Luận văn thạc sỹ nghiên cứu nhân giống khoai mán vàng của huyện Cẩm Thủy tỉnh Thanh Hóa bằng phương pháp nuôi cấy invitro

BỘ
UBND TỈNH THANH HÓA
0 GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC

LÊ THỊ THAO

NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG
KHOAI MÁN VÀNG CỦA HUYỆN CẨM THUỶ - THANH
HOÁ BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY INVITRO

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Trồng trọt
Mã số: 60.62.01

Người hướng dẫn khoa học: TS. Lê Hữu Cần


Thanh Hóa – 2012

ii


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi
thực hiện trong năm 2012 Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn này là trung
thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào khác. Công trình
được sự hướng dẫn của TS. Lê Hữu Cần.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự trích dẫn và giúp đỡ trong luận văn này đã

được thông tin đầy đủ và trích dẫn chi tiết và chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn

Lê Thị Thao

iii


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bản luận văn này, trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu
sắc tới TS. Lê Hữu Cần, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo và tạo
mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Tôi xin bảy tỏ sự biết ơn tới Ban giám hiệu, đặc biệt là các thầy cô, cán bộ
phòng nuôi cấy mô tế bào thực vật khoa Nông - Lâm - Ngư nghiệp Trường Đại
học Hồng Đức Thanh Hoá.
Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bàn bè đã tạo điều kiện giúp đỡ động
viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Một lần nữa
cho phép tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả những sự giúp đỡ quý báu
này.
Tác giả luận văn

Lê Thị Thao

iv


MỞ ĐẦU …………………………………………………………………… 1
1.1. Đặt vấn đề ……………………………………………………………... 1

1.2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................. 3
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................. 3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học ……………………………………………………. 3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn …………………………………………………….

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................... 4
1.1. Giới thiệu chung về cây khoai môn - sọ ............................................... 4
1.1.1. Nguồn gốc, lịch sử phát triển và phân bố cây khoai môn - 4
sọ ...........

4

1.1.2. Đặc điểm thực vật học và phân loại cây khoai môn - 6
sọ ....................
1.1.2.1.

9

Phân

loại

cây

khoai

môn

- 9

sọ .............................................................
1.1.2.2. Đặc điểm thực vật học của cây khoai môn - sọ ………………………. 11
1.1.3. Yêu cầu sinh thái ……………………………………………………. 11
1.1.4. Giá trị dinh dưỡng, giá trị kinh tế và sử dụng của cây khoai môn - 12
sọ…………………………………………………………………………….

13

.

13

1.1.4.1. Giá trị dinh dưỡng của khoai môn - sọ ……………………………..…

15

1.1.4.2. Giá trị kinh tế và sử dụng của khoai môn - sọ ……………………….

17

1.2. Tình hình sản xuất khoai môn - sọ ở trên thế giới và ở Việt Nam ..

17

1.2.1. Tình hình sản xuất khoai môn - sọ ở trên thế giới ……………… ..

17

1.2.2. Tình hình sản xuất khoai môn - sọ ở Việt Nam …………………..

18

1.3.Tình hình nghiên cứu mô tế bào thực vật ……………………………. 18
1.3.1.

Lịch

sử

phát

triển

… 19

………………………………………………. ..

20

1.3.1.1 Giai đoạn khởi xướng (1898 – 1930) ……………………………….. ..

20

1.3.1.2. Giai đoạn nghiên cứu sinh lý (1930 - 1950) ………………………… . 20
v


1.3.1.3.

Giai

đoạn

phát

sinh

hình

thái

(1950

-

1960) 21

………………………… .

22

1.3.1.4. Giai đoạn nghiên cứu di truyền (1960 - nay) ……………………. ….. 23
1.3.2. Khái niệm nhân giống invitro ............................................................. 30
1.3.3. Cơ sở khoa học của phương pháp nuôi cấy invitro ...........................

30

1.3.3.1. Tính toàn năng của tế bào ...............................................................

31

1.3.3.2.

Sự

phân

hoá

và

phản

phân

hoá

tế 33

bào ............................................ ..
1.3.3.3. Cơ chế di truyền thông qua các hệ tế bào ......................................... 34
1.3.3.4. Môi trường nuôi cấy ..........................................................................
1.3.3.5.

Điều

kiện

vô 35

trùng .......................................................................... ..
1.3.3.6.

Điều

kiện

ánh

sáng

và

nhiệt 38

độ ........................................................ .
1.3.4.

Các

công

đoạn

của

nuôi

cây

mô

tế 40

bào ...............................................
1.3.5.

Các

40

phương

thức

nhân

giống 40

invitro ................................................ .

40

1.3.6. Kỹ thuật nuôi cấy đỉnh sinh trưởng tạo giống sạch bệnh và nhân 40
giống ……………………………………………………………………….. 40
1.3.7. Những nghiên cứu về nhân giống bằng nuôi cấy mô trên thế giới 40
và

Việt

Nam

……………………………………………………………… ..

40

1.3.8. Ứng dụng nuôi cấy mô trong chọn tạo và nhân giống khoai 40
môn - sọ ……………………………………………………………………. 40
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 40
NGHIÊN CỨU …………………………………………………………….. 40
2.1. Đối tượng, hoá chất và phạm vi nghiên cứu ………………………. .. 40
2.1.1.

Đối

tượng
vi

nghiên 41


cứu………………………………………………...

41

2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ……………………………………………… 41
…

41

2.2. Nội dung nghiên cứu ……………………………………………….. ... 41
2.2.1. Nghiên cứu thời gian khử trùng thích hợp đối với mẫu nuôi cấy… 41
2.2.2. Xác định các biện pháp nhân nhanh thích hợp cho cây khoai Mán
45
Vàng..
48
2.2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp BAP và α - NAA đến khả năng
49
nhân chồi. …………………………………………………………………………. .
2.2.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp Adenine sulfat, BAP và α - NAA
đến

khả

năng

nhân

49

chồi…………………………………………………………. ...
2.2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp TDZ và BAP đến khả năng nhân
nhanh chồi……………………………………………………………………………
2.2.2.4. Nghiên cứu môi trường ra rễ tạo cây hoàn chỉnh…………………….

49
50
52

2.2.2.5. Nghiên cứu tạo củ invitro ……………………………………………….
2.3. Phương pháp nghiên cứu ……………………………………………

52

2.3.1. Thời gian, địa điểm và phạm vị nghiên cứu của đề tài …………….
2.3.2. Thiết kế thí nghiệm ………………………………………………….

54

2.3.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm …………………………………………
2.3.2.2. Các thí nghiệm nuôi cấy invitro ……………………………………… ..

58

2.3.4. Các chỉ tiêu theo dõi ……………………………………………….. .
2.3.5.

Phương

pháp

theo

dõi

và

xử

lý

số

liệu

61
62

…………………………….. .
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ……………………………. .
3.1. Kết quả của phương pháp khử trùng tạo vật liệu vô trùng đưa vào
nuôi cấy .........................................................................................................
3.1.1. Ảnh hưởng của thời gian khử trùng bằng HgCl 2 0,1% đến kết quả
khử trùng …………………………………………………………………..

66
70
70
70
71
71

vii


3.1.2. Kết quả ảnh hưởng của nồng độ NaOC l đến kết quả khử trùng…
3.2. Xác định các môi trường nhân nhanh thích hợp …………………..
3.2.1. Nghiên cứu xác định ảnh hưởng của nồng độ BAP kết hợp với

α – NAA đến khả năng tái sinh chồi trực tiếp của mẫu cấy ……………..
3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp BAP và α-NAA đến khả năng
nhân nhanh chồi ………………………………………………………….
3.2.3.Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp Adenine sulfat kết hợp với BAP
và α - NAA ………………………………………………………………….
3.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp TDZ và BAP đến khả năng
nhân

nhanh

chồi

……………………………………………………………
3.3. Nghiên cứu môi trường ra rễ tạo cây hoàn chỉnh …………………. .
3.4. Nghiên cứu tạo củ in vitro …………………………………………….
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ …………………………………. .
4.1. Kết luận …………………………………………………………….... .
4.2. Đề nghị ……………………………………………………………..... .
TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………… ...
Tài

liệu

tiếng

Việt

………………………………………………………… ..
Tài liệu tiếng Anh …………………………………………………………

viii

72


PHỤ LỤC
Hình 3.1: Ảnh hưởng của BAP và NAA đến khả năng nhân chồi
khoai Mán Vàng

CT1 (ĐC):

CT2:

CT3

CT4 :

CT5

ix


Hình 3.2: Ảnh hưởng của Adenine sulfat, BAP và NAA đến khả năng nhân
chồi khoai Mán Vàng

CT1

CT2

CT4

CT3

CT5

Hình 3.3: Ảnh hưởng của tổ hợp BAP và TDZ đến khả năng nhân chồi
của giống khoai Mán vàng

x


CT 1

CT2

xi

CT3


CT4

CT5

Hình 3.4 : Sự hình thành bộ rễ của chồi khoai Mán vàng trên các môi
trường
MS bổ sung nồng độ α-NAA và IAA khác nhau

1

2

3

xii

4


Hình 3.5: Một số hình ảnh tạo củ khoai Mán Vàng

xiii


CT 1

CT 2

CT 3

’
CT 4

CT 5

xiv


DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1: Ảnh hưởng của thời gian khử trùng bằng HgCl2 0,1% đến
hiệu quả khử trùng mẫu …………………………………………..

48

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ NaOCl đến hiệu quả khử trùng ….

50

Bảng 3.3: Tỷ lệ tái sinh của mẫu cấy trên môi trường tái sinh khác
nhau ở giống khoai Mán Vàng nghiên cứu……………………………

52

Bảng 3.4(a): Ảnh hưởng của tổ hợp BAP và α-NAA đến khả năng
nhân nhanh chồi của giống khoai Mán Vàng……………………….

54

Bảng 3.4(b): Ảnh hưởng của tổ hợp BAP và α - NAA đến chất lượng
chồi ………………………………………………………………….

56

Bảng 3.5a: Ảnh hưởng của tổ hợp Adenine sulfat, BAP và α-NAA đến
hệ số nhân chồi ………………………………………………………

57

Bảng 3.5b: Ảnh hưởng của tổ hợp Adenine sulfat, BAP và α-NAA đến

chất lượng chồi ………………………………………………………

58

Bảng 3.6: Ảnh hưởng của tổ hợp TDZ và BAP đến khả năng nhân chồi
của giống khoai Mán Vàng ……………………………………………

60

Bảng 3.7: Sự phát sinh rễ khoai Mán Vàng trên các môi trường ra rễ
khác nhau ……………………………………………………………

63

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của nồng độ đường và điều kiện ánh sáng đến
việc hình thành củ Mán Vàng in vitro ……………………………….

xv

64


DANH SÁCH BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1: Ảnh hưởng của thời gian khử trùng bằng HgCl 2 0,1% đến
hiệu quả khử trùng ...................................................................................

49

Biểu đồ 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ NaOCl đến hiệu quả khử trùng …

50

Biểu đồ 3.3: Tỷ lệ tái sinh chồi mô nuôi cấy của giống khoai Mán ……

53

Biểu đồ 3.4: Ảnh hưởng của nồng độ BAP và α - NAA đến hệ số nhân
chồi ……………………………………………………………………

55

Biểu đồ 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ Adenine sulfat kết hợp với BAP
và α - NAA đến hệ số nhân chồi……………………………………….

58

Biểu đồ 3.6: Ảnh hưởng của nồng độ TDZ kết hợp với BAP đến hệ số
nhân chồi………………………………………………………………

61

Biểu đồ 3.7: Ảnh hưởng của môi trường ½ MS và MS đến số rễ
TB/cây. ………………………………………………………………….

64

Biểu đồ 3.8: Ảnh hưởng nồng độ đường và điều kiện ánh sáng đến số
củ con TB/cây……………………………………………………………

xvi

67


MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong các loài cây trồng có củ thì khoai môn, sọ (Colocasia esculenta) là
một loài cây trồng truyền thống của khu vực Nam Á và Đông Nam Á nói chung,
của Việt Nam nói riêng. Theo nhiều tài liệu nghiên cứu khoai môn, sọ là một
trong những loài cây trồng cổ xưa nhất, được phát hiện và thuần hoá từ cách đây
hơn 5000 năm. Cùng với thời gian, loài cây trồng này ngày càng trở nên phổ
biến và đã trở thành cây trồng có vị trí quan trọng không thể thay thế trong cơ
cấu cây trồng của nhiều quốc gia.
Khoai môn, sọ được canh tác với nhiều mục đích khác nhau: Củ khoai
môn, sọ sử dụng để chế biến nhiều món ăn ngon và bổ dưỡng hoặc được dùng
làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến; thân lá cây được sử dụng làm thức
ăn chăn nuôi và hầu hết các bộ phận của cây đều có tác dụng như những loại
dược thảo thiên nhiên trong các bài thuốc cổ truyền. Do nhu cầu lớn của thị
trường với loài cây trồng này, mà diện tích canh tác và sản lượng của khoai
môn, sọ trong những năm qua không ngừng gia tăng. Theo thống kê của tổ chức
Nông lương thế giới (FAO) trong vòng 10 năm từ 1992 - 2002, diện tích canh
tác khoai môn, sọ trên toàn thế giới đã tăng lên 5,8% và sản lượng tăng 7,1%.
Con số này được dự đoán là sẽ tiếp tục gia tăng trong thời gian tới
( />Ở nước ta, khoai môn, sọ là loại cây có củ có ưu điểm là có thể tận dụng
được đất ở ven suối, chân đồi, đất lầy thụt. Hơn nữa cây khoai môn, sọ lại rất ít
bị sâu bệnh nhờ đó mà tiết kiệm được chi phí và nâng cao được hiệu quả kinh tế.
Nếu trồng đúng kỹ thuật cho hiệu quả kinh tế cao gấp 5 lần so với trồng lúa. Vì
vậy phương hướng và mục tiêu trong những năm tới là tập trung đầu tư cho cây
khoai môn, sọ phát triển ở những vùng khó khăn nhưng có điều kiện thích hợp
thuộc vùng Trung du, miền núi và Tây nguyên. Để thực hịên được mục tiêu trên

xvii


phải tăng diện tích đi đôi với việc sản xuất, xác định cơ cấu thích hợp với từng
vùng sinh thái, tập trung nghiên cứu tốt đồng thời nhanh chóng ứng dụng các
tiến bộ khoa học mới. [10]
Sản xuất cây giống khoai môn, sọ có chất lượng tốt với số lượng lớn, đáp
ứng đủ nhu cầu sản xuất trên diện tích rộng đang là vấn đề nổi cộm, bởi lẽ khoai
môn, sọ có hệ số nhân giống thấp, củ khoai môn, sọ lại có thời gian ngủ nghỉ
ngắn và dễ ảnh hưởng bởi điều kiện ngoại cảnh nên rất khó để giống. Giải pháp
tối ưu để giải quyết tình trạng thiếu nguồn giống phục vụ cho sản xuất chính là
sử dụng kỹ thuật nuôi cấy mô. Với nhiều đặc điểm ưu việt như cho hệ số nhân
cao, chủ động được thời gian ra cây giống đồng thời có thể phục tráng và làm
sạch bệnh của các dòng giống môn, sọ bị thoái hoá hoặc nhiễm bệnh, phương
pháp nhân giống bằng kỹ thuật nuôi cấy mô là một hướng đi đầy triển vọng
trong chiến lược phát triển loài cây trồng đặc sản có giá trị kinh tế cao này.
Hiện nay, tại huyện Cẩm Thủy, Thanh Hóa có giống khoai Mán Vàng
thuộc họ khoai môn, sọ nhóm 2, là đặc sản của địa phương. Loại khoai Mán
Vàng cho củ to và có nhiều củ con xung quanh, củ rất thơm và ngon, ruột có
màu vàng nghệ, khi ăn có hương vị riêng rất đặc biệt mà các loại khoai môn,
sọ ở vùng khác không có; Đó chính là nét đặc biệt tạo nên một sản phẩm có
đặc sản của người dân huyện Cẩm Thủy - Thanh Hóa. Nhưng vấn đề mà
người dân ở đây gặp khó khăn khi sản xuất là khâu bảo quản và nhân giống.
Cũng giống như các loại khoai môn, sọ nói chung khoai Mán Vàng được
trồng bằng củ con hoặc các chồi mắt được ủ nảy mầm từ củ, do đó có hệ số
nhân giống thấp, lượng củ làm giống cần nhiều mà chất lượng giống không
đồng đều. Hơn nữa củ cây khoai Mán vàng cũng có thời gian ngủ nghỉ ngắn
rất khó bảo quản, nên củ nhanh bị thối nhũn, bị hà làm ảnh hưởng lớn đến
khâu bảo quản và nhân giống, dẫn đến thiếu hụt nguồn giống để có thể trồng
đại trà với quy mô lớn.

xviii


Vì vậy, để góp phần bảo tồn và phát triển khoai Mán Vàng, khắc phục
hạn chế trong khâu bảo quản và nhân giống, mở rộng sản xuất với quy mô lớn
đáp ứng nhu cầu thực tế sản xuất ở địa phương chúng tôi tiến hành đề tài:
“Nghiên cứu nhân giống khoai Mán Vàng (Colocasia esculenta) của huyện
Cẩm Thủy - Thanh Hóa bằng phương pháp nuôi cấy invitro”; Với ưu điểm
khi sử dụng kỹ thuật nhân giống in vitro để khử trùng mầm giống, bổ sung
chất dinh dưỡng đã giúp làm tăng tỷ lệ sống và kháng bệnh cho cây khoai
Mán Vàng đồng thời có thể tạo được một số lượng giống sạch bệnh, có độ
đồng đều cao trong thời gian ngắn.
1.2. Mục tiêu của đề tài
Xây dựng quy trình nhân giống khoai Mán Vàng của huyện Cẩm Thuỷ Thanh Hoá bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro với 4 công đoạn chính: xác định thời
gian khử trùng thích hợp, tạo vật liệu khởi đầu, nhân nhanh và tạo cây hoàn
chỉnh để phục vụ cho thực tiễn sản xuất.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
Thông qua đề tài, tìm hiểu được chất khử trùng thích hợp, vai trò của
một số chất kích thích sinh trưởng đối với quá trình tái sinh, nhân nhanh và
tạo rễ cho chồi;
Là cơ sở để hoàn thiện quy trình nhân giống cây khoai Mán Vàng của
Huyện Cẩm Thuỷ - Thanh Hoá bằng kỹ thuật muôi cấy invitro, phục vụ
công tác nhân giống sạch bệnh .
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Xác định được phương pháp khử trùng thích hợp để tạo mẫu sạch.
- Xác định môi trường thích hợp cho quá trình tái sinh chồi trực tiếp từ
mẫu cấy.

xix


- Xác định môi trường nhân nhanh hiệu quả nhất.
- Xác định môi trường ra rễ thích hợp đối với cây khoai Mán vàng.
- Xác định môi trường tạo củ thích hợp đối với cây khoai Mán vàng.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu chung về cây khoai môn - sọ
1.1.1. Nguồn gốc, lịch sử phát triển và phân bố cây khoai môn - sọ
Cây khoai môn, sọ Colocasia esculenta (L.) Schott là cây một lá mầm
thuộc chi Colocasia, họ Araceae.
Nguồn gốc của cây khoai môn, sọ đang còn là vấn đề cần được tiếp tục
nghiên cứu, chưa có ý kiến thống nhất của nhiều nhà khoa học chuyên nghiên
cứu về cây này. Tuy nhiên, có rất nhiều minh chứng thực vật học dân tộc cho
thấy khoai môn, sọ có nguồn gốc phát sinh tại các dải đất kéo dài từ Đông Nam
Ấn Độ và Đông Nam Á tới Papua New Guinea và Melanesia (Kuruvilla and
Singh, 1981; Matthew, 1995; Lebot, 1999). Lịch sử trồng trọt cũng bắt đầu từ
những vùng đất đó. Vào khoảng 100 năm trước công nguyên khoai môn, sọ đã
được trồng ở Trung quốc và Ai Cập. Trong thời tiền sử, sự trồng trọt được mở
rộng tới các quần đảo Thái Bình Dương, sau đó nó được đưa tới vùng Địa Trung
Hải rồi tới Tây Phi. Từ Tây Phi, cây trồng này được mở rộng tới Tây Ấn và tới
các vùng nhiệt đới của châu Mỹ. Ngày nay, khoai môn, sọ được trồng phổ biến ở
khắp các vùng nhiệt đới cũng như ôn đới ấm áp [5], [6].
1.1.2. Đặc điểm thực vật học và phân loại cây khoai môn - sọ
1.1.2.1. Phân loại cây khoai môn - sọ
Phân loại khoa học ( />esculenta.htm):
Giới (Kingdom) :
Ngành (division) :
Lớp (class) :
Bộ (order) :

Plantae
Magnoliophyta
Liliopsida
Alismatales

xx


Họ (family) :
Chi (genus) :
Loài (species) :

Araceae
Colocasia

Colocasia esculenta

Cây khoai môn, sọ thuộc chi Colocasia là một trong những chi quan trọng
nhất của họ ráy (Araceae) vì có giá trị kinh tế hơn cả. Khoai môn, sọ trồng được
phân loại như loài Colocasia esculenta, một loài đa hình.
Chi Colocasia được Linnacus mô tả lần đầu tiên vào năm 1753 là Arum
colocasia và Arum esculentum (Hill, 1952). Schott (1832) trên cơ sở 2 loài của
Linnanus mô tả cũng đã đặt lại tên của hai loài này là Colocasia esculenta và
Colocasia antiquorum. Hiện nay trong nghiên cứu phân loại chi Colocasia vẫn
còn nhiều tranh cãi chưa ngã ngũ. Một số nhà phân loại thực vật học cho rằng có
một loài đa hình là C. esculenta và ở mức độ dưới loài biết đến có C. esculenta
var. esculenta và C. esculenta var. antiquorum (Ghani, 1984). Một số khác lại
cho rằng chi Colocasia có một loài đa hình C.antiquorum và ở mức độ dưới loài
là C.antiquorum var. typica, C.antiquorum var. euchlora, C. antiquorum var.

esculenta (Kumazawa et al. 1956). Tuy nhiên có trường phái lại cho rằng, chắc
chắn có hai loài C. esculenta và C. antiquorum được phân biệt dựa vào những
đặc điểm hình thái hoa (Purseglove 1972)... (Nguyễn Thị Ngọc Huệ, 2005) [5],
[6].
Ở Việt Nam, đến nay tên của loài cây này trong các tài liệu hiện hành
cũng được sử dụng rất khác nhau. Từ năm 1998, khi nghiên cứu đa dạng di
truyền nguồn gen khoai môn, sọ ở Việt Nam, các tác giả Nguyễn Thị Ngọc Huệ,
Trương Văn Hộ, Nguyễn Văn Viết, Nguyễn Phùng Hà cho rằng giả thiết có hai
loài phụ dưới loài Colocasia esculenta là C. esculenta var. esculenta và C.
esculenta var. antiquorum với tên gọi khoai môn và khoai sọ là có lý hơn cả.
Nguồn gen khoai môn, sọ bao gồm 3 biến dạng thực vật là khoai môn (Dasheen
type) với 2n = 28, khoai sọ (Eddoe type) với 2n = 42 và nhóm trung gian. Ba
biến dạng này có mối quan hệ khá gần gũi trong quá trình tiến hoá từ cây khoai

xxi


nước đến khoai môn và sau cùng là cây khoai sọ. Nhóm khoai sọ có thể do
nhóm khoai môn tự đa bội mà thành hoặc do sự tái tổ hợp giữa dạng nhị bội (2x)
với dạng tứ bội (4x). Ranh giới giữa 3 nhóm không rõ ràng nếu chỉ dựa vào đặc
điểm hình thái nông học.
- Loài phụ C. esculenta var. esculenta có hai nhóm cây là nhóm khoai
nước (chịu ngập úng) và nhóm khoai môn (sử dụng củ cái và trồng trên đất cao).
Hai nhóm này sử dụng củ cái để ăn, củ con để làm giống và dọc lá dùng để chăn
nuôi. Hoa có phần phụ vô tính ngắn hơn so với phần cụm hoa đực. Hầu hết các
giống thuộc loài phụ này đều có bộ nhiễm sắc thể 2n = 28, thường được gọi là
dạng nhị bội hay lưỡng bội.
- Loài phụ C. esculenta (L) Schott var. antiquorum gồm nhóm cây khoai
sọ. Nhóm này có củ cái kích thước nhỏ đến trung bình kèm theo nhiều củ con có
tính ngủ nghỉ. Nhóm khoai sọ phân bố rộng có thể trồng trên đất ruộng lúa nước

hoặc trên đất phẳng có tưới, thậm chí trên đất dốc sử dụng nước trời. Hoa có
phần phụ vô tính dài hơn phần cụm hoa đực. Hầu hết các giống thuộc loài phụ
này đều có bộ nhiễm sắc thể 2n = 42, thường được gọi là dạng tam bội.
Ngoài ra còn có một nhóm trung gian mang nhiều đặc tính trung gian giữa
2 nhóm kể trên.
Vì vậy, nên gọi nhóm cây khoai môn, sọ là chính xác nhất. Để nhận biết
các giống của hai nhóm này, cần dựa vào kết quả phân tích tổng hợp của 3 nhóm
đặc điểm:

- Hình thái của củ cái và củ con.
- Số lượng nhiễm sắc thể.
- Đặc điểm hình thái hoa. [5], [6], [7].

1.1.2.2. Đặc điểm thực vật học của cây khoai môn - sọ
Cây khoai môn, sọ (Clocasia esculenta) là loại cây thân thảo, thường cao
từ 0,5 đến 2,0m. Cây môn, sọ gồm có một củ cái ở giữa thường nằm dưới đất, từ
đó lá phát triển lên trên, rễ phát triển xuống dưới, trong khi đó củ con (cormels),

xxii


củ nách (daughter corms) và các dải bò (stolons) lại phát triển ngang sang các
bên.
Cây khoai môn, sọ có một số đặc điểm thực vật học đáng chú ý:
- Hệ thống rễ thuộc loại rễ chùm mọc ở đốt mầm xung quanh thân củ, rễ
ngắn, phân bố chủ yếu ở tầng đất có độ sâu tối đa 1m. Rễ phát triển thành nhiều
tầng. Số lượng rễ và chiều dài rễ phụ thuộc vào từng giống và đất trồng. Một lớp
rễ trung bình có từ 25 - 30 rễ. Rễ thường có màu trắng hoặc có chứa
anthocianin. Một số kiểu gen có cùng lúc hai loại rễ: rễ có sắc tố và không có
sắc tố.

- Thân củ (củ) cây khoai môn, sọ chỉ có thân giả trên mặt đất do toàn bộ
phần dọc lá trên mặt đất tạo thành. Củ cái chính được coi là cấu trúc thân chính
của cây (được gọi là thân củ) nằm trong đất. Trên thân củ có nhiều đốt, mỗi đốt
có mầm phát triển thành nhánh. Sau mỗi dọc lá lụi đi thì trên thân củ thêm một
đốt và thân củ dài thêm ra. Bề mặt củ được đánh dấu bởi vòng tròn gọi là chân
dọc củ. Đó là điểm nối của những vảy lá hoặc lá già. Nhiều mầm bên phân bố
trên những đốt củ. Đỉnh của củ cái chính là điểm sinh trưởng của cây. Sự mọc
lên của cây đều bắt đầu từ đỉnh củ cái.
Củ khoai môn, sọ rất khác nhau về kích thước và hình dạng tùy thuộc vào
kiểu gen, loại củ giống và các yếu tố sinh thái, đặc biệt là các yếu tố có ảnh
hưởng đến thân củ như cấu trúc và kết cấu đất, sự có mặt của sỏi đá. Củ cái của
những giống đại diện trên đất cao thường tròn hoặc hơi dài, còn những giống có
củ cực dài thường là của những giống trồng ở ruộng nước và đầm lầy (bờ
mương, ao). Tất cả củ cái, củ con và củ nách có cấu tạo bên ngoài gần như nhau,
đều có một mầm ở đỉnh và nhiều mầm nách của vô số các lá vảy trên thân củ.
Giống khoai môn, sọ cả củ cái và củ con đều gồm có 3 phần: vỏ ngoài, vỏ
áo và lõi củ (thịt củ). Vỏ ngoài có thể nhẵn, sần sùi hoặc được phủ bằng những
lớp vảy thường có màu nâu đậm. Lớp vỏ áo nằm giữa vỏ ngoài và lõi củ. Vỏ áo
và lõi củ bao gồm chủ yếu là các nhu mô (parenchyma). Trong lõi củ ngoài tế
xxiii


bào chứa nhiều hạt tinh bột còn có sơ củ. Lượng sơ củ rất khác nhau giữa các
kiểu gen và chịu ảnh hưởng lớn của môi trường. Sắc tố trong củ biến động từ
trắng, vàng nhạt, vàng đậm, da cam đến hồng, đỏ và tím đỏ.
- Lá chính là phần duy nhất nhìn thấy trên mặt đất, quyết định chiều cao
của cây. Mỗi lá được cấu tạo bởi một cuống lá thẳng và một phiến lá.
Phiến lá của hầu hết các kiểu gen có dạng hình khiên, gốc hình tim, có
rốn ở gần giữa. Phiến lá nhẵn, chiều dài có thể biến động từ 20 - 70cm và bề
rộng từ 15 - 50cm. Kích thước của lá chịu ảnh hưởng rất lớn của điều kiện ngoại

cảnh. Lá khoai môn, sọ đạt cỡ lớn nhất ở giai đoạn sắp ra hoa. Màu phiến lá biến
động từ xanh nhạt đến tím thẫm phụ thuộc vào kiểu gen. Lá có thể chỉ có một
màu hoặc thêm đốm hay vệt của màu khác. Lá khoai môn, sọ cũng có thể bị đổi
màu khi bị bệnh, đặc biệt là khi bị nhiễm virus. Trên phiến lá có 3 tia gân chính,
một gân chạy thẳng từ điểm nối dọc lá với phiến lá tới đỉnh phiến lá, hai gân còn
lại chạy ngang về hai đỉnh của thùy lá. Từ 3 gân chính có nhiều gân nhỏ nổi phát
ra tạo thành hình mắt lưới.
Cuống lá của cây khoai môn, sọ thường gọi là dọc lá. Trong nhu mô của
dọc lá có nhiều khoảng trống nên dọc lá thường xốp. Dọc lá mập có bẹ ôm chặt
ở phía gốc tạo nên thân giả. Chiều dài dọc lá biến động phụ thuộc vào kiểu gen
từ 25 - 160cm. Màu dọc lá biến động từ xanh nhạt tới tím đậm, đôi khi có sọc
màu tím hoặc xanh đậm. Dọc và lá không phải khi nào cũng cùng màu. Bẹ của
dọc thường là dạng ôm có chiều dài khoảng 1/3 chiều dài của dọc. Gần lúc thu
hoạch củ, dọc lá càng ngày càng ngắn lại và phiến lá cũng nhỏ đi.
- Hoa của cây khoai môn, sọ thuộc hoa đơn tính đồng chu, hoa đực và hoa
cái trên cùng một trục. Cụm hoa có dạng bông mo, mọc ra từ nách lá hoặc từ
giữa bẹ của lá không mở. Mỗi cây có thể có từ 1 cụm hoa trở lên. Cụm hoa mọc
đơn độc ngắn hơn cuống lá. Cụm hoa cấu tạo bởi một cuống ngắn, một bông mo
và một bẹ mo. Bẹ mo có màu vàng nhạt đến vàng đậm, có chiều dài khoảng
20cm ôm lấy bông mo. Trục bông mo ngắn hơn bẹ mo, có 4 phần: phần hoa cái
xxiv


dưới cùng, tiếp đến một phần không sinh sản, trên nữa là phần hoa đực, cuối
cùng là phần phụ không sinh sản, hình nhọn. Hoa không có bao. Hoa đực màu
vàng có nhị tụ nhiều cạnh, hạt phấn tròn,bao phấn nứt rãnh. Hoa cái có bầu 1 ô,
vòi rất ngắn.
- Quả mọng có đường kính khoảng 3 - 5cm và chứa nhiều hạt. Mỗi hạt
ngoài phôi còn có nội nhũ.
Loài khoai môn, sọ là loài cây dị hợp tử, có biến dị cao. Điều này đã được

nhiều nhà nghiên cứu đề cập đến (Ivancic and Lebot 1999). Cho đến nay vẫn
chưa thể mô tả được hết các kiểu biến dị hình thái của nó. Trong hầu hết trường
hợp, các nhà khoa học chỉ mô tả những tính trạng quan trọng nhất và ổn định về
mặt di truyền [5], [6], [7].
1.1.3. Yêu cầu sinh thái
- Nhiệt độ: Khoai môn, sọ yêu cầu nhiệt độ trung bình ngày trên 21 oC để
sinh trưởng phát triển bình thường. Cây không thể sinh trưởng phát triển tốt
trong điều kiện sương mù, bởi lẽ môn, sọ là loại cây có nguồn gốc của vùng đất
thấp, mẫn cảm với điều kiện nhiệt độ. Năng suất khoai môn, sọ có xu hướng
giảm dần khi nơi trồng có độ cao tăng dần. Nhiệt độ thấp làm cây giảm sinh
trưởng và phát triển, cho năng suất thấp. Ở miền Bắc do có mùa đông lạnh nên
khoai môn, sọ trồng chính vụ ở đồng bằng sông Hồng thường bị ảnh hưởng của
điều kiện nhiệt độ thấp trong giai đoạn đầu phát triển bộ lá. Khoai trồng trong vụ
này cần có biện pháp chống rét như trồng sớm, phủ luống, nước đầy đủ để củ
nhanh mọc lá.
- Nước: Do có bề mặt thoát hơi nước lớn nên cây khoai môn, sọ có yêu
cầu về độ ẩm đất cao để cây phát triển. Cây cần lượng mưa hoặc tưới tối thiểu
khoảng 1500 - 2000mm để cho năng suất tối ưu. Cây phát triển tốt nhất trong
điều kiện đất ướt hoặc ngập. Trong điều kiện khô hạn cây giảm năng suất rõ rệt.
Củ phát triển trong điều kiện khô hạn thường có dạng quả tạ.
xxv