NHÂN GIỐNG IN VITRO CÂY KHOAI LANG NHẬT (Ipomoea batatas L.) HL518 VÀ HL491 BẰNG ĐỐT THÂN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NHÂN GIỐNG IN VITRO CÂY KHOAI LANG NHẬT
(Ipomoea batatas L.) HL518 VÀ HL491 BẰNG ĐỐT THÂN

Ngành học

: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Sinh viên thực hiện

: NGUYỄN MINH TÂN

Niên khóa

: 2007 - 2011

Tháng 7/2011
1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NHÂN GIỐNG IN VITRO CÂY KHOAI LANG NHẬT
(Ipomoea batatas L.) HL518 VÀ HL491 BẰNG ĐỐT THÂN

Hướng dẫn khoa học

Sinh viên thực hiện

KS. TRỊNH VIỆT NGA

NGUYỄN MINH TÂN

ThS. NGUYỄN THỊ KIM LINH

Tháng 7/2011
2


LỜI CẢM ƠN
Để có những kết quả như ngày hôm nay, tôi xin chân thành cảm ơn:
-

Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều
kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập.

- Các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ sinh học cùng các thầy cô đã truyền
đạt kiến thức trong suốt bốn năm học.

- Ban lãnh đạo Viện Sinh học Nhiệt đới và Phòng thí nghiệm trọng điểm đã
cho phép và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực tập.

- PGS.TS. Trịnh Xuân Vũ đã cố vấn và động viên tôi rất nhiều trong thời gian
thực hiện đề tài.

- KS. Trịnh Việt Nga và ThS. Nguyễn Thị Kim Linh đã tận tình hướng dẫn và
luôn tạo điều kiện tốt nhất để tôi thực hiện đề tài.

- Anh Nguyễn Văn Khoa đã tận tình giúp đỡ và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình
thời gian qua.

- Các anh chị và các bạn phòng công nghệ tế bào thực vật đã giúp đỡ và chia
sẽ kinh nghiệm trong thời gian tôi thực hiện đề tài.

- Bạn Nguyễn Thị Mỹ Duyên và bạn Nguyễn Thị Hoài An cùng làm chung
nhóm đề tài tốt nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài.

- Các bạn lớp DH07SH và các thành viên nhóm 3n luôn động viên, giúp đỡ
tôi trong quá trình học tập.
Và cuối cùng, con xin thành kính ghi ơn cha mẹ và những người thân trong gia
đình đã tạo điều kiện và là niềm tin vững chắc cho con được như ngày hôm nay.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 07 năm 2011

Nguyễn Minh Tân

i


TÓM TẮT
Cây khoai lang (Ipomoea batatas L.) là cây lương thực lấy củ chiếm vị trí quan
trọng trên thế giới. Hiện nay, nhu cầu khoai lang của người tiêu dùng và các nhà máy
chế biến đang tăng. Tuy nhiên, năng suất khoai lang vẫn chưa cao, do giống bị thoái

hoá, tạp lẫn, bị sâu bệnh gây hại. Hơn nữa, cây khoai lang chủ yếu được sản xuất bằng
phương pháp giâm hom hoặc củ, phương pháp này tốn nhiều thời gian và hệ số nhân
không cao, giống dễ bị tạp lẫn, thoái hóa. Trong khi đó, phương pháp nuôi cấy mô cho
hiệu quả cao hơn. Nhằm xây dựng quy trình vi nhân giống cây khoai lang, chúng tôi
được đề nghị thực hiện đề tài “Nhân giống in vitro cây khoai lang Nhật (Ipomoea
batatas L.) HL518 và HL491 bằng đốt thân”.
Nội dung chính của đề tài là khảo sát môi trường khoáng thích hợp cho việc nuôi
cấy cây khoai lang in vitro. Khảo sát ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng trong việc
tạo chồi cây khoai lang in vitro. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng và nồng
độ đường đến sự phát triển của cây khoai lang in vitro.
Từ kết quả thí nghiệm thu được các kết luận sau: Đối với sự sinh trưởng về chiều
cao, môi trường MS ½ ảnh hưởng tốt nhất đến chiều cao; chiều cao cao nhất là 5,9 cm ở
giống HL518 và 3,95 cm ở giống HL491. Đối với việc tạo chồi, môi trường MS ½ bổ
sung BA 3 mg/l và IBA 0,5 mg/l tỏ ra là thích hợp nhất, cho số chồi cao nhất là 2,375
chồi/cây ở giống HL518. Cường độ chiếu sáng tối ưu trong nuôi cấy khoai lang in vitro
là 30 μmol m-2 s-1, nồng độ đường thích hợp cho việc nhân giống in vitro cây khoai lang
là 20 g/l.
Từ khóa: khoai lang, MS, MS ½, B5, White, Vacin và Went, BA, IBA, NAA,
ánh sáng, sucrose.

ii


SUMMARY
Sweet potato (Ipomoea batatas L.) are taking important positions in the world as
one of root cops. Nowadays, the consumption of sweet potato is raising. However, potato
yield are still below the expectation because of degeneration, hybridization, insect pests.
Moreover, sweet potato is mainly produced by cuttings method, which is time consuming
and not high propagation multiplier. Meanwhile, tissue culture methods provide greater
efficiency. To develop a process of propagating sweet potato, we proposed to implement

the thesis "Propagating Japanese sweet potato (Ipomoea batatas L.) HL518 and HL491 in
vitro with node explant".
Main content of the thesis is searching appropriated medium for culturing sweet
potato in vitro; searching the effects of plant growth regulator on the production of
sweet potato shoots in vitro; searching the effects of light conditions and sucrose levels
on the development of in vitro sweet potato.
The experimental results provide the following preliminary conclusions: For the
growth of height, MS ½ medium give best influence on height; the highest is 5,9 cm for
HL518 and 3,95 cm for HL491. For creating buds, MS ½ medium with BA 3 mg/l and
IBA 0,5 mg/l supplement is proved to be the best, provides the most 2,375 buds/tree in
HL518. Optimal light intensity in culturing sweet potato in vitro is 30 μmol m-2 s-1.
Keywords: sweet potato, MS, MS ½, B5, White, Vacin and Went, BA, IBA,
NAA, light, sucrose.

iii


MỤC LỤC
Trang
LỜI CÁM ƠN................................................................................................................ i
TÓM TẮT..................................................................................................................... ii
SUMMARY................................................................................................................. iii
MỤC LỤC ................................................................................................................... vi
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... vii 
DANH SÁCH CÁC BẢNG ....................................................................................... viiii 
DANH SÁCH CÁC HÌNH ............................................................................................ ix 
Chương 1 MỞ ĐẦU ........................................................................................................1 
1.1.  Đặt vấn đề ...............................................................................................................1 
1.2.  Mục đích đề tài .......................................................................................................2 
1.3.  Nội dung thực hiện .................................................................................................2 

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...............................................................................3 
2.1.   Giới thiệu về cây khoai lang ...................................................................................3 
2.2.   Phân loại ................................................................................................................3 
2.3. Đặc điểm thực vật học, sinh trưởng và phát triển của khoai lang ...........................4 
2.3.1. Đặc điểm thực vật học ..........................................................................................4 
2.3.2. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển ......................................................................5 
2.4.  Nguồn gen giống khoai lang trên thế giới và Việt Nam .........................................6 
2.5. Các giống khoai lang trồng ở Việt Nam ...................................................................7 
2.5.1. Giống khoai lang Hoàng Long .............................................................................7 
2.5.2. Giống khoai lang Kokey 14...................................................................................7 
2.5.3. Giống khoai lang HL518 .......................................................................................8 
2.5.4. Giống khoai lang HL4 ...........................................................................................8 
2.5.5. Giống khoai lang HL491 ......................................................................................9 
2.5.6. Giống khoai lang Murasakimasari ......................................................................10 
iv


2.6.  Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang .............................................................11 
2.6.1. Trên thế giới ........................................................................................................11 
2.6.2. Việt Nam..............................................................................................................11 
2.7. Các nghiên cứu trong nước và trên thế giới ...........................................................12 
2.7.1. Các nghiên cứu ở Việt Nam ................................................................................12 
2.7.2. Các nghiên cứu trên thế giới ................................................................................13 
2.8.  Tổng quan về phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật .....................................14 
2.8.1. Phương pháp nhân giống in vitro ........................................................................14 
2.8.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy mô ...............................................16 
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................20 
3.1.  Thời gian và địa điểm nghiên cứu ........................................................................20 
3.1.1. Thời gian nghiên cứu ...........................................................................................20 
3.1.2. Địa điểm nghiên cứu............................................................................................20 

3.2.  Vật liệu ..................................................................................................................20 
3.2.1. Mẫu nuôi cấy .......................................................................................................20 
3.2.2. Môi trường nuôi cấy ............................................................................................20 
3.2.3. Hóa chất ...............................................................................................................20 
3.3.  Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................21 
3.3.1.Nội dung 1: Khảo sát ảnh hưởng của các loại môi trường khoáng cơ bản.................21 
3.3.2. Nội dung 2: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất điều hòa sinh trưởng ......................22 
3.3.2.1. Thí nghiệm 2a: Khảo sát ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng ................22 
3.3.2.2. Thí nghiệm 2b: Khảo sát ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng ................23 
3.3.3. Nội dung 3: Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng và nồng độ đường ..24 
4.1. Kết quả ....................................................................................................................27 
4.1.1. Nội dung 1: Khảo sát ảnh hưởng của các loại môi trường khoáng cơ bản...............27 
4.1.2. Nội dung 1: Khảo sát ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng ........................34 
v


4.1.2.1. Thí nghiệm 1a: Khảo sát ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng ................35 
4.1.1.2. Thí nghiệm 1b: Khảo sát ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng ................37 
4.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng và nồng độ đường ......................38 
4.2. Thảo luận ................................................................................................................46 
4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của các loại môi trường khoáng cơ bản...................................46 
4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng và nồng độ đường ......................50 
5.1. Kết luận...................................................................................................................53 
5.2. Đề nghị ...................................................................................................................53 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 54
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 57

vi

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ABA

: Abscisic Acid

AT

: Ánh sáng tự nhiên

AN

: Ánh sáng đèn néon

BA

: Benzyl Adenine

ctv

: Cộng tác viên

FAOSTAT : Food and Agriculture Organization of The United Nation
FCRI

: Field Crops Reaseach Institute

GA3

: Gibberellic Acid

GTTLK

: Gia tăng trọng lượng khô

GTTLT

: Gia tăng trọng lượng tươi

HCM

: Hồ Chí Minh

IAA

: Indole Acetic Acid

IBA

: -Indole Butyric Acid

MS

: Murashige và Skoog

NAA

:  - Naphtalen Acetic Acid

SPFMV

: Sweetpotato Feathry Mottle Virus

TDZ

: Thidiazuron

TP

: Thành Phố

2,4 – D

: Dichlorophenoxy Acetic Acid

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 3.1 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng môi trường khoáng .............. 22
Bảng 3.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của BA và IBA .................... 23
Bảng 3.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của BA và NAA .................. 24
Bảng 3.4 Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng và nồng độ đường ... 25
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của môi trường khoáng cơ bản ..................................... 27
Bảng 4.2 Hàm lượng Chl a, b, Chl a + b, Chl a/b ........................................... 30
Bảng 4.3 Ảnh hưởng của các loại môi trường khoáng cơ bản ........................ 31
Bảng 4.4 Hàm lượng Chl a,b, Chl a + b và tỷ lệ Chl a/b ................................ 34
Bảng 4.5 Ảnh hưởng của BA và IBA đến sự hình thành chồi ........................ 35
Bảng 4.6 Ảnh hưởng của BA và NAA đến sự hình thành chồi ...................... 37
Bảng 4.7 Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng và nồng độ đường ................. 38
Bảng 4.8 Hàm lượng Chl a,b, Chl a + b và tỷ lệ Chl a/b của giống ................ 41

Bảng 4.9 Ảnh hưởng của ánh sáng và nồng độ đường lên sự phát triển......... 42
Bảng 4.10 Hàm lượng Chl a, b, Chl a + b và tỷ lệ Chl a/b của giống............. 25
Bảng 4.11 Mật độ khí khổng và tỷ lệ đóng mở của giống khoai lang ............ 45

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1 Khoai lang HL518 .............................................................................. 4
Hình 2.2 Cây khoai lang và các bộ phận........................................................... 4
Hình 2.3 Giống khoai lang Hoàng Long ........................................................... 7
Hình 2.4 Giống khoai lang Kokey 14 ............................................................... 7
Hình 2.5 Thân và củ giống khoai lang HL518.................................................. 8
Hình 2.6 Giống khoai lang HL4........................................................................ 9
Hình 2.7 Giống khoai lang HL491.................................................................. 10
Hình 2.8 Giống khoai lang Murasakimasari ................................................... 10
Hình 4.1 Ảnh hưởng của môi trường khoáng cơ bản ..................................... 28
Hình 4.2 Ảnh hưởng của môi trường khoáng cơ bản ..................................... 28
Hình 4.3 Ảnh hưởng của môi trường khoáng cơ bản ..................................... 31
Hình 4.4 Ảnh hưởng của môi trường khoáng cơ bản ..................................... 32
Hình 4.5 Chồi khoai lang HL518 ở môi trường .............................................. 35
Hình 4.6 Ảnh hưởng của BA và IBA đến sự hình thành chồi ........................ 36
Hình 4.7 Chồi khoai lang HL518 ở môi trường .............................................. 37
Hình 4.8 Ảnh hưởng của BA và NAA đến sự hình thành chồi ...................... 38
Hình 4.9 Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng và nồng độ đường ................. 40
Hình 4.10 Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng và nồng độ đường ............... 43
Hình 4.11 Khí khổng mô lá khoai lang HL518 in vitro .................................. 46
Hình 4.12 Cây khoai lang HL518 ở môi trường MS ½ và White................... 47
Hình 4.13 Cây khoai lang HL518 ở môi trường MS bổ sung......................... 48
Hình 4.14 Mô sẹo ở cây khoai lang HL518 trong môi trường MS ½ ............. 49

ix


Hình 4.15 Chồi khoai lang HL518 trong môi trường MS ½ .......................... 50

x


Chương 1 MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Khoai lang là 1 trong những cây lương thực quan trọng trên thế giới cũng như ở
Việt Nam. Hiện nay, khoai lang là 1 trong 5 cây có củ quan trọng (sắn, khoai lang,
khoai mỡ, khoai sọ, khoai tây). Ở Việt Nam, khoai lang là 1 trong 4 loại cây trồng
chính, sau lúa, ngô, sắn.
Khoai lang được rất nhiều người ưa chuộng. Trong thời kỳ khó khăn, lúa gạo
không cung cấp đủ nên khoai lang đã có mặt trong suốt các bữa ăn. Hiện nay, khoai
lang vẫn xuất hiện trong các bữa cơm gia đình nhưng không phải giữ vai trò là thức ăn
chính mà chỉ góp phần cho bữa ăn được ngon hơn.
Những năm gần đây, do nhu cầu tiêu thụ lớn nên khoai lang đã trở thành cây
trồng làm giàu cho nhiều người, lợi nhuận thu được từ việc trồng khoai lang khá cao.
Tuy nhiên bằng phương pháp trồng chủ yếu là giâm hom hoặc củ nên làm cho giống bị
thoái hóa, tạp nhiễm, sâu bệnh gây bệnh nên năng suất vẫn còn thấp, chi phí trong việc
bảo quản giống cho mỗi vụ khá cao. Do đó việc tìm ra nguồn giống đạt tiêu chuẩn: đúng
giống, sạch bệnh, giá thành hợp lý, chất lượng cao với số lượng lớn là điều cần thiết.
Hiện nay, khoai lang Nhật là giống khoai lang nổi tiếng về năng suất cao, chất
lượng tốt, được người tiêu dùng ưa thích và bước đầu thích nghi trong điều kiện ở Việt
Nam. So với các cây trồng khác thì việc trồng khoai lang sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao
hơn, do chi phí đầu tư thấp, kỹ thuật canh tác đơn giản. Vì vậy, phát triển cây khoai lang
Nhật là một trong những hướng tăng thu nhập cho người dân địa phương; đặc biệt là đối
với các nông hộ nghèo, thiếu vốn đầu tư sản xuất.

Sự ra đời kỹ thuật nuôi cấy mô từ thế kỷ 20 đã mở ra cuộc cách mạng mới trong
công tác chọn giống. Kỹ thuật nuôi cấy mô ngày càng hoàn thiện giúp cho việc nhân
giống và phục tráng giống tốt hơn.
Để năng suất cũng như diện tích khoai lang Nhật ngày một tăng lên, nhằm đáp
ứng nhu cầu tiêu thụ ngày càng cao thì cần phải tạo sự ổn định về giống, nâng cao chất
lượng khoai lang. Do đó, việc ứng dụng công nghệ sinh học trong công tác tạo nguồn
giống khoai lang là vấn đề cấp thiết. Được sự đồng ý của bộ môn Công nghệ Sinh học

1


và Viện Sinh học Nhiệt đới, chúng tôi thực hiện đề tài “Nhân giống in vitro cây khoai
lang Nhật (Ipomoea batatas L.) HL518 và HL491 bằng đốt thân”.
1.2. Mục đích đề tài
Ứng dụng công nghệ sinh học trong việc nhân giống in vitro cây khoai lang
(Ipomoea batatas L.) HL518 và HL491 nhằm tạo nguồn giống lớn, ổn định, không tạp
lẫn và giảm chi phí trong quá trình sản xuất.
1.3. Nội dung thực hiện
 Nội dung 1: Khảo sát môi trường khoáng thích hợp cho việc nhân giống cây
khoai lang Nhật in vitro.
 Nội dung 2: Khảo sát nồng độ các chất kích thích sinh trưởng trong việc tạo chồi
khoai lang Nhật in vitro.
-

Thí nghiệm 2a: Khảo sát nồng độ BA và IBA trong việc tạo chồi khoai lang
Nhật in vitro.

-

Thí nghiệm 2b: Khảo sát nồng độ BA và NAA trong việc tạo chồi khoai lang

Nhật in vitro.

 Nội dung 3: Khảo sát điều kiện ánh sáng, nồng độ đường trong việc tạo cây
khoai lang hoàn chỉnh.

2


Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu về cây khoai lang
Khoai lang có nguồn gốc ở Nam Mỹ khoảng 5000 năm trước Công nguyên. Dấu
tích củ khô tồn tại lâu nhất được khám phá tại Caves của Chilca Canyon thuộc Peru.
Người ta cũng tìm thấy sự hiện diện của khoai lang đầu tiên ở Mayan của Trung Mỹ.
Austin (1977) đã giả thuyết có hai trung tâm phát sinh nguồn gốc cây khoai lang tại
Guatamala và Nam Peru. Trong một số công trình khác cũng chỉ ra sự đa dạng loài
khoai lang cao nhất ở Colombia, Equador và Nam Peru.
Khoai lang được khám phá bởi Christophe Columbus trong cuộc thám hiểm tìm
ra châu Mỹ năm 1492. Ông đã đưa nó vào Tây Ban Nha và được gọi là khoai tây Tây
Ban Nha hay khoai tây ngọt, mãi sau này mới gọi là khoai lang.
Khoai lang được mở rộng theo hai con đường: con đường thứ nhất từ Tây Ban Nha
giới thiệu với châu Âu sau đó truyền tới châu Phi, vào Ấn Độ và Tây Ấn. Con đường
thứ hai do người Tây Ban Nha mang khoai lang từ vùng Trung Mỹ tới Philippines vào
khoảng năm 1521, sau đó tiếp tục đưa đến châu Phi. Khoai lang được đưa về Trung
Quốc từ Philippines và xuất hiện ở Phúc Kiến (Fukien) năm 1594. Con đường khác vào
Trung Quốc là do người Tây Ban Nha, đưa vào vùng Combatfami năm 1674. Một người
Anh đưa vào Nhật năm 1615. Khoai lang được tiếp tục đưa vào Malaysia và các nước
Nam Á, Đông Nam Á.
Ở Việt Nam: theo nhiều tài liệu để lại như “thực vật bản thảo”, “lĩnh nam tạp kỷ”
và “Quảng Đông tân ngữ” của Lê Quý Đôn thì cây khoai lang được du nhập vào nước
ta từ Philippines vào khoảng cuối đời Minh cai trị nước ta. Cây được trồng trong phạm

vi rộng giữa vĩ tuyến 40 độ Bắc đến 40 độ Nam và lên đến độ cao 2300 m so với mực
nước biển (Đinh Thế Lộc, 1996).
2.2.    Phân loại 
Khoai lang là cây 2 lá mầm có tên khoa học Ipomea batatas L. thuộc:


Giới

: Plantae



Ngành

: Magnoliophyta



Lớp

: Magnoliopsida
3




Bộ

: Solanales



Họ

: Convolvulaceae



Chi

:Ipomoea



Loài

:Ipomoea batatas

họ bìm bìm (Convolvulaceae) có 55 chi và
khoảng 1650 loài, trong đó chi Ipomoea là chi
lớn nhất với khoảng 600 loài (Austin, 1997). Ở
Việt Nam hiện có 13 chi và 76 loài.

Hình 2.1 Khoai lang HL518.

2.3. Đặc điểm thực vật học, sinh trưởng và phát triển của khoai lang
2.3.1. Đặc điểm thực vật học

Hình 2.2 Cây khoai lang và các bộ phận
( />Rễ: khoai lang sau khi trồng 3 – 4 ngày sẽ mọc rễ mới, trong điều kiện khô hạn

hoặc nhiệt độ và ẩm độ thấp thì cây khoai lang mọc rễ non chậm hơn. Rễ mọc đầu tiên
ở các đốt thân dưới đất. Mỗi đốt có khoảng 15 – 20 rễ, nhưng thường chỉ có khoảng 5
4


– 10 rễ được phân hóa thành rễ dày mới có cơ hội hình thành củ. Rễ khoai lang chia
thành 3 loại: rễ con, rễ đực và rễ củ.
Thân: thân khoai lang có dạng bò hoặc nửa đứng. Thân phổ biến có màu xanh,
tím và xanh tím. Thân có nhiều đốt với chiều dài lóng khác nhau. Ở mỗi đốt mọc ra
rễ phụ. Độ dài đốt phụ thuộc vào giống. Căn cứ vào độ dài thân chính người ta chia
làm 2 loại thân: thân dài (khoảng 2 – 5 m), thân ngắn (khoảng 0,5 – 1 m). Thân phát
triển dài ngắn ngoài yếu tố chính là giống còn phụ thuộc lớn vào chế độ mưa, loại đất
và phân bón.
Lá: khoai lang thuộc loại lá đơn, mọc cách, mỗi mắt một lá gồm cuống lá và
phiến lá. Cuống lá dài 6 – 20 cm, có lợi cho việc sử dụng ánh sáng, giúp lá vươn lên
khoảng không gian và có thể điều chỉnh mắt lá xoay chếch theo chiều ánh sáng để lá
sử dụng ánh sáng tốt hơn, khắc phục nhược điểm thân bò nằm dưới mặt đất. Những
giống nhiều nhánh và cuống lá to, dài sẽ có năng suất chất xanh cao. Màu sắc cuống lá
do giống quy định. Đa số các giống khoai lang có cuống lá màu xanh, một số khác có
cuống lá màu tím nhạt, tím.
Hoa: hoa khoai lang mọc ở nách lá hoặc ngọn thân, hoa hình chuông có cuống
dài. Hoa mọc thành chùm hay riêng lẻ. Tràng hoa hình phễu hay màu hồng tím hoặc
phớt hồng, bên trong nó có nhiều lông tơ và tuyến mật hấp dẫn côn trùng. Một hoa
gồm 5 nhị đực và nhụy cái, nhị đực thấp hơn nhụy cái.
Quả và hạt: quả khoai lang thuộc loại vỏ sóc hình tròn màu nâu đen, sau khi thụ
phấn một đến hai tháng thì quả chín tuy nhiên cũng còn tùy thuộc vào giống, mùa vụ.
Một quả có từ 1 đến 4 hạt, hạt dễ rụng khi quả chín, hạt có vỏ cứng.
2.3.2. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển
Khoai lang có 4 thời kỳ sinh trưởng và phát triển: mọc mầm và ra rễ; phân cành
và tạo củ; tăng trưởng thân lá; phát triển của củ.

Thời kỳ ra rễ và hồi xanh: thời gian hoàn thành thời kỳ và nhu cầu sinh thái: ra rễ
và mọc mầm cần 15 – 25 ngày, phụ thuộc vào chất lượng dây giống và điều kiện sinh
thái của các vùng khác nhau.
Thời kỳ phân cành và hình thành củ: từ khi trồng đến khi hoàn thành giai đoạn
này khoảng 40 – 50 ngày. Các nhánh trên thân bắt đầu phát triển và trải dần trên mặt
luống. Củ hình thành khoảng 1 – 1,5 tháng sau khi trồng và tùy thuộc vào giống, điều
5


kiện tự nhiên. Đây là thời kỳ quyết định số củ của cây, bắt đầu có sự hoạt động của các
bó mạch gỗ, hình thành các loại tượng tầng sơ cấp và tượng tầng thứ cấp để tạo củ.
Thời kỳ phát triển thân lá: thời gian từ lúc trồng đến hoàn thành thời kỳ phát triển
thân là khoảng 75 – 85 ngày. Thời gian này thân lá phát triển với tốc độ nhanh nhất, bò
lan phủ kín mặt và rãnh luống. Sự hình thành thêm rễ củ mới là không đáng kể, nhưng
những củ đã được hình thành phát triển theo chiều dài nhanh chóng. Một số củ hình
thành sớm bắt đầu tích lũy chất khô.
Thời kỳ phát triển củ: từ khi trồng đến khi hình thành giai đoạn này khoảng 90 –
105 ngày đối với các giống khoai lang hiện trồng phổ biến ở Việt Nam. Điều kiện
thuận lợi cho quá trình phình to của củ là sự chênh lệch nhiệt độ ngày và đêm lớn (ban
ngày nắng ấm, ban đêm hơi se lạnh). Theo quy luật vận chuyển các chất: chất dinh
dưỡng được vận chuyển từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp, do đó nhiệt độ
chênh lệch giữa ngày và đêm vào giai đoạn cuối càng lớn thì năng suất củ khoai lang
càng cao. Đặc điểm thời kỳ này là củ lớn nhanh trong khi sinh trưởng thân lá giảm dần
rồi ngừng hẳn, lá gốc già vàng và rụng dần.
2.4. Nguồn gen giống khoai lang trên thế giới và Việt Nam
Nguồn gen giống khoai lang lớn nhất toàn cầu có ở trung tâm khoai tây Quốc tế
(Centro Intrenacional de la Papa) với 7007 mẫu giống, gồm 5920 mẫu giống khoai
lang trồng (Impomoea batatas), 1087 mẫu giống khoai lang hoang dại (Ipomoea
trifida) và các loài Impomoea khác. Khoai lang Mỹ nổi tiếng về chất lượng cao, phổ
biến và các giống khoai lang ruột củ màu cam đậm, dẻo và có hương vị thơm. Khoai

lang Nhật cũng nổi tiếng về chất lượng cao. Khoai lang Trung Quốc cho năng suất
cao, chịu lạnh nhưng chất lượng không ngon so với khoai lang Nhật, Mỹ khi trồng ở
Việt Nam. Nhược điểm của khoai lang Mỹ trồng ở Việt Nam là độ bột, vị thơm, chất
lượng và thị hiếu không bằng khoai lang Nhật, ngoài ra khoai lang Mỹ còn có thời
gian sinh trưởng dài hơn so với khoai lang Nhật (trên 115 ngày).
Nguồn gene giống khoai lang Việt Nam chủ yếu được thu thập, đánh giá và bảo
tồn tại Trung tâm Tài nguyên Thực vật, thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
với 528 mẫu giống đã được tư liệu hóa (trong đó có 344 mẫu do Trung tâm Nghiên
cứu thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc chuyển đến), Viện Cây lương thực và Cây
thực phẩm (FCRI) có 118 mẫu giống, Trung tâm Nghiên cứu thực nghiệm Nông
6


nghiệp Hưng Lộc có 63 mẫu giống, Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí
Minh có 24 mẫu giống.
2.5. Các giống khoai lang trồng ở Việt Nam
2.5.1. Giống khoai lang Hoàng Long

Hình 2.3 Giống khoai lang Hoàng Long
( />a. Nguồn gốc
Hoàng Long là giống khoai lang phổ biến ở Việt Nam. Đây là giống nhập nội của
Trung Quốc vào năm 1968, hiện đang trồng phổ biến ở nhiều nơi trên miền Bắc.
b. Những đặc tính chủ yếu
Thuộc loại hình cây dài trung bình, thân màu tím đỏ, lá già xanh tím, gân lá tím,
mặt dưới lá tím, lá hình tim. Thời gian sinh trưởng ngắn: vụ đông 100 ngày, vụ xuân
120 ngày. Năng suất củ tươi khoảng 15 – 27 tấn/ha. Vỏ củ hồng nhạt, ruột vàng đậm, bở
trung bình, độ ngọt khá. Khả năng chịu hạn rét kém, dễ sùng hà.
2.5.2. Giống khoai lang Kokey 14

Hình 2.4 Giống khoai lang Kokey 14

( />a. Nguồn gốc
7


Giống Kokey 14 có nguồn gốc Nhật Bản do Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm
Nông nghiệp Hưng Lộc nhập nội năm 1997. Giống được tuyển chọn và giới thiệu năm
2002 (Hoàng Kim và Nguyễn Thị Thủy, 2003), hiện là giống phổ biến trong sản xuất ở
các tỉnh Nam Bộ và bán nhiều tại các siêu thị.
b. Những đặc tính chủ yếu
Thời gian sinh trưởng: 110 – 120 ngày. Năng suất củ tươi: 15 – 30 tấn/ha; tỷ lệ
chất khô 29 – 31%. Chất lượng củ luộc ngon, vỏ củ màu đỏ, thịt củ màu vàng cam,
dạng củ đều đẹp, dây xanh, nhiễm nhẹ sùng hà (Cylas formicariu) và sâu đục dây
(Omphisia nastomosalis), virus xoăn lá (feathery mottle virus), bệnh đốm lá (leaf
spot: Cercospora sp) và bệnh ghẻ (scab)…
2.5.3. Giống khoai lang HL518

Hình 2.5 Thân và củ giống khoai lang HL518 (tại Xã Xuân Hòa, Huyện Xuân Lộc).
a. Nguồn gốc
Giống HL518 do Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc
chọn tạo và giới thiệu từ tổ hợp Kokey 14 polycross nguồn gốc Nhật Bản x CIP92031
= HL518 (Nguyễn Thị Thủy và Hoàng Kim, 1997). Giống đã được Bộ Nông nghiệp và
Phát triển nông thôn công nhận năm 1997.
b. Đặc tính giống
Thời gian sinh trưởng: 95 – 110 ngày. Năng suất củ tươi: 17 – 32 tấn/ha, tỷ lệ
chất khô 27 – 30%. Chất lượng củ luộc ngon, vỏ củ màu đỏ đậm, thịt củ màu cam
đậm, dạng củ đều, đẹp, dây xanh tím, nhiễm nhẹ sùng, hà và sâu đục dây.
2.5.4. Giống khoai lang HL4
a. Nguồn gốc
8

G
Giống
khoaai lang HL44 là giống đđược chọn lọc
l từ tổ hợ
ợp lai: (Gạo x Bí Đà Lạt) x
Tai Nung
N
57.

Hình 2.66 Giống khooai lang HL
L4
( />mvietnam).
b. Nh
hững đặc tính chủ yếu
u
T
Thân
chính
h dài trung bình 110 cm, màu xanh.
x
Lá xaanh thẫm, phân
p
thùy, khía
nông, gân trên màu
m xanh, gân
g dưới m
màu tím. Thhời gian sinnh trưởng vụ
ụ xuân 85 – 90
v thu đông

g 90 – 95 nggày, vụ đônng 80 – 90 ngày.
n
Năng suất trung bình
ngày, vụ hè thu và
3 tấn/ha, thâm
t
canh tốt
t có thể đđạt trên 33 tấn/ha. Vỏ củ màu đỏỏ, ruột màu cam
18 – 30
đậm, tỷ
t lệ chất khhô trung bìnnh 30,4%.
G
Giống
khoaai lang HL33 là trung giian giữa nhó
óm khoai ddẻo và khoaai bột. Củ too vừa
phải, thuôn,
t
láng
g nên thích hợp
h với việệc bán tươi.
G
Giống
có khả
k năng thhích ứng rộnng, chịu hạạn khá, ít nnhiễm sâu đục
đ thân, nhhiễm
nhẹ đếến trung bìn
nh đối với sùng
s
đục củủ (Cylasform
micariu).

2.5.5. Giống kh
hoai lang HL491
H
uồn gốc
a. Ngu
G
Giống
HL4
491 do Trun
ng tâm Nghhiên cứu Thực
T
nghiệm
m Nông nghiệp Hưng Lộc
chọn tạo và giớ
ới thiệu từ tổ hợp Muurasa Kimaasari polycrross nguồn gốc Nhật Bản
yễn Thị Thhủy và Hoààng Kim, 1997). Giốn
ng đã được Bộ Nông nghiệp và Phát
(Nguy
triển nông
n
thôn công
c
nhận năm
n 1997.

9


Hình 2.7 Thân và củ giống khoai lang HL491 (tại Xã Xuân Hòa, Huyện Xuân Lộc).
b. Những đặc tính chủ yếu

Thời gian sinh trưởng: 95 – 110 ngày. Năng suất củ tươi: 15 – 30 tấn/ha, tỷ lệ
chất khô 27 – 31%. Chất lượng củ luộc khá, vỏ củ màu tía, thịt củ màu tím đậm, dạng
củ đều đẹp, dây xanh tím, nhiễm nhẹ sùng, hà và sâu đục dây.
2.5.6. Giống khoai lang Murasakimasari

Hình 2.8 Giống khoai lang Murasakimasari
( />a. Nguồn gốc
Giống Murasa Kimasari có nguồn gốc Nhật Bản, do Trung tâm Nghiên cứu Thực
nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc nhập nội năm 1994. Giống được tuyển chọn và giới
thiệu năm 2002 (Hoàng Kim và Nguyễn Thị Thủy, 2003). Hiện giống được trồng
nhiều ở vùng đồng bằng sông Cửu Long.

10


b. Những đặc tính chủ yếu
Thời gian sinh trưởng: 105 – 110 ngày. Năng suất củ tươi: 10 – 22 tấn/ha. Tỷ lệ
chất khô 27 – 30%. chất lượng củ luộc khá ngon, vỏ củ màu tím sẫm, thịt củ màu tím
đậm, dạng củ đều đẹp, dây tím xanh, nhiễm nhẹ sùng và sâu đục dây.

2.6. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang
2.6.1. Trên thế giới
Năm 2007, toàn thế giới có 111 nước trồng khoai lang trên diện tích 8,81 triệu
ha, trong đó 95% tại các nước đang phát triển, năng suất bình quân 14,0 tấn/ha, sản
lượng 122,03 triệu tấn (FAOSTAT, 2007). Việt Nam có sản lượng khoai lang 1,46
triệu tấn, đứng thứ năm thế giới sau Trung Quốc (100,18 triệu tấn), Uganda (3,21 triệu
tấn), Nigeria (2,48 triệu tấn) và Indonesia (1,84 triệu tấn).
Trung Quốc là nơi sản xuất và tiêu thụ khoai lang nhiều nhất, chiếm khoảng
80,9%, với một nửa sản lượng làm thức ăn cho gia súc và gia cầm. Đối với nhiều nước
châu Phi và châu Á, đặc biệt là Nigeria, Uganda, Indonesia, Việt Nam thì khoai lang đã

là cây lương thực, thực phẩm và thức ăn cho gia súc thông dụng. Nơi dùng nhiều khoai
lang làm lương thực cho người là quần đảo Solomon (160 kg/người/năm), Burundi
(130kg/người/năm). Bang North Carolina (Mỹ) cung cấp 40% sản lượng khoai lang
hằng năm của quốc gia. Ngoài ra ở Đông Nam Mỹ, một số lượng lớn khoai lang được
lên men để sản xuất ethanol. Hiện nay, Nhật và Mỹ là hai nước hiện có chất lượng khoai
lang cao nhất.
2.6.2. Việt Nam
Năm 2007 diện tích khoai lang tại Việt Nam đạt 205 nghìn ha, năng suất bình
quân khoảng 7,56 tấn/ha, sản lượng 1,55 triệu tấn. Khoai lang được trồng nhiều nhất
tại vùng Bắc Trung Bộ (31,8%), kế đến là vùng Đông Bắc (22,4%), vùng đồng bằng
sông Hồng (19,8%), đồng bằng sông Cửu Long (6,37%). Sản lượng khoai lang cao
nhất tại vùng Bắc Trung Bộ (25,3%), kế đến là đồng bằng sông Hồng (23,5%), vùng
Đông Bắc (18,3%), vùng đồng bằng sông Cửu Long (15,5%).
Đất trồng khoai lang chủ yếu là đất xám bạc màu nghèo dinh dưỡng, không chủ
động nước tưới của vụ Đông và vụ Đông Xuân trong cơ cấu luân canh với lúa. Năng
suất khoai lang đạt được cao nhất 17 - 30 tấn/ha ở đất phù sa được bồi ven sông Tiền,
sông Hậu vùng đồng bằng sông Cửu Long, kế đến là vùng đồng bằng sông Hồng và
11


vùng Tây Nguyên đạt 8 - 20 tấn/ha, những nơi khác năng suất khoai lang đạt thấp hơn.
Nguyên nhân chủ yếu là do: giống tạp lẫn và thoái hóa; đất trồng khoai thường nghèo
dinh dưỡng; sự gây hại của sùng hà (Cylas formicarius sp) và sâu đục thân (Omphisia
anastomosalis); khoai lang ít lợi thế cạnh tranh nên chưa được quan tâm đúng mức
trong nghiên cứu phát triển. Do đó, diện tích và sản lượng khoai lang ở Việt Nam có
chiều hướng giảm trong những năm gần đây (Hoàng Kim và Nguyễn Thị Thủy, 2006).
Trong giai đoạn 2006 - 2010, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông Thôn chủ
trương duy trì diện tích khoai lang khoảng 200 - 220 ha nhưng chú trọng áp dụng
giống mới, năng suất cao, chất lượng tốt và quy trình kỹ thuật thâm canh, luân canh,
chuyển đổi cơ cấu cây trồng thích hợp để đưa năng suất khoai lang từ 7,56 tấn/ha lên 9

- 15 tấn/ha đạt sản lượng khoai lang 1,8 - 2,4 triệu tấn. Áp dụng kỹ thuật công nghệ
tiên tiến trong sản xuất và chế biến khoai lang để làm thức ăn gia súc, thực phẩm, rau
xanh, nước sinh tố, tinh bột, rượu, cồn, đường glucose, bánh kẹo, siro, màng phủ sinh
học và dược liệu.
2.7. Các nghiên cứu trong nước và trên thế giới

2.7.1. Các nghiên cứu ở Việt Nam
Ở Việt Nam, cây khoai lang chưa được nghiên cứu nhiều ở lĩnh vực công nghệ
sinh học. Một số kết quả đã được công bố:
Nguyễn Mỹ Uyên và ctv (2006), khảo sát sự tăng trưởng in vitro của cây khoai
lang Ipomoea batatas L. trong điều kiện chiếu sáng tự nhiên. Kết quả thí nghiệm cho
thấy nhiệt độ cao, cường độ ánh sáng thay đổi nhiều trong ngày đã không gây ra những
ảnh hưởng tiêu cực lên sự tăng trưởng của cây khoai lang in vitro. Cây nuôi cấy ở điều
kiện tự nhiên phát triển hoàn chỉnh, khỏe mạnh ở giai đoạn in vitro và thích ứng tốt,
tăng trưởng mạnh khi ra vườn ươm.
Nguyễn Sỹ Tuấn và ctv (2008), nghiên cứu khảo sát sự phát sinh cơ quan và phát
sinh phôi vô tính ở cây khoai lang Ipomoea batatas L. trong ống nghiệm. Kết quả cho
thấy, môi trường MS bổ sung Kinetine 0,5 mg/l, 2,4 – D 0,05 mg/l, ABA 2 mg/l sẽ cho
tần suất phát sinh chồi khoai lang cao nhất. Môi trường MS chứa 0,1 đến 0,5 mg/l
NAA là môi trường tái sinh chồi trực tiếp từ các cơ quan như lá, cuống lá, lóng thân.

12


2.7.2. Các nghiên cứu trên thế giới
Vi nhân giống
Đây là nghiên cứu sớm nhất của cây khoai lang do Yamaguchi và ctv công bố vào năm
1974 về tái sinh khoai lang thông qua mô sẹo. Kết quả cho thấy sự hình thành mô sẹo từ rễ củ
trên môi trường White có bổ sung NAA 1 mg/l và tái sinh chồi trên môi trường MS có bổ sung
ABA 1 mg/l, Kinetin 0,02 mg/l và 2,4 – D 0,04 mg/l. Năm 1984, sự tái sinh chồi qua mô sẹo từ

lá, đỉnh chồi, thân và rễ cũng thực hiện bởi Liu và Cantiliffe trên môi trường MS có bổ sung 2,4
– D với nồng độ từ 0,5 đến 2 mg/l.
Sự tái sinh chồi khoai lang in vitro từ rễ đã được công bố bởi Hwang và ctv (1983). Theo
nghiên cứu này, đầu tiên các đoạn rễ kích thước 2 – 3 cm được nuôi cấy trên môi trường MS
biến đổi có bổ sung nồng độ muối khoáng cao, myo – inositol 100 mg/l, BA 2 mg/l, NAA 0,1
mg/l, đường 30 mg/l và agar 10 g/l. Sau đó, từ các nốt rễ sẽ tạo mô sẹo và các vùng giống như
mô phân sinh để phát triển tiếp thành chồi. Mười năm sau, Berlamino (1993) đã thực hiện lại
quá trình tái sinh chồi từ các nốt rễ khoai lang in vitro trên giống Benni Azuma thông qua nuôi
cấy mô lá trên môi trường MS có bổ sung 2,4 – D 0,5 mg/l và BA 0,1 mg/l và thu được tần số
tái sinh là 60% với 9 chồi/rễ .
Chee và ctv (1990) cho rằng bằng cách giảm nồng độ đường trong môi trường nuôi cấy
xuống còn 1,6% cùng với việc bổ sung 2,4 – D sẽ tăng cường sự phát triển phôi. Năm 1995, sự
tái sinh khoai lang qua cuống lá được Desai và ctv thực hiện thành công trên 27 giống. Giai
đoạn đầu, các lá được cấy lên môi trường MS có bổ sung 2,4 – D 0,1 mg/l và zeatin 0,2 mg/l
cho tới khi cuống lá bắt đầu phình lên (2 – 4 ngày). Giai đoạn thứ hai, chúng được cấy truyền
sang môi trường MS có bổ sung zeatin 0,8 mg/l và đạt tần số tái sinh chồi cao.
Một tần số tái sinh cây cao được thiết lập từ các mô sẹo có nguồn gốc từ các mảnh lá
khoai lang in vitro nuôi cấy trên môi trường LS có bổ sung 2,4 – D 0,5 mg/l, dịch chiết nấm
men 3g/l, đường 50 g/l và chuyển sang môi trường thứ hai gồm khoáng LS có bổ sung ABA 2
mg/l hoặc AgNO3 2 mg/l để tái sinh thành cây (Otani và ctv, 1996).
Quy trình tái sinh cây trực tiếp gồm 2 giai đoạn cũng đã được công bố bởi Prakash và ctv
(1996). Các mô cuống lá trong môi trường MS có bổ sung 2,4 – D trong giai đoạn đầu tiên và
TDZ trong giai đoạn thứ hai. Kết quả cho thấy khả năng tái sinh cây phụ thuộc vào kiểu di
truyền, giai đoạn phát triển và hướng đặt mô cuống lá trên môi trường nuôi cấy.

13