Nghiên cứu tạo mô sẹo và tái sinh cây dâu tây (Fragaria vesca L.) từ mảnh lá

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
------------------

VŨ MẠNH TUYỀN
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU TẠO MÔ SẸO VÀ TÁI SINH
CÂY DÂU TÂY (Fragaria vesca L.) TỪ MẢNH LÁ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo
Chuyên ngành
Khoa
Khóa học

: Chính qui
: Công nghệ Sinh học
: CNSH - CNTP
: 2011 – 2015

Thái Nguyên, năm 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
------------------

VŨ MẠNH TUYỀN
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU TẠO MÔ SẸO VÀ TÁI SINH

CÂY DÂU TÂY (Fragaria vesca L.) TỪ MẢNH LÁ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo
Chuyên ngành
Lớp
Khoa
Khóa học
Giảng viên hƣớng dẫn

: Chính qui
: Công nghệ Sinh học
: 43 – CNSH
: CNSH - CNTP
: 2011 – 2015
: 1. TS. Phạm Bằng Phƣơng
2. ThS. Bùi Đình Lãm
Khoa CNSH – CNTP; Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên

Thái Nguyên, năm 2015


i

LỜI CẢM ƠN
Được sự nhất trí của Ban Giám hiệu nhà trường, Ban Chủ nhiệm
Khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm trong thời gian thực
tập tốt nghiệp em đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tạo mô sẹo và tái
sinh cây dâu tây (Fragaria vesca L.) từ mảnh lá”.

Qua 6 tháng thực tập tại phòng thí nghiệm nuôi cấy mô tế bào thực vật,
Bộ môn Công nghệ Sinh học, Khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực
phẩm, Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên. Để đạt được kết quả như
ngày hôm nay em xin chân thành cảm ơn KS. Lã Văn Hiền đã giúp đỡ và tạo
mọi điều kiện tốt nhất cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Phạm Bằng Phương và
ThS. Bùi Đình Lãm đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn em trong thời gian
thực hiện đề tài.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn ủng hộ
động viên để em có tự tin trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Do thời
gian thực hiện đề tài có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót. Em rất
mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để đề tài của em
được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Thái Nguyên, ngày 28 tháng 5 năm 2015
Sinh viên thực hiện

Vũ Mạnh Tuyền


ii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Thành phần dinh dưỡng của quả dâu tây .......................................... 6
Bảng 2.2. Diện tích, năng suất, sản lượng dâu tây trên thế giới giai đoạn 2006
- 2012 ................................................................................................. 8
Bảng 2.3. Sản lượng dâu tây ở các Châu lục trên thế giới năm 2012 ............... 9
Bảng 2.4. Diện tích và năng suất dâu tây của một số nước qua các năm 2010 –
2012............................................................................................................ 9

Bảng 4.1. Nghiên cứu khả năng nảy mầm của hạt cây dâu tây (sau 30 ngày theo
dõi) ........................................................................................................... 29
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của 2,4D và TDZ đến khả năng tạo mô sẹo từ mảnh lá
(sau 30 ngày theo dõi) ..................................................................... 31
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của điều kiện sáng/tối đến khả năng tạo mô sẹo từ mảnh
lá (theo dõi trong 30 ngày) .............................................................. 34
Bảng 4.4. Ảnh hưởng của BAP và TDZ đến khả năng tái sinh và nhân nhanh
chồi (theo dõi trong 30 ngày) .......................................................... 35
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của IBA đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh .......... 39


iii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Cây dâu tây ........................................................................................ 4
Hình 4.1. Nghiên cứu khả năng nảy mầm của hạt (sau 30 ngày theo dõi) ..... 30
Hình 4.2. Ảnh hưởng của 2,4D và TDZ đến khả năng tạo mô sẹo từ mảnh lá33
Hình 4.3. Ảnh hưởng của điều kiện sáng/tối đến khả năng tạo mô sẹo từ mảnh
lá ...................................................................................................... 35
Hình 4.4. Ảnh hưởng của BAP + TDZ đến khả năng tái sinh chồi từ mô sẹo 37
Hình 4.5. Ảnh hưởng của BA + TDZ đến khả năng nhân nhanh chồi từ mô
sẹo .................................................................................................... 38
Hình 4.6. Ảnh hưởng của IBA đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh. ......... 41


iv

DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT
Nghĩa đầy đủ

STT Từ và thuật ngữ viết tắt
1

BAP

6-Benzylaminopurine

2

Cs

Cộng sự

3

CT

Công thức

4

CV

Coeficient of Variation

5

DNA

Deoxyribonucleic Acid

6

FAO

7

GA3

Gibberellic acid

8

IBA

Indole Butyic Acid

9

LSD

Least Singnificant Diference Test

10

MS

Murashige & Skoog

11

MT

Môi trường

12

NAA

α-Naphthalene acetic acid

13

TDZ

Thidiazuron

14

2,4-D

2,4 - Dichlorophenoxy Acetic Acid

Food and Agriculture Organization of the
United Nations


v

MỤC LỤC
Trang
Phần 1: MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu...................................................................................................... 2
1.3. Yêu cầu ....................................................................................................... 2
1.4. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 2
1.4.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................... 2
1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn ........................................................................... 3
Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................. 4
2.1. Tổng quan về cây dâu tây........................................................................... 4
2.1.1. Nguồn gốc và phân loại........................................................................... 4
2.1.2. Đặc điểm sinh học của cây dâu tây ......................................................... 4
2.1.3. Giá trị của cây dâu tây............................................................................. 5
2.1.4. Phương pháp nhân giống cây dâu tây ..................................................... 7
2.2. Tình hình sản xuất cây dâu tây trên thế giới và Việt Nam ........................ 8
2.2.1. Trên thế giới ............................................................................................ 8
2.2.2. Ở Việt Nam ........................................................................................... 10
2.3. Những nghiên cứu nhân giống cây dâu tây trên thế giới và Việt Nam ... 10
2.3.1. Trên thế giới .......................................................................................... 10
2.3.2. Ở Việt Nam ........................................................................................... 11
2.4. Khái niệm và cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào ............................. 12
2.4.1. Khái niệm .............................................................................................. 12
2.4.2. Cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào thực vật.................................. 12
2.5. Khái niệm và sự hình thành mô sẹo ......................................................... 14
2.5.1. Khái niệm .............................................................................................. 14
2.5.2. Sự hình thành mô sẹo ............................................................................ 14
2.6. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy mô tế bào thực vật ...... 16

vi

2.6.1. Vật liệu nuôi cấy ................................................................................... 16
2.6.2. Môi trường dinh dưỡng ......................................................................... 16
2.6.3. Điều kiện nuôi cấy ................................................................................ 20
2.6.4. Chất điều hòa sinh trưởng ..................................................................... 20
Phần 3: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
3.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 23
3.2. Hóa chất và thiết bị sử dụng ..................................................................... 23
3.2.1. Hóa chất sử dụng ................................................................................... 23
3.2.2. Thiết bị sử dụng..................................................................................... 23
3.3. Địa điểm và thời gian tiến hành ............................................................... 23
3.4. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 24
3.5. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 24
3.5.1. Nghiên cứu tạo vật liệu vô trùng ........................................................... 24
3.5.2. Nghiên cứu tạo mô sẹo từ mảnh lá........................................................ 25
3.5.3. Nghiên cứu tái sinh cây dâu tây từ mô sẹo ........................................... 26
3.6. Phương pháp đánh giá và xử lý số liệu .................................................... 27
Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 29
4.1. Nghiên cứu khả năng nảy mầm của hạt ................................................... 29
4.2. Ảnh hưởng của 2,4D và TDZ đến khả năng tạo mô sẹo từ mảnh lá ....... 30
4.3. Ảnh hưởng của điều kiện sáng/tối đến khả năng tạo mô sẹo từ mảnh lá 34
4.4. Ảnh hưởng của BAP và TDZ đến khả năng tái sinh và nhân nhanh chồi 35
4.5. Ảnh hưởng của IBA đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh. .................. 39
Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 42
5.1. Kết luận .................................................................................................... 42
5.2. Kiến Nghị ................................................................................................. 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Cây dâu tây có tên khoa học là Fragaria vesca L. thuộc chi Fragaria,
trên thế giới có khoảng 20 loài (Nguyễn Thị Thu Hằng, 2011) [3]. Dâu tây
thích nghi với nhiều loại điều kiện khí hậu khác nhau như: ôn đới, Địa Trung
Hải, cận nhiệt đới, á ôn đới. Ở nước ta vùng trồng dâu tây tập trung chủ yếu ở
Lâm Đồng (Lê Thị Mai, 2009) [10].
Dâu tây là loại quả có mùi thơm, vị ngọt thanh pha lẫn vị chua được
người tiêu dùng ưa chuộng. Khả năng cung cấp năng lượng của dâu tây cho
thấy 100g dâu tây cho khoảng 34 calo, ngoài ra trong quả dâu tây có chứa
nhiều loại vitamin cần thiết cho cơ thể con người như: vitamin A, B1, B2, C
và đường fructose (Lê Thị Mai, 2009) [10]. Trong quả dâu tây có chứa các
chất bảo vệ, chống ôxy hóa như: các chất khoáng K, Na, Fe, hợp chất
phenolic, chất flavonoid nhiều gấp 10 lần quả cà chua (Lê Thị Mai, 2009)
[10]. Ở nước ta cây dâu tây còn khá mới mẻ so với các loại cây trồng khác và
là một loại cây có giá trị kinh tế đang được chú ý phát triển hiện nay (Nguyễn
Thị Thu Hằng, 2011) [3].
Tuy nhiên trên cây dâu tây có khá nhiều các loại bệnh do côn trùng như:
nhện đỏ, sên, bọ trĩ… hay các bệnh do nấm như: bệnh đốm đen, đốm đỏ, mốc
xám, bệnh thối đen rễ, bệnh phấn trắng…và các bệnh do sinh lý gây nên (Quy
trình kĩ thuật trồng dâu tây, 2012) [37]. Các bệnh này thường gây nên những
thiệt hại về năng suất và chất lượng quả dâu tây. Vì vậy, vấn đề đặt ra hiện
nay là cần tạo ra giống dâu tây sạch bệnh có năng xuất và chất lượng tốt.
Trong những năm gần đây các nhà khoa học trên thế giới cũng như ở Việt
Nam đã tiến hành nhiều nghiên cứu về cây dâu tây. Nguồn vật liệu được sử

2

dụng để phục vụ tái sinh cây dâu tây cũng đã được đa dạng hơn, sử dụng các
bộ phận khác nhau của cây để nuôi cấy như: Lá (Nehra và cs, 1988) [31];
(Hossam Zakaria và cs, 2014) [36]; (Arzu Birinci Yildirim và cs, 2014) [35];
(Nehra và cs, 1988) [31], cuống lá, (Debnath và cs, 2005) [25]; (Foucault và
cs, 2005) [27], nụ hoa, (Owen và Miller, 1996) [32]), rễ (Owen và Miller,
1996) [32], hạt phấn, đoạn thân (Foucault và cs, 2005 [27].
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn trên tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên
cứu tạo mô sẹo và tái sinh cây dâu tây (Fragaria vesca L.) từ mảnh lá”.
1.2. Mục tiêu
Nghiên cứu được khả năng tạo mô sẹo và tái sinh cây dâu tây từ
mảnh lá.
1.3. Yêu cầu
 Nghiên cứu tạo vật liệu vô trùng
 Nghiên cứu tạo mô sẹo từ mảnh lá
 Nghiên cứu tái sinh cây dâu tây từ mô sẹo
1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
- Hoàn thiện quy trình tạo mô sẹo để tạo nguồn nguyên liệu cho tái sinh
và tạo cây hoàn chỉnh ở cây dâu tây.
- Cung cấp tài liệu học tập, nghiên cứu cho sinh viên, nhà khoa học trên
đối tượng câu dâu tây.
- Giúp sinh viên củng cố và hệ thống lại các kiến thức đã học và bổ
sung vào kiến thức lý thuyết được học thông qua hoạt động thực tiễn.
- Giúp bản thân sinh viên học hỏi kiến thức, tích lũy đượckinh nghiệm
thực tế cũng như tác phong làm việc, nghiên cứu khoa học phục cho cho công
tác sau này.
- Hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Đại học.

3

1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài nhằm đưa ra quy trình hoàn thiện tạo mô
sẹo và tái sinh của cây dâu tây. Phục vụ cho việc tạo cây hoàn chỉnh góp phần
cung cấp nguồn nguyên liệu phục vụ cho sản xuất.


4

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về cây dâu tây
2.1.1. Nguồn gốc và phân loại
Dâu tây có tên khoa học là Fragaria Vesca L. hay còn gọi là dâu đất là
một loài thuộc họ hoa hồng. Xuất sứ từ châu Mỹ và được các nhà làm vườn
châu Âu lai tạo thế kỷ 18 và tạo ra giống dâu ngày nay.
Dâu tây là cây được nhiều nguời ưa thích vì hình dạng, màu sắc và mùi
vị. Theo phân loại thực vật (Hoàng Thị Sản, 2006) [16] dâu tây thuộc:
Giới

: Plantea (thực vật)

Ngành : Angiospermae (hạt kín)
Lớp

: Rosids (hoa hồng)

Bộ

: Rosales (hoa hồng)

Họ

: Rosaceae (hoa hồng)

Chi

: Fragaria

Loài

: Fragaria sp.
Hình 1.1. Cây dâu tây

2.1.2. Đặc điểm sinh học của cây dâu tây
Theo Võ Khắc Chi (2003) [2], cây dâu tây có đặc điểm:
2.1.2.1. Rễ
Rễ cây dâu tây thuộc loại rễ chùm. Đầu chóp rễ dâu tây có sức phân
nhánh mạnh. Rễ cây dâu tây phát triển tốt nhất trong điều kiện khi nhiệt độ
đất là 25oC.
2.1.2.2. Thân
Dâu tây thuộc loài cây thân thảo, có 2 kiểu thân là thân chính và thân
bò. Thân bò bắt đầu từ cổ rễ vươn dài trên mặt đất và tận cùng là một chồi,


5

chồi này phát triển thành một cây mới. Gióng của thân bò đó có thể chết đi
hoặc bị cắt đứt nhưng chồi mới được hình thành vẫn sống độc lập. Thường thì
từ thân chính sẽ phát sinh thêm 1 đến 2 thân con nữa và các nhánh này góp
phần vào năng suất của cây dâu tây sau này.
2.1.2.3. Lá
Lá phát sinh bao quanh xung quanh thân, lá có cuống dài, lá kép lông
chim có 3 lá chét. Lá có dạng ô van.
2.1.2.4. Hoa
Phân chia thành nhiều nhánh, mỗi nhánh có một hoa. Hoa lưỡng tính có
5 cánh tràng mỏng, màu trắng, hơi tròn, có 25-30 nhị và 50-500 nhụy. Lá đài
của hoa dâu tây nhỏ và có màu xanh.
2.1.2.5. Quả
Quả dâu tây là quả giả, chứa các mô ngoài noãn, được phình ra từ đế hoa.
Quả thật là những quả bế gọi là hạt. Số lượng quả bế nhiều, nhỏ, hình elip bao
phủ bề mặt quả. Quả có hình bầu dục, quả non có màu xanh lục, khi quả chín,
quả có màu hồng hoặc màu đỏ tuỳ từng giống. Quả Dâu tây có mùi thơm, vị
ngọt lẫn vị chua.
2.1.3. Giá trị của cây dâu tây
2.1.3.1. Giá trị dinh dưỡng của dâu tây
Dâu tây là môt loại thảo dược lâu năm thuộc họ Rosaceae. Dây tây
đã được sử dụng như thuốc nhuận tràng, lợi tiểu, sát trùng…Lá dâu tây
chứa flavonoid, tanin, tinh dầu dễ bay hơi và các alkaloid. Vitamin trong
dâu tây có giá trị trong chữa bệnh do hấp thu kém chất dinh dưỡng ở
đường ruột. Dâu tây có chứa hàm lượng chất chống oxi hóa cao, chống
viêm, chống huyết khối, kháng khuẩn, giảm đau và chống ung thư…(Arzu
Birinci Yildirim và cs, 2014) [35].


6

Các thành phần dinh dưỡng trung bình cho quả dâu tây được xác
định ở bảng sau:
Bảng 2.1. Thành phần dinh dƣỡng của quả dâu tây
Thành phần dinh dƣỡng

Đơn vị

Hàm lƣợng dinh dƣỡng
(100g ăn đƣợc)

Năng lượng
Nước
Protein
Lipid
Glucid tổng số
Tro
Natrium (Na)
Kalium (K)
Calcium (Ca)
Vitamin A
Β-caroten
Vitamin E
Vitamin B1
Vitamin B2
Vitamin PP
Vitamin B6
Vitamin C

Kcal
g

g
g
g
g
mg
mg
mg
µg
µg
µg
µg
µg
µg
µg
µg

46,0
84,0
1,8
0,4
7,7
0,8
0,7
190
22,0
5,0
30,0
0,58
0,03
0,06

0,3
0,06
60,0

(Nguồn: Thái Thị Thúy Liên và cs, 2008) [8]
2.1.3.2. Giá trị kinh tế của dâu tây
Ở Việt Nam cây dâu tây là một loại cây trồng khá mới mẻ. Tuy nhiên
đây lại là một loại cây có giá trị kinh tế cao. Diện tích trồng dâu tây ở Việt
Nam chủ yếu tập trung ở một số vùng như: Đà Lạt – Lâm Đồng, Sapa – Lào
Cai...những vùng có khí hậu ôn đới phù hợp cho sự phát triển của cây. Hiện
nay, giá dâu tây chính vụ đạt khoảng 100.000 – 130.000 đ/kg, thời gian của
vụ chính kéo dài khoảng 4 tháng từ tháng 12 năm trước đến tháng 3 năm sau,


7

năng suất trung bình đạt 20 – 25 tấn/ha. Ngoài ra với việc áp dụng các công
nghệ hiện đại thì cũng có thể trồng dâu tây trái vụ từ tháng 4 đến tháng 9 hàng
năm với việc trồng dâu tây trong các hệ thống nhà kính, nhà lưới cùng với các
kỹ thuật chăm sóc tốt có thể cho năng suất 7 – 9 tấn/ha với giá bán dâu tây trái
vụ không dưới 150.000 đ/kg.
2.1.4. Phƣơng pháp nhân giống cây dâu tây
2.1.4.1. Phương pháp nhân giống truyền thống
Gieo hạt
Là phương pháp lấy hạt giống cho nảy mầm thành cây con, hạt giống
được thu từ quả đã chín, trong điều kiện thích hợp sẽ nảy mầm hình thành cây.
Ưu điểm: vận chuyển và bảo quản hạt giống dễ dàng do kích thước
hạt giống nhỏ.
Nhược điểm: phương pháp này cho hệ số nhân thấp.
Cắt cành từ cây mẹ

Là phương pháp cắt cành (ngó) từ cây mẹ để cho tạo thành những cây mới.
Ưu điểm: ít tốn thời gian.
Nhược điểm: phương pháp này cho hệ số nhân thấp, cây dễ bị thoái hóa,
rễ cây yếu. Phương pháp này không đảm bảo cây sạch bệnh vì bệnh có thể
được truyền từ cây mẹ sang.
2.1.4.2. Phương pháp nhân giống bằng nuôi cấy mô tế bào thực vật
Nuôi cấy mô (nhân giống in vitro)
Nhân giống in vitro là hình thức sử dụng chồi đỉnh, lá, hoa, cuống lá,
đoạn thân non nuôi dưỡng trong các điều kiện đặc biệt để hình thành một cơ
thể mới hoàn chỉnh.
Ưu điểm: Hệ số nhân giống cao, đồng đều, sạch bệnh, chủ động trong
việc sản xuất cây con phục vụ cho công tác giống.
Nhược điểm: Cây con có kích thước nhỏ, xảy ra đột biến biến dị làm
xuất hiện những cây không mong muốn, cần trang thiết bị đặc biệt (Võ Quốc
Việt và cs, 2010) [21].


8

Ngoài ra, theo Hoàng Ngọc Thuận (2000) [18] việc nuôi cấy in vitro sử
dụng nguồn hydrocacbon nhân tạo do đó mà khả năng tự tổng hợp chất hữu
cơ kém, đồng thời cây nuôi cấy in vitro được nuôi trong bình thủy tinh có độ
ẩm bão hòa, do vậy mà khi trồng cây ra ngoài điều kiện tự nhiên cây thường
bị mất nước, không thích nghi được cây dễ bị héo và chết.
2.2. Tình hình sản xuất cây dâu tây trên thế giới và Việt Nam
2.2.1. Trên thế giới
Trên thế giới mỗi năm theo như thống kê của FAO thì có 3 – 4 triệu tấn
dâu tây được sản xuất. Tính từ năm 2006 đến 2012 sản lượng dâu tây trên thế
giới không ngừng tăng lên. Năm 2012, diện tích gieo trồng cây dâu tây đạt
241,109 ha giảm 23,190 ha, năng suất đạt 187,335 tạ/ha tăng 37,059 tạ/ha, sản

lượng đạt 4,516,810 tấn tăng 545,625 tấn so với năm 2006 (FAOSTAT, 2006
- 2012) [26].
Bảng 2.2. Diện tích, năng suất, sản lƣợng dâu tây trên thế giới
giai đoạn 2006 - 2012
Năm
Chỉ tiêu

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

264 299

264 734

247 825

245 871

228 272

243 405

241 109

Năng suất (tạ/ha) 150 276

151 075

166 661

186 951

190 688

177 816

187 335

Diện tích (ha)

Sản lượng (tấn) 3 971 185 3 999 464 4 130 279 4 596 586 4 352 869 4 328 129 4 516 810

(Nguồn: FAOSTAT, 2006 - 2012) [26]
Dâu tây được trồng chủ yếu ở Châu Âu, Châu Mỹ, Châu Á. Trong đó,
Châu Âu là khu vực trồng dâu tây nhiều nhất tiếp đến là Châu Mỹ, Châu Á.
Trên thế giới tính đến năm 2012, diện tích trồng dâu tây đạt 241,109 ha, năng
suất bình quân đạt 187,335 tạ/ha, sản lượng đạt 4,516,810 tấn.

9

Bảng 2.3. Sản lƣợng dâu tây ở các Châu lục trên thế giới năm 2012
Diện tích thu

Châu lục

hoạch (ha)

Năng suất (tạ)

Sản lƣợng (tấn)

Thế giới

241 109

187 335

4 516 810

Châu Á

32 083

258 460

829 223

Châu Mỹ

43 870

440 930

1 934 361

Châu Phi

10 326

386 371

398 967

Châu Âu

153 048

86 048

1 316 950

Châu Đại Dương (Úc)

1 782

209 366

37 309

(Nguồn: FAOSTAT, 2012) [26]
Các quốc gia sản xuất dâu tây trên thê giới chủ yếu tập trung ở Châu
Mỹ (Mỹ, Mexico) và Châu Âu (Tây Ban Nha, Thổ Nhĩ Kỳ).
Châu Mỹ được coi là cái nôi của cây dâu tây và là nơi sản xuất dâu tây
trên thế giới chủ yếu ở Mỹ, Mexico,…đây là vùng có diện tích cũng như sản
lượng dâu tây đứng đầu thế gới.
Bảng 2.4. Diện tích và năng suất dâu tây của một số nƣớc qua các năm
2010 – 2012
2010
Nƣớc

2011

2012

Diện tích

Năng suất

Diện tích

Năng suất

Diện tích

Năng suất

(ha)

(tạ/ha)

(ha)

(tạ/ha)

(ha)

(tạ/ha)

Mỹ

23 060

561 223

23 260

564 471

23 183

589 592

Tây Ban Nha

7 564

34 034

6 896

380 989

7 600

381 447

Thổ Nhĩ Kỳ

11 679

256 820

11 967

252 708

12 793

276 067

Hàn Quốc

7 049

328 845

5 816

294 909

6 436

298 539

Nhật Bản

6 150

288 618

6 020

294 518

6 000

308 333

Australia (Úc)

1 383

212 104

2 220

139 176

1 562

197 241

Mexico

6 282

360 804

6 978

328 031

8 664

416 004

(Nguồn: FAOSTAT, 2010 - 2012) [26]


10

2.2.2. Ở Việt Nam
Ở Việt Nam cây dâu tây chủ yếu được trồng ở Đà Lạt – Lâm Đồng và
một số vùng có khí hậu ôn đới ở miền Bắc như: Sapa – Lào Cai, Mộc Châu –
Sơn La…Hiện nay nguồn dâu tây sản xuất ở Việt Nam chủ yếu được nhập từ
Pháp, Mỹ, Nhật, Newzeland và một số giống được nhập từ Isarel (Nguyễn Thị
Hường, 2012) [5].
Tuy nhiên, do thiếu quan tâm đến việc trồng và phát triển cây dâu tây

nên diện tích khá hẹp, tổng diện tích trồng dâu tại Đà Lạt khoảng 60 ha. Sản
lượng dâu tây hàng năm là 400 – 500 tấn. Hiện nay với việc ứng dụng Công
nghệ Sinh học trong canh tác dâu tây được nhà nước quan tâm hỗ trợ như:
trồng từ cây nuôi cấy mô, trồng phủ nilon trên mặt luống, trồng trong nhà có
mái che, nhập các loại giống mới đã tăng năng suất của dâu tây lên 11 – 13
tấn/ha và có thể trồng được quanh năm. Mặc dù vậy, những năm qua diện tích
và sản lượng cây dâu tây Đà Lạt bị giảm sút một cách nghiêm trọng. Năm
2005, diện tích trồng dâu tây ở Đà Lạt đạt khoảng 110 ha, với sản lượng trung
bình 1.300 tấn/năm. Trong khi đó, đến năm 2011 diện tích này chỉ còn
khoảng 40 ha. Nguyên nhân là do các loại dịch bệnh hại xuất hiện trên cây
dâu tây các loại bệnh do côn trùng như: nhện đỏ, sên, bọ trĩ…hay các bệnh do
nấm như: bệnh đốm đen, đốm đỏ, mốc xám, bệnh thối đen rễ, bệnh phấn
trắng…làm cho người dân chuyển sang trồng các loại cây trồng khác (Nguyễn
Thị Hường, 2012) [5].
2.3. Những nghiên cứu nhân giống cây dâu tây trên thế giới và Việt Nam
2.3.1. Trên thế giới
Nhân giống cây dâu tây được coi là phương pháp có ý nghĩa góp phần
quan trọng trong quá trình tạo ra nguồn giống dâu tây sạch bệnh phục vụ cho
sản xuất. cũng như các cây trồng khác phương pháp nhân giống dâu tây bằng
nuôi cấy mô tế bào đang được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.


11

Việc sử dụng đỉnh sinh trưởng để nuôi cấy in vitro cũng được thực hiện
bởi Chien-Ying Ko và cs (2009) [28], kết quả thí nghiệm cho thấy phương
pháp tối ưu, để mẫu có tỷ lệ sống sót, tỷ lệ tái sinh chồi cao nhất là bảo quản
chồi đỉnh dâu tây trước nuôi cấy 2 ngày trong điều kiện lạnh. Passey AJ và cs
(2002) [33] đã tiến hành nghiên cứu về sự tái sinh chồi ngẫu nhiên từ bảy
giống dâu tây thương mại (Fragaria x ananassa Duch.).

Ngoài ra các nghiên cứu của Arzu Birinci Yildirim và cs (2014) [34],
Landi L. và cs (2005) [29]. Thực hiện nghiên cứu ảnh hưởng của các chất
kích thích sinh trưởng đến khả năng tái sinh cây dâu tây. Hossam Zakaria và
cs [35] nghiên cứu cải tiến tái sinh và chuyển đổi gen cho ba loại dâu tây.
Otroshy Mahmoud và Moradi Kosar (2013) [24] nghiên cứu tái sinh và tạo
mô sẹo có nguồn gốc từ lá dâu tây in vitro. Marta Barceló và cs (1998) [24]
nghiên cứu tái sinh và chuyển gen thông qua vi khuẩn Agrobacterium
tumefacien cho giống dâu tây Chandler. Kristi Lee Whitley (2004) [34]
nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tái sinh cây dâu tây (Fragaria x
ananassa Duch.) từ lá.
2.3.2. Tại Việt Nam
Tại Việt Nam, các nhà khoa học cũng đã ứng dụng các kĩ thuật nuôi
cấy mô tế bào thực vật vào nhân giống cây dâu tây để có thể nhân nhanh các
giống dâu tây cũng như tạo ra nguồn giống sạch bệnh phục vụ cho nhu cầu
sản xuất.
Phân viện Sinh học Tây Nguyên là nơi có nhiều những nghiên cứu về
cải tiến tái sinh cây dâu tây như: Dương Tuấn Nhựt và cs (2004) [14] đã
nghiên cứu cải tiến hệ thống nhân giống dâu tây bằng nuôi cấy trong túi nilon.
Nguyễn Trí Minh và cs (2008) [11] đã nghiên cứu ảnh hưởng của cường độ
ánh sáng và hàm lượng CO2 lên khả năng sinh trưởng in vitro và ex vitro cây
dâu tây (Fragaria ananassa Duch.). Phạm Xuân Tùng và Phạm Thị Lan
(2007) [19] đã nghiên cứu ảnh hướng của các biện pháp khử trùng mẫu và các


12

yếu tố môi trường trong nhân nhanh giống dâu tây in vitro. Nguyễn Trí Minh
(2010) [11] nghiên cứu hệ thống nhân giống cây dâu tây Fragaria x ananassa
Duch. bằng công nghệ nuôi cấy mô thực vật, đặc biệt chú trọng công nghệ
quang tự dưỡng, nhằm tạo ra cây dâu tây sạch bệnh và chất lượng cao. Trần

Công Huy Phương (2007) [15] đã nghiên cứu ảnh hưởng của các chất điều
hòa tăng trưởng thực vật và quang kỳ trên sự phát triển hoa ở cây dâu tây
Fragaria vesca L.
2.4. Khái niệm và cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào
2.4.1. Khái niệm
Nuôi cấy mô tế bào thực vật là khái niệm chung cho tất cả các quá trình
nuôi cấy từ nguyên liệu thực vật trên môi trường nhân tạo trong điều kiện vô
trùng (Trần Thị Lệ và cs, 2008) [7].
Trong thực tế, các nhà vi nhân giống thường dùng thuật ngữ nuôi cấy
mô và nhân giống in vitro hay nuôi cấy in vitro thay thế cho nhau để chỉ các
phương thức nhân giống thực vật trong điều kiện vô trùng với các mục đích
khác nhau (Trần Thị Lệ và cs, 2008) [7].
2.4.2. Cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào thực vật
2.4.2.1. Tính toàn năng di truyền của tế bào
Nguyên lý cơ bản của nhân giống nuôi cấy mô tế bào là tính toàn năng
di truyền của tế bào thực vật. Hanberlandt (1902) là người đầu tiên đưa ra
quan điểm rằng mỗi tế bào bất kì của cơ thể sinh vật đa bào đều có khả năng
tiềm tàng để phát triển thành một cá thể hoàn chỉnh (Ngô Xuân Bình và cs,
2003) [1].
Theo quan điểm của sinh học hiện đại thì mỗi tế bào riêng rẽ đã phân
hóa đều có mang toàn bộ thông tin di truyền cần thiết và đầy đủ của hệ gen
(genome) của thực vật đó. Do đó, khi gặp điều kiện thuận lợi cơ quan, mô, tế
bào đều có thể phát triển thành một cơ thể mới mang hoàn chỉnh những đặc
tính di truyền giống như cây mẹ (Ngô Xuân Bình và cs, 2003) [1].


13

2.4.2.2. Sự phân hóa và phản phân hóa tế bào
Cơ thể thực vật hình thành là một chính thể thống nhất bao gồm nhiều

cơ quan chức năng khác nhau, được hình thành từ nhiều loại tế bào khác nhau.
Tuy nhiên ở tất cả các loại tế bào đều có nguồn gốc từ một tế bào đầu tiên (tế
bào hợp tử). Ở giai đoạn đầu, tế bào tiếp tục phân chia thành nhiều tế bào phôi
sinh mang chức năng chuyên biệt (chưa chuyên hóa). Sau đó, từ các tế bào
phôi sinh này chúng tiếp tục được biến đổi thành các tế bào chuyên hóa đặc
hiệu cho các mô, cơ quan có chức năng khác nhau (Nguyễn Như Hiền,
2009)[4].
Sự phân hóa tế bào là sự chuyển các tế bào phôi sinh thành các tế bào
mô chuyên hóa, đảm bảo các chức năng khác nhau. Quá trình phân hóa tế bào
có thể biểu thị:
Tế bào phôi sinh

Tế bào dãn

Tế bào phân hóa có chức năng

riêng biệt.
Tuy nhiên, khi tế bào đã phân hóa thành các tế bào có chức năng
chuyên, chúng không hoàn toàn mất khả năng biến đổi của mình. Trong
trường hợp cần thiết, ở điều kiện thích hợp, chúng 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.
Phân hóa tế bào
Tế bào phôi sinh

Tế bào dãn

Tế bào chuyên hóa

Phản phân hóa tế bào

Về bản chất thì sự phân hóa và phản phân hóa là một quá trình hoạt hóa,
ức chế các gen. tại một thời điểm nào đó trong quá trình phát triển cá thể, có
một số gen được hoạt hóa (mà vốn trước bị ức chế) để cho ra tính trạng mới,
còn một số gen khác lại bị đình chỉ hoạt động. Điều này xảy ra theo một
chương trình đã được mã hóa trong cấu trúc của mỗi phân tử DNA của mỗi tế
bào khiến cho quá trình sinh trưởng phát triển của cơ thể thực vật luôn được
hài hòa (Ngô Xuân Bình và cs, 2003) [1].


14

Mặt khác, khi tế bào nằm trong một khối mô của cơ thể thường bị ức
chế bởi các tế bào xung quanh. Khi tách riêng từng tế bào hoặc giảm kích
thước của khối mô sẽ tạo điều kiện cho sự hoạt hóa các gen của tế bào
(Nguyễn Như Hiền, 2009) [4].
2.5. Khái niệm và sự hình thành mô sẹo
2.5.1. Khái niệm
Mô sẹo là một khối tế bào phát sinh vô tổ chức, không có hình dạng
nhất định, do không có lớp nhu mô.
2.5.2. Sự hình thành mô sẹo
Mô sẹo hình thành ở hầu hết các bộ phận của cây (thân, rễ, lá...),
khi nơi đó có vết cắt. Đặc tính của mô sẹo là phát triển không theo quy
luật nhưng có khả năng biệt hóa thành rễ, chồi và phôi để có thể hình
thành cây hoàn chỉnh.
Đặc điểm sinh trưởng của mô sẹo có quan hệ với cơ quan hình thành
mô sẹo, thành phần môi trường nuôi cấy và điều kiện nuôi cấy. Sự hình thành
mô sẹo chia ra làm 3 giai đoạn
+ Phát sinh mô sẹo:
Trong quá trình phát sinh mô sẹo, sự trao đổi chất kích thích tế bào
chuẩn bị phân chia, giai đoạn này dài hay ngắn phụ thuộc vào tình trạng sinh

lý của mô được đưa vào nuôi cấy và điều kiện nuôi cấy.
+ Phân chia tế bào:
Tế bào đi vào giai đoạn phân chia tăng sinh khối: tế bào đi vào quá
trình biệt hóa, xuất hiện sự biệt hóa tế bào và sự xuất hiện các con đường trao
đổi chất dẫn đến việc sản xuất các chất thứ cấp có hoạt tính sinh học (Trần
Văn Minh, 2003) [13]. Mô sẹo thường có màu vàng, trắng hay xanh hoặc màu
sắc tố anthocyanin.


15

+ Biệt hóa:
Sự biệt hóa của tế bào hình thành các chất liệu cấu tạo nhu mô các loại,
các tế bào rây, hình thành vùng mô phân sinh, trung tâm của sự tạo nên chồi
và rễ.
Một vấn đề quan tâm trong nuôi cấy mô sẹo là sự biến tính tế bào. Sự
biến tính này xảy ra do độ già của mẫu, sự thay đổi tế bào chất của nhân, tế
bào đa bội thể có số lượng DNA cao, thời gian duy trì nuôi cấy mô sẹo, điều
kiện nuôi cấy, thành phần môi trường nhất là hoocmon.
Để tạo môi trường có bổ xung chất kích thích sinh trưởng, đôi khi có
dịch chiết (Trần Văn Minh, 2003) [13]. Phụ thuộc vào từng loại mô nuôi cấy
mà chất kích thích sinh trưởng bổ xung vào có khác nhau (Trần Văn Minh,
2003) [13]. Chất hoocmon thường tổ hợp thành 4 nhóm:
- Auxin
- Cytokinine
- Auxin + Cytokinine
- Dịch chiết
Sau khi mô sẹo hình thành, mô sẹo được cấy chuyển. Môi trường cấy
chuyển cũng giống như môi trường tạo mô sẹo nhưng giảm nồng độ chất kích
thích sinh trưởng. Kích thước tách mô sẹo nhỏ vừa phải để tế bào phát triển

mạnh nhất, thường cụm mô sẹo có trọng lượng 20 – 100 g, thời gian giữa 2
lần cấy chuyển là 20 – 30 ngày phụ thuộc vào từng loại mô sẹo. Theo Vũ Văn
Vụ (1993) [22], mô sẹo hình thành có hai loại tế bào
- Loại tế bào xốp, có không bào to, nhân nhỏ và tế bào chất loãng.
- Loại tế bào chặt, có không bào nhỏ, nhân to và tế bào chất đậm đặc.


16

2.6. Một số yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nuôi cấy mô tế bào thực vật
2.6.1. Vật liệu nuôi cấy
Vật liệu nuôi cấy là nguồn nguyên liệu khởi đầu cho nuôi cấy mô tế bào
thực vật. Vật liệu dùng cho nuôi cấy mô tế bào thực vật có thể là hầu hết các
cơ quan hay bộ phận của cây (chồi ngọn, chồi bên, phiến lá,…), các cấu trúc
của phôi (lá mầm, trụ lá mầm…), các cơ quan dự trữ (củ, thân rễ…) (Vũ Văn
Vụ và cs, 2009) [23].
Mẫu nuôi cấy trước khi đưa vào nuôi cấy phải được vô trùng. Phương
pháp phổ biến nhất trong vô trùng mẫu cấy hiện nay là sử dụng hóa chất có
khả năng tiêu diệt vi sinh vật. Hiệu quả vô trùng tùy thuộc vào thời gian, nồng
độ và khả năng xâm nhập để tiêu diệt vi sinh vật của hóa chất. Một số hóa
chất thường được sử dụng hiện nay để vô trùng mẫu là: Ca(OCl)2-hypoclorit
canxi, NaOCl-hypoclorit natri, oxy già, HgCl2-thủy ngân clorua, chất kháng
sinh...(Vũ Văn Vụ và cs, 2009) [23].
2.6.2. Môi trường dinh dưỡng
Các thành phần cơ bản của môi trường dinh dưỡng gồm:
- Nguồn cacbon
- Các nguyên tố khoáng đa lượng và vi lượng
- Vitamin
- Các chất hữu cơ tự nhiên
- Các chất điều hòa sinh trưởng

- Một số thành phần khác
2.6.2.1. Nguồn Cacbon
Mô và tế bào thực vật trong nuôi cấy in vitro sống chủ yếu theo phương
thức dị dưỡng. Vì vậy, việc bổ sung vào môi trường nuôi cấy nguồn cacbon
hữu cơ là điều kiện bắt buộc. Nguồn cacbon thông dụng nhất hiện nay là
saccharose, ngoài ra vẫn có thể sử dụng maltose, glucose (Trần Thị Lệ và cs,
2008) [7].


17

2.6.2.2. Các nguyên tố khoáng đa lượng, vi lượng
+ Nitrogen: Thường được sử dụng ở dạng NO3- hoặc NH4+, thực vật sẽ
sử dụng nguồn nitơ này để đồng hóa và tạo nên các sản phẩm hữu cơ. Hàm
lượng Nitrat trong môi trường khoảng 25 mM. Trong môi trường MS, amôn
được cung cấp ở dạng muối NH4NO3, trong số các nguyên tố của môi trường
thì nitơ có hàm lượng lớn nhất (Vũ Văn Vụ và cs, 2009) [23].
+ Phospho: Phospho (P) tham gia vào nhiều hợp chất quan trọng quyết
định đến quá trình trao đổi chất và năng lượng, quyết định đến các hoạt động
sinh trưởng phát triển của cây: P tham gia vào thành phần của axit nucleic;
tham gia vào thành phần của photpholipit; P có mặt trong hệ thống ADP, ATP;
P tham gia vào các hoạt động của enzyme oxi hóa khử là NAD, NADP, FAD,
FMN…
Hai dạng Phospho thường dùng là NaHPO4.7H2O và KH2PO4, P cũng
có tác dụng như hệ thống đệm giúp ổn định pH môi trường (Vũ Văn Vụ và cs,
2009) [23].
+ Kali: Có vai trò điều chỉnh các đặc tính lý hóa của keo nguyên sinh
chất và từ đó ảnh hưởng đến tốc độ và chiều hướng của quá trình xảy ra trong
tế bào. Kali có tác dụng điều chỉnh sự đóng mở khí khổng, điều chỉnh dòng
vận chuyển các hợp chất hữu cơ trong mạch libe, ngoài ra Kali hoạt hóa rất

nhiều enzyme tham gia vào quá trình quang hợp, hô hấp: ATP-ase, RDPcarboxxylase, nitratreductase…
Kali thường được dùng ở dạng KNO3, KH2PO4, KCl.6H2O...Nồng độ
Kali thay đổi từ 2-25 mM (Vũ Văn Vụ và cs, 2009) [23].
+ Canxi: Vai trò quan trọng nhất của canxi là tham gia vào hình thành
nên thành tế bào. Canxi kết hợp với axitpectin tạo nên pectat canxi có mặt ở
lớp giữa của thành gắn chặt các tế bào thành một khối. Canxi cũng tham gia
vào hình thành nên màng tế bào. Người ta cho rằng canxi có vai trò trong việc
hình thành nên nhiễm sắc thể và quá trình phân chia tế bào.