cm. Kích thước các rễ trong bộ rễ Cúc chênh lệch nhau
không nhiều, số lượng rễ rất lớn do vậy khả năng hút nước và dinh dưỡng rất mạnh.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 3


Cúc chủ yếu trồng bằng nhân vô tính nên các rễ không phát sinh từ mầm rễ của hạt
mà từ những rễ mọc ở mấu của thân (gọi là mắt) ở những phần ngay sát mặt đất.
* Thân :
Cây thuộc thân thảo nhỏ, có nhiều đốt giòn dễ gãy càng lớn càng cứng, cây
dạng đứng hoặc bò. Kích thước thân cao hay thấp, to hay nhỏ, cứng hay mềm phụ
thuộc vào từng giống và thời vụ trồng. Những giống nhập nội thân thường to, mập,
thẳng và giòn, ngược lại những giống Cúc dại hay giống cổ truyền Việt Nam thân
nhỏ mảnh và cong. Thân có ống tiết nhựa mủ trắng, mạch có bản ngăn đơn.
* Lá :
Thường là lá đơn không có lá kèm, mọc so le nhau, bản lá xẻ thùy lông chim,
phiến lá mềm mỏng có thể to hay nhỏ, màu sắc xanh đậm hay nhạt phụ thuộc vào
từng giống. Mặt dưới phiến lá bao phủ một lớp lông tơ, mặt trên nhẵn, gân hình

mạng. Trong một chu kì sinh trưởng cây có từ 30-50 lá trên thân.
* Hoa , Quả :
Hoa Cúc chủ yếu có 2 dạng :
Dạng lưỡng tính: Trong hoa có cả nhị đực và nhuỵ cái.
Dạng đơn tính : Trong hoa chỉ có nhị đực hoặc nhụy cái, đôi khi có loại vô
tính (không có cả nhụy, nhị, hoa này thường ở phía ngoài đầu). Mỗi hoa gồm rất
nhiều hoa nhỏ gộp lại trên một cuống hoa, hình thành hoa tự đầu trạng mà mỗi đầu
trạng là một bông hoa. Trong thực tế tuỳ theo mục đích sử dụng mà người ta để một
bông trên một cành hay nhiều bông trên một cành.
Màu sắc của hoa Cúc rất khác nhau, hầu như có tất cả các màu tự nhiên:
Trắng, vàng, đỏ, tím, hồng, nâu, xanh. Trong đó, trên mỗi bông hoa có thể có một
màu duy nhất, có thể có vài màu riêng biệt hoặc có rất nhiều màu pha trộn, tạo nên
một thế giới màu sắc vô cùng phong phú và đa dạng.
Tuỳ theo cách sắp xếp của cánh hoa mà người ta phân ra thành nhóm hoa kép
(có nhiều vòng hoa sắp xếp trên bông) và nhóm hoa đơn (chỉ có một vòng hoa trên
bông). Những cánh hoa nằm ở phía ngoài có màu sắc đậm hơn, xếp nhiều tầng, sít
nhau, chặt hay lỏng tuỳ từng giống, cánh hoa có nhiều hình dáng khác nhau: cong
hoặc thẳng, có loại cánh ngắn, có loại cánh dài, cuốn ra ngoài hay cuốn vào trong.
Đường kính của bông hoa phụ thuộc vào giống, giống hoa to có đường kính
10-12cm, loại trung bình 5-7cm và loại nhỏ 1-2cm.
Hoa có 4-5 nhị đực dính vào nhau làm thành 1 ống bao xung quanh vòi nhụy,
bao phấn nở phía trong theo khe nứt dọc, khi phấn nhị đực chín, bao phấn nở tung
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 4


hạt phấn ra ngoài nhưng lúc này nhụy chưa đến tuổi trưởng thành, chưa có khả năng
tiếp nhận hạt phấn vì vậy sự thụ phấn, thụ tinh không thành, dẫn đến quả không hạt,
muốn có hạt giống phải thụ phấn nhờ sâu bọ hoặc thụ phấn nhân tạo cho hoa.

Quả bế, đóng, chứa một hạt, quả có chùm lông do đài tồn tại để phát tán hạt, có
phôi thẳng mà không có nội nhũ (Đặng Văn Đông, Đinh Thế Lộc, 2005).
2.1.3. Yêu cầu ngoại cảnh của cây cúc
* Nhiệt độ
Cây hoa cúc có nguồn gốc từ nơi có khí hậu ôn đới nên nó ưu điều kiện thời
tiết mát mẻ hoặc chỉ chịu nóng trung bình, nhiệt độ thích hợp cho cây sinh trưởng
và phát triển là 15 – 200c. Cúc có thể chịu được nhiệt độ từ 10 -350c nhưng nhiệt độ
cao trên 350c hoặc thấp hơn 100c sẽ làm cho cây sinh trưởng phát triển kém. Ban
ngày cây cần nhiệt độ cao hơn để quang hợp còn ban đêm cần nhiệt độ thấp hơn.
Nếu nhiệt độ cao vào ban đêm sẽ thúc đẩy quá trình hô hấp làm tiêu hao lượng lớn
chất dự trữ trong cây.
* Ánh sáng
Cúc là loại cây trồng ngắn ngày ưa sáng và lạnh nên quang chu kỳ ảnh
hưởng rất lớn đến sự phân hóa mầm hoa và chất lượng hoa cúc. Hầu hết các giống
hoa cúc thuộc loại cây cần ánh sáng ngày dài trên 13 giờ, còn trong thời gian trỗ
hoa, cây chỉ cần ánh sáng ngày ngắn từ 10 -11 giờ và nhiệt độ không khí thấp trên
dưới 200C. Thời gian chiếu sáng dài cây cúc sinh trưởng mạnh, cây cao, hoa to và
đẹp. Bởi vậy cúc rất thích hợp với thời tiết thu đông. Hiện nay, một số giống cúc
mới nhập nội có thể ra hoa trong điều kiện ngày dài điển hình là CN 93, CN 98,
CN01, tím hè,… rất thích hợp trồng vào vụ hè, do đó có thể sản xuất cúc quanh năm
thay vì chỉ trồng vào mùa đông như trước đây.
* Ẩm độ
Ẩm độ đất từ 60 – 70%, độ ẩm không khí 55 – 60% thuận lợi cho cúc sinh
trưởng. Nếu độ ẩm trên 80% cây sinh trưởng mạnh nhưng lá dễ mắc phải một số
bệnh nấm. Đặc biệt vào thời kỳ thu hoạch hoa cúc cần thời tiết khô ráo, thoáng mát,
nếu độ ẩm không khí quá cao làm cho nước đọng trên các tuyến mật gây thối hoa và
sâu bệnh phát sinh phát triển, cây dễ bị đổ non, chất lượng hoa giảm sút, gây khó
khăn trong việc thu hoạch.
* Dinh dưỡng
Đối với cây hoa nói chung và hoa cúc nói riêng phân bón phải đảm bảo đầy

đủ, cân đối. Nếu thiếu phân cây sẽ còi cọc, hoa nhỏ, dễ bị sâu bệnh phá hoại nhưng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 5


nếu bón thừa phân cây sẽ vống cao, dễ bị đổ, khả năng chống chịu kém. Các loại
phân mà cúc cần bao gồm: phân vô cơ như phân đạm, lân, kali; phân hữu cơ như
phân bắc, phân chuồng, phân vi sinh,… và các loại phân vi lượng như Cu, Fe, Zn,
Mn…(Đặng Văn Đông, Đinh Thế Lộc, 2005).
2.1.4. Tình hình sản xuất hoa cúc trên thế giới và trong nước
2.1.4.1.Tình hình sản xuất hoa cúc trên thế giới
Hiện nay ngành sản xuất hoa nói chung và sản xuất hoa cúc nói riêng trên thế
giới đang phát triển mạnh và mang tính thương mại cao. Là một ngành mang lại lợi
nhuận kinh tế cao cho đất nước và người sản xuất. Đến đầu thế kỷ 18, cây hoa cúc là
cây hoa quan trọng nhất đối với Trung Quốc, Nhật Bản. Ở Hà Lan, cúc là cây quan
trọng thứ hai sau hoa hồng. Hàng năm kim ngạch giao lưu buôn bán hoa cúc trên thị
trường thế giới ước đạt tới 1.5 tỷ USD (Đặng Văn Đông, Đinh Thế Lộc, 2003).
Hoa cúc là một trong năm loại hoa cắt cành phổ biến trên thế giới. Cây cúc
thu hút người tiêu dùng ở màu sắc phong phú: trắng, vàng, xanh, tím, đỏ, hồng, da
cam,… Không những vậy, hình dáng và kích cỡ hoa rất đa dạng cùng với khả năng
có thể điều khiển cho ra hoa tạo nguồn hàng hóa quanh năm đã khiến cho hoa cúc
trở thành loài hoa được tiêu thụ đứng thứ hai trên thị trường thế giới (sau hoa hồng).
(Đặng Ngọc Chi, 2006).
Trong các nước Châu Âu, Hà Lan có thể xem là nước đứng đầu thế giới về
sản xuất và xuất khẩu hoa nhằm phục vụ cho thị trường tiêu thụ rộng lớn với hơn 80
nước trên thế giới bao gồm hoa cắt, hoa trồng thảm, trồng chậu và trang trí. Trong
đó, diện tích trồng hoa cúc của Hà Lan chiếm 30% tổng diện tích trồng hoa tươi.
Trung bình 1 năm 7 tỷ bó hoa tươi và 600 triệu chậu hoa cảnh các loại với tổng kim
ngạch xuất khẩu là 2 tỷ USD/năm.

Tiếp đến là Mỹ, ngành trồng hoa có thể xem như là một phần trong nền kinh
tế Mỹ, chiếm khoảng 10 tỷ USD. Ở Mỹ các loại hoa truyền thống là cúc, cẩm
chướng và hoa hồng. Hiện nay, một lượng lớn hoa cắt được nhập khẩu vào Mỹ từ
các nước Trung và Nam Mỹ, Hà Lan, các nước vùng biển Caribe.
Theo tổ chức sáng kiến thương mại Anh, năm 2007, Colombia là nước xuất
khẩu hoa lớn thứ hai thế giới sau Hà Lan với kim ngạch xuất khẩu 700 triệu USD,
85% hoa của Colombia được xuất khẩu cho thị trường Châu Âu với các loại hoa
chính là cúc, hoa hồng cẩm chướng.
Ở Châu Á, Nhật Bản dẫn đầu về sản xuất và tiêu thụ hoa cúc. Hàng năm,
Nhật Bản tiêu thụ khoảng 4.000 triệu Euro để phục vụ nhu cầu hoa trồng (Jo
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 6


Wijnads, 2005). Người dân Nhật Bản yêu thích hoa cúc và hoa cúc trở thành loài
hoa quan trọng nhất tại Nhật Bản chiếm tới 36% sản phẩm nông nghiệp. Mỗi năm
sản xuất khoảng hơn 200 triệu cành hoa phục vụ cho nhu cầu trong nước và xuất
khẩu. Diện tích trồng hoa cúc chiếm 2/3 tổng diện tích trồng hoa. Năm 2008, diện
tích trồng hoa cúc ở Nhật Bản là 16.800 ha, giá trị sản lượng đạt 2.599 triệu USD.
Tuy vậy, hàng năm Nhật Bản vẫn phải nhập một lượng lớn hoa cúc từ Hà Lan và
một số nước trên thế giới như Trung Quốc, Đài Loan, Colombia,….
Tại Trung Quốc, ngành sản xuất hoa phát triển mạnh trong 15 năm gần đây
với diện tích hằng năm tăng 24%, giá trị sản lượng tăng 38,8%. Năm 2006, diện tích
hoa Trung Quốc đạt 722.000 ha với giá trị sản lượng 55,62 tỷ nhân dân tệ. Hoa cúc
là 1 trong 10 loại hoa cắt quan trọng sau hoa hồng và cẩm chướng, chiếm khoảng
20% tổng số hoa cắt trên thị trường bán buôn ở Bắc Kinh và Côn Minh. Vùng sản
xuất hoa cúc chính là Quảng Đông, Thượng Hải, Bắc Kinh bao gồm các giống ra
hoa mùa Hè, Thu, Đông sớm và Xuân muộn với các loại cúc đơn với các màu được
ưa chuộng như đỏ, vàng, trắng (Nguyễn Thị Kim Lý, 2001).

2.1.4.2.Tình hình sản xuất hoa cúc ở Việt Nam
Ở Việt Nam, hoa cúc được trồng rộng rãi ở một số thành phố lớn như Hà
Nội, Hải Phòng, Đà Lạt, TP. Hồ Chí Minh và một số tỉnh lân cận như Vĩnh Phúc ,
Hưng Yên, Hải Dương……Nếu xét về cơ cấu chủng loại cho tất cả các loại hoa thì
trước những năm 1997 diện tích hoa hồng nhiều nhất chiếm đến 31% nhưng từ
1998 trở lại đây diện tích hoa cúc đã vượt lên chiếm 42%, trong khi đó hoa hồng
chỉ còn 29,4%. Riêng ở Hà Nội tổng giá trị sản lượng hoa cúc năm 1999 đạt 41,3 tỷ
đồng, tốc độ tăng trưởng hàng năm khoảng 10% (Nguyễn Xuân Linh và cs, 2000).
Theo số liệu của tổng cục thống kê năm 2006, diện tích trồng hoa cây cảnh
của nước ta khoảng trên 13.000 ha. Trong đó diện tích trồng hoa cúc chiếm 25 –
30%, chỉ đứng thứ hai sau hoa hồng.
Theo số liệu thống kê của Tổng cục Hải quan, trong thời gian từ 17/12/2006
đến 16/1/2007, lượng hoa xuất khẩu của Việt nam đạt gần 2,6 triệu cành với kim
ngạch 500 nghìn USD. Số lượng doanh nghiệp tham gia xuất khẩu hoa trong thời
gian này gồm 5 doanh nghiệp. Trong đó, công ty TNHH Agrivina là doanh nghiệp
đạt kim ngạch xuất khẩu cao nhất, chiếm tới 95% tổng kim ngạch xuất khẩu hoa cắt
cành của Việt Nam. Cụ thể trong khoảng 2,5 triệu cành hoa với các chủng loại hoa
Cúc, cẩm chướng, hồng, địa lan, lily, đồng tiền mà doanh nghiệp này xuất khẩu thì
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 7


hoa cúc vẫn chiếm ưu thế xuất khẩu nhiều nhất với 1,5 triệu cành ( chiếm 61% tổng
lượng hoa xuất khẩu của doanh nghiệp).
Theo chương trình phát triển sản xuất hoa của Bộ Nông nghiệp và Phát triển
Nông thôn, đến năm 2010 Việt Nam sẽ xuất khẩu 1 tỷ cành hoa các loại trong đó
hoa hồng, hoa cúc và phong lan chiếm 85%. Theo chương trình này, diện tích trồng
hoa của cả nước sẽ đạt 8000ha cho sản lượng 4,5 triệu cành/lượng hoa (C.T, 2004).
Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ hoa trong nước cũng như trên thế giới đòi hỏi

các nhà sản xuất hoa Việt Nam phải có kế hoạch đầu tư và phát triển một cách thích
hợp, đặc biệt là trong công tác chọn tạo giống và nhân giống…công nghệ đóng gói
và bảo quản để nâng cao năng suất chất lượng.
Như vậy, có thể thấy hoa cúc là một 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 của thế giới nói chung.
2.2. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ NHÂN GIỐNG IN VITRO CÂY HOA CÚC
Trong những thập niên gần đây, CNSH là một trong những ngành khoa học
có nhiều thành tựu to lớn đặc biệt là trong lĩnh vực trồng trọt. Đây là một lĩnh vực
đã, đang và sẽ được đầu tư khá lớn ở hầu hết các nước trên thế giới. Cây giống nuôi
cấy mô tế bào giờ đây không còn xa lạ với các nông hộ.
Trong lĩnh vực nhân giống cây trồng, công nghệ nuôi cấy mô tế bào đã cho
phép sản xuất nhiều loại cây trồng (khoai tây, bắp cải, củ kiệu), các cây công nghiệp
(bông, hông, tếch,…), các loại cây thuốc quý (sa nhân, sâm, …), nhiều loại hoa, cây
cảnh (cúc, hồng, phong lan, lay ơn, …), các loại cây ăn quả có giá trị kinh tế cao (
nho, chuối, cam, chanh) (Nguyễn Văn Uyển và cs, 1998).
Hoa cúc là một tron những cây trồng quan trọng đối với các nhà sản xuất
hoa, cho nên nhân giống cúc bằng phương pháp nuôi cấy tế bào đã nhanh chóng trở
thành đối tượng nghiên cứu ngay từ khi kỹ thuật in vitro ra đời.
Năm 1952, Morell và Martin (các nhà khoa học Pháp), lần đầu tiên đã tạo
được những cây hoa cúc sạch bệnh bằng nghiên cứu mô phân sinh đỉnh. Cũng theo
phương pháp này, Mori (1991), Astami (1972), Paluran (1974), Sussex (1998) đã
thu được những giống cúc sạch bệnh virus. Năm 1974, Asjes và cs đã chứng minh
rằng có thể dùng nhiều bộ phận của cây hoa cúc để làm vật liệu nuôi cấy mô và ông
đã sử dụng thành công kỹ thuật nuôi cấy đỉnh chồi (meristem) để tạo ra giống sạch
bệnh. Kenneth và Torres (1990) đã nuôi cấy thành công từ đoạn thân và lá của
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 8

giống cúc màu tím trên môi trường MS.
Để hoàn thiện quy trình nhân giống in vitro cây hoa cúc, các nhà khoa học đã
tìm hiểu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường nuôi cấy nhân tạo cũng như các ảnh
hưởng của điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, ánh sáng. Năm 1990, Lunnegent và
Woulday đã cấy đoạn thân cúc cao 1-2 cm và cho phát triển trong môi trường nuôi
cấy có BA thì chúng hình thành 2-3 chồi không có rễ bất định, còn trong môi trường
có 0.1 -0.3 mg/l IBA thì chúng hình thành các chồi và có rễ bất định. Năm 1990,
Robert và Smith đã nhận xét rằng bảo vệ rễ bằng chất đệm cellulose sorbarords
trong môi trường nuôi cấy dạng lỏng đã làm giảm thiệt hại trong quá trình đưa cây
ra ngoài, nếu cho vào một lít môi trường ra rễ dạng lỏng 0.5-4 mg paclobutrazok sẽ
làm giảm độ héo của cây khi ra ngoài môi trường tự nhiên.
Nhân giống in vitro cây hoa cúc đã và đang là phương pháp phổ biến nhất
trong kỹ thuật nhân giống hoa cúc. Những năm gần đây, ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy
mô tế bào đã phổ biến rộng rãi hơn. Một trong những hướng ứng dụng đó là tạo
nguyên liệu cho xử lý đột biến nhằm chọn tạo những giống mới. Tái sinh cây cúc
in vitro trong giai đoạn mô sẹo cũng được chú trọng vì mô sẹo là một nguyên liệu
rất tốt cho các thí nghiệm xử lý đột biến.
Ở nước ta, do điều kiện chiến tranh kéo dài nên các ngành khoa học nói
chung và công nghệ nuôi cấy mô tế bào nói riêng đã phát triển chậm hơn so với thế
giới. Tuy nhiên, chúng ta cũng đạt được nhiều thành tựu đáng kể, nhiều phòng thí
nghiệm nuôi cấy mô tế bào đã được xây dựng tại các viện: Viện CNSH, Viện
CNSH nhiệt đới thành phố Hồ Chí Minh, Viện nghiên cứu Đà Lạt,… Ngoài ra,
nhiều trường đại học cũng đã bắt đầu chú ý xây dựng các phòng thí nghiệm nuôi
cấy mô tế bào để cho sinh viên có thể tiếp cận với công nghệ hiện đại và có khả
năng ứng dụng lớn này. Nhiều tỉnh, thành phố cũng đã xây dựng các phòng thí
nghiệm nuôi cấy mô tế bào, thực hiện những nghiên cứu và chuyển giao công nghệ
nuôi cấy mô tế bào trên các đối tượng có giá trị kinh tế của địa phương như Thanh
Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Bình Định,…
Hiện nay, công nghệ sinh học nói chung, nuôi cấy mô tế bào nói riêng đã thu

được nhiều thành tựu đáng kể trong thực hiện nhân nhanh các loại cây: Cà phê, cỏ
ngọt, chuối (Trung tâm công nghệ sinh học), dứa (Viện nghiên cứu dầu và cây dầu,
Viện khoa học Việt Nam), mía đường (trung tâm công nghệ sinh học, Viện nghiên
cứu dầu và Trung tâm thực nghiệm), cây vani (Viện nghiên cứu dầu và cây có dầu),
nho không hạt (Trung tâm công nghệ sinh học), dâu tằm, măng cụt, lúa, khoai tây
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 9


và các loại cây có củ khác. Đối với các giống hoa, ngoài phong lan và cúc là hai đối
tượng thường được nhân giống bằng kỹ thuật in vitro, hiện nay có nhiều loài hoa
được nghiên cứu nhân nhanh bằng công nghệ này, chủ yếu phụ thuộc vào giá trị của
các loại hoa chứ không phải phụ thuộc vào mức độ dễ thành công như trước đây: rẻ
quạt (Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt), Cẩm chướng (Đại học tổng hợp Đà Lạt),
cúc chùm Hà Lan, loa kèn, hoa chuông ( Mai Văn Chung, Phùng Văn Hào, 2006),
(Đặng Văn Đông, Đinh Thế Lộc, 2003), (Trần Khắc Hạnh và cs, 2004), (Trần Thị
Lệ, Lê Dũng, 2005), (Chu Bá Phúc và cs, 1999), (Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn
Thị Lý Anh, 2005), (Nguyễn Quang Thạch và cs, 2004).
Ngoài việc ứng dụng để nhân nhanh các giống cây trồng, nuôi cấy mô tế bào
còn được sử dụng để lựa chọn các dòng lúa phù hợp với điều kiện khí hậu Việt
Nam, chọn tạo dòng thuốc là và lúa (Trung tâm công nghệ sinh học), nuôi và dung
hợp protoplast thực vật (Trung tâm công nghệ sinh học) (Nguyễn Văn Uyển, 1998).
Hiện nay, Công nghệ sinh học đang là một trong hai mũi nhọn về công
nghệ được Đảng và nhà nước chú trọng, đầu tư phát triển. Đẩy mạnh và phát triển
công nghệ sinh học sẽ góp phần thực hiện nhanh chóng công cuộc công nghiệp
hóa, hiện đại hóa đất nước. Hy vọng trong tương lai chúng ta sẽ đạt được những
thành tựu to lớn hơn nữa về công nghệ nuôi cấy mô tế bào nói riêng và công nghệ
sinh học nói chung .
Kỹ thuật tạo giống in vitro cây hoa cúc bắt đầu được quan tâm ở nước ta từ

đầu thập niên 90 của thế kỷ XX. Đối với cây hoa cúc, đã có nhiều nghiên cứu xây
dựng các quy trình kỹ thuật nhân giống in vitro ( Đào Thanh Bằng và cs, 2005), (Mai
Văn Chung, 2004), (Nguyễn Xuân Hải, Nguyễn Thị Kim Lý, 2004), ( Trần Khắc
Hạnh và cs, 2004), (Nguyễn Thị Diệu Hương, Dương Tấn Nhựt, 2004), (Nguyễn Thị
Kim Lý, 2001). Tuy nhiên các đề tài này hầu hết mới chỉ thành công trên phương
diện thí nghiệm chứ chưa được ứng dụng vào thực tế sản xuất. Năm 1992, Trung tâm
hoa cây cảnh và bộ môn nuôi cấy tế bào thực vật của Viện di truyền nông nghiệp đã
tiến hành nghiên cứu xây dựng quy trình nhân giống một số loại hoa cúc bằng
phương pháp nuôi cấy in vitro (Nguyễn Xuân Linh, 1998). Trung tâm này cũng đã
tiến hành nghiên cứu về thu nhập nguồn gen trong và ngoài nước, khảo sát chọn lọc,
đánh giá một cách có hệ thống về đặc điểm nông sinh học, đặc điểm kinh tế, xây
dựng các biện pháp kỹ thuật, cung cấp cho sản xuất các giống cúc CN97, CN98 và
một số giống khác (Nguyễn Xuân Linh, Nguyễn Thị Kim Lý, 2005).
Nguyễn Quan Thạch (1998) đã nghiên cứu xây dựng và hoàn chỉnh quy trình
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 10


nhân giống nuôi cấy mô cho một số giống cúc đang được phổ biến ở nước ta như CN93,
cúc vàng Đài Loan, cúc hồng Đài Loan, cúc đỏ Hà Lan (Nguyễn Đức Thành, 2000).
Trung tâm kỹ thuật rau quả Hà Nội cũng đã thu nhập nguồn gen và chọn
được giống cúc vàng Đài Loan có giá trị kinh tế, đã vào sản xuất, giống cúc này đã
nhanh chóng trở thành cây trồng chủ lực trong vụ đông xuân của miền Bắc nước ta
(Nguyễn Xuân Linh, 1998).
Từ năm 1996-2000, Nguyễn Thị Kim Lý đã tiến hành nghiên cứu, tuyển chọn và
nhân giống cây cúc trên vùng đất trồng hoa ở Hà Nội (Nguyễn Thị Kim Lý, 2001).
Theo hướng xử lý, tạo các dòng đột biến, phòng Công nghệ sinh học của
Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt từ 1999-2000 đã tiến hành xử lý tia gâm trên
nhiều giống cúc khác nhau với liều lượng từ 1-1.5krad, đã tạo ra nhiều biến dị di

truyền về màu sắc, dạng hoa, dạng cây và thời gian sinh trưởng từ đó đã chọn ra
một số giống cúc mới đang được trồng thử nghiệm tại Đà Lạt. Năm 2003, Đỗ
Quang Minh, Nguyễn Xuân Linh (Viện di truyền Nông nghiệp) cũng đã tiến hành
xử lý các chồi cúc in vitro bằng tia gama theo các liều chiếu từ 0.5-3 krad, từ đó
phân lập và chọn lọc các đột biến có lợi làm vật liệu khởi đầu cho công tác chọn tạo
giống hoa.
Bên cạnh những nghiên cứu về kỹ thuật tạo giống in vitro, nhiều nhà khoa
học đã nghiên cứu tìm điều kiện chăm sóc thuận lợi để tăng năng suất cây cúc sau
giai đoạn nuôi cấy. Năm 1998, Nguyễn Xuân Linh và cs đã đề xuất các biện pháp
về bón phân chăm sóc, đặc biệt là thời vụ trồng cúc. Dựa vào phản ứng của cây với
điều kiện nghiên cứu, các tác giả đã chỉ ra những giống cúc thích hợp cho vụ xuân
hè (tháng 2-4), vụ hè thu (tháng 5-6) là các giống CN93, CN98, vụ đông xuân
(tháng 11-2) là các giống cúc vàng Đài Loan…(Nguyễn Xuân Linh, 1998).
Đặng Tố Nga (1999) đã nghiên cứu thời vụ trồng giống cúc Singapo tại Thái
Nguyên và kết luận cúc chỉ thích hợp vụ đông (Nguyễn Xuân Linh, 1998).
Nguyễn Quang Thạch, Đặng Văn Đông (2002) đã nghiên cứu các đặc điểm
sinh học, kinh tế của cây hoa cúc từ đó đề ra biện pháp kỹ thuật thích hợp với từng
giống cúc.
2.3. TẠO GIỐNG ĐỘT BIẾN BẰNG XỬ LÝ EMS
2.3.1. Đột biến tự nhiên và đột biến nhân tạo
Đột biến là những biến đổi di truyền hợp thành cơ sở di truyền của tính biến
dị, nó là hiện tượng thường xuyên gắn liền với sự sống và tiến hóa của sinh vật. Tác
động của các đột biến rất đa dạng, nó có thể gây ra những biến đổi bất kỳ tính trạng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 11


nào với những mức độ khác nhau, từ những biến đổi rõ rệt, đến những sự sai lệch
rất nhỏ khó nhận thấy. Một số đột biến được biểu hiện ra kiểu hình có thể quan sát

được, nhưng cũng có những đột biến chỉ ảnh hưởng đến sức sống. Sự thay đổi kiểu
hình do đột biến có thể biểu hiện ra ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau như phôi,
hạt, cây con, cây trưởng thành.
Căn cứ vào sự biến đổi cấu trúc di truyền người ta có thể phân ra làm các loại
đột biến khác nhau như: Đột biến gen là những sự biến đổi rất nhỏ trên một đoạn
ADN, thường liên quan đến 1 hay 1 số cặp nucleotide; đột biến cấu trúc nhiễm sắc
thể như tái sắp xếp, lặp đoạn, mất đoạn…Các đột biến này có thể gọi là sai hình
nhiễm sắc thể.
Trong các dạng đột biến nêu trên dạng làm biến đổi cấu trúc nhiễm sắc thể
thường dẫn đến những biến đổi có hại đối với cơ thể sinh vật. Vì vậy, các nhà chọn
giống chú trọng chủ yếu đến dạng đột biến gen, dạng này liên quan đến sự biến đổi
cấu trúc của gen dẫn tới sự xuất hiện alen mới.
Sự phát sinh đột biến có thể do tự phát (đột biến tự nhiên): đột biến xuất hiện
trong tự nhiên do tác động của tập hợp các yếu tố (vật lý, hóa học,…) có trong môi
trường sống và do những biến loạn về trao đổi chất trong tế bào. Đột biến có thể do
tác động của con người (đột biến nhân tạo) bằng cách xử lý các tác nhân đột biến
như các tác nhân vật lý (tia X, tia gamma, bức xạ cực tím UV, bức xạ, neutron,…)
các tác nhân hóa học (các chất đồng phân có tính base và những hợp chất có liên
quan, chất kháng sinh, những tác nhân alkyl hóa, acridines, azides, hydroxylamine,
nitrous acid,…).
Trong điều kiện tự nhiên, tần số xuất hiện đột biến thay đổi tùy thuộc vào
từng loại cây trồng và của từng gen riêng biệt, tuy nhiên tần số đột biến rất thấp
(khoảng 10-6) và khó phát hiện, số đột biến có lợi cho sản xuất và đời sống lại càng
thấp hơn (Nguyễn Hữu Đống và cs, 1997). Ngày nay các nhà chọn giống không thể
trông chờ vào việc sử dụng các dạng đột biến tự phát. Vì vậy, việc nghiên cứu đột
biến nhân tạo được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, nhằm tăng tần suất xuất
hiện đột biến với các tính trạng có giá trị kinh tế ở các loài thực vật nói chung và
cây trồng nói riêng. Mặc dù còn nhiều hạn chế nhưng đột biến thực nghiệm đã và
đang đóng góp rất lớn cho việc cải tiến giống cây trồng trên thế giới.
2.3.2. Nguyên lý tạo giống đột biến bằng hóa chất

Một số tác nhân hóa học, đặc biệt là các chất có khả năng oxy hóa, ethyl
hoặc methyl hóa cao tác động lên cơ thể sinh vật sẽ có tác dụng oxy hóa, ethyl hóa
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 12


các bazơ có đạm có trong nucleotit, làm thay đổi cấu tạo hóa học của chúng và gây
nên đột biến gen. Phương pháp xử lý phụ thuộc vào cây, bộ phận xử lý và tác nhân
xử lý. Ngoài ra, nó còn phụ thuộc vào thời kỳ sinh trưởng và phát dục của cây. Các
tác nhân hóa học có đặc điểm chung sau (Nguyễn Văn Hiển, 2000):
- Có khả năng thẩm thấu cao
- Có đặc điểm làm thay đổi keo nguyên sinh
Ngày nay, người ta đã phát hiện hơn 400 hóa chất có thể sử dụng gây đột
biến. Căn cứ vào cấu trúc hóa học, tác dụng của các tia mà người ta chi chúng làm 5
loại: - Nhóm 1: oxy hóa khử
- Nhóm 2: gồm các chất đồng phân với bazo tham gia trong thành phần ADN
ở vị trí Thimine, thay thế nucleotide này bằng nucleotide khác và gây đột biến.
- Nhóm 3: Các chất có tác dụng kìm hãm sự tổng hợp Guanin và Thimin tạo ra
các nucleotide không bình thường trong thành phần ADN gây nên hiện tượng đột biến.
- Nhóm 4: Alkyl hóa, các chất này có tác dụng Alkyl hóa ADN dẫn tới đứt
mạch ADN hoặc làm sai lệch trật tự các bazo trong mạch gây ra đột biến.
- Nhóm 5: Acridin, đây là nhóm thuốc nhuộm tác động lên ADN làm rối loạn
quá tình tái sinh mã gây hiện tượng thiếu hoặc thừa nucleotide trong phân tử ADN
dẫn đến đột biến.
2.3.3. Giới thiệu về hóa chất Ethyl methane sulfonate (EMS)
EMS là hợp chất hóa học gây đột biến nằm trong nhóm các hợp chất alkyl
hóa, nhóm này gồm phần lớn các chất hóa học được dùng phổ biến cho mục đích
chọn giống hiện nay như EI, EMS, NEU, NMU… quá trình alkyl hóa là sự thay thế
hydro có trong bazo nito bằng một gốc alkyl có trong các chất alkyl hóa ( như –

C2H5 có trong EMS) (Lê Duy Thành, 2001).
EMS có tên khoa học là Ethylmethane sulphonate, công thức hóa học: CH3 –
CH2 – O – SO2 – CH3.
EMS là chất gây đột biến gen, gây nên những đột biến điểm và mất đoạn
nhỏ ADN.
EMS gây alkyl hóa với bazo nito thường xuất hiện ở vị trí O6 của Guanin
khiến cho nó sau đó có thể kết cặp với Thymine và dẫn đến sự đồng hoán giữa các
bazo nito (đồng hoán – transition- là sự thay thế một purin này bằng một purin khác
hoặc một pyrimidin này bằng một pyrimidin khác, hoặc sự thay thế một cặp bazo
này bằng một cặp bazo khác mà vẫn giữ nguyên định hướng của purin và pyrimidin
(Lê Duy Thành, 2001).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 13