ứng dụng của công nghệ sinh học thực vật vào vấn đề năng lượng

ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CNSH & MT

GVHD:
Học phần:
Lớp:
Nhóm:

Phạm Thị Minh Thu
Công Nghệ Sinh Học Thực Vật
56Sh1
5


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
A. KHÁI QUÁT THỰC TRẠNG NGUỒN NĂNG LƯƠNG:

1. Hiện tại:
Hiện nay nguồn năng lượng sử dụng chủ yếu từ than, dầu khí, hạt nhân, còn
năng lượng tái tạo (NLTT) chỉ chiếm khoảng 20%.
+ NLTT còn gọi năng lượng thay thế hay năng lượng sạch, năm 2011,
NLTT cung cấp 19% năng lượng tiêu thụ thế giới, trong đó 9,3% là năng lượng
sinh khối truyền thống, chủ yếu dùng để nấu nướng và sưởi ấm ở các vùng nông
thôn các nước đang phát triển; còn lại gồm 4,1% nhiệt lượng từ sinh khối, mặt
trời, địa nhiệt và nước nóng; 3,7% thủy điện; 1,1% điện năng từ gió, mặt trời,
địa nhiệt và 0,8 % nhiên liệu sinh học (BĐ 2).

BĐ 1: Nhu cầu năng lượng trên thế giới

BĐ 2: Tiêu thụ các loại năng lượng trên thế giới


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG

BĐ 3: Tăng trưởng NLTT và nhiên liệu sinh học trên thế giới, năm 2011
(Tính bình quân hàng năm từ năm 2007-2012)

+ Năm 2012, điện từ NLTT trên thế giới đạt 1,470 gigawatt (GW). Trung
Quốc, Mỹ, Đức và Tây Ban Nha là những nước dẫn đầu về khả năng phát điện
từ NLTT. Với công suất thủy điện 229 GW cộng với 90 GW từ các loại NLTT
khác (chủ yếu từ gió) cung cấp gần 20% nhu cầu điện đã đưa Trung Quốc vào vị
trí dẫn đầu thế giới về điện từ NLTT; còn ở Mỹ, tỷ trọng công suất điện từ
NLTT là: 15%; Đức, NLTT đáp ứng 12,6% nhu cầu năng lượng; Tây Ban Nha


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
NLTT đáp ứng 32% nhu cầu điện. Các nước phát triển cũng đang cố gắng
nghiên cứu và đầu tư tăng nguồn NLTT nhằm bổ sung thêm nguồn năng lượng.
Đồng thời, tạo thêm việc làm cho người lao động (Bảng 1,2,3).
Bảng 1: Công suất điện từ nguồn NLTT trên thế giới, năm 2012


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
Bảng 2: Phát triển NLTT trên thế giới

(*): Dữ liệu đầu tư từ Bloomberg New Energy Finance, bao gồm: Sinh khối, địa
nhiệt, năng lượng gió với các dự án hơn 1 MW; thủy điện từ 1 – 50 MW; năng
lượng mặt trời; và các dự án nhiên liệu sinh học với sản lượng mỗi năm 1 triệu
lít hơn.
Bảng 3: Công việc tạo ra từ công nghiệp NLTT trên toàn cầu

+ Hiện nay hầu hết các nước trên thế giới đều quan tâm đến phát triển
NLTT. Đi trước và có tỷ trọng NLTT cao là các nước Âu Mỹ. Tại châu Á, Trung
Quốc nổi lên là nước sớm ban hành luật NLTT đã tạo ra động lực để phát triển


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
mạnh việc sử dụng các nguồn NLTT như năng lượng gió, điện mặt trời trong
những năm gần đây.
+ Phân bố tổng tiêu thụ các dạng năng lượng toàn cầu (2010):
 Nhiên liệu khoáng: 0,06 %
 Năng lượng tái sinh: 16,7 %
 Năng lượng hạt nhân: 2,7 %
+ Tăng trưởng các dạng NLTT, Việt Nam là quốc gia xuất khẩu chủ yếu
năng lượng (dầu thô, than), nhưng nếu so sánh với các quốc gia giàu các nguồn
năng lượng hóa thạch thì trữ lượng các dạng năng lượng đó của chúng ta chỉ
đứng ở vị trí rất khiêm tốn.
+ Vấn đề phát thải dioxide carbon của nước ta cũng chưa phải nghiêm
trọng, tuy nhiên lượng khí phát thải đang ngày càng tăng và chúng ta cũng phải
có trách nhiệm cùng với toàn thế giới tìm cách giảm tỉ lệ lượng khí phát thải so
với tăng trưởng năng lượng trong tiến trình phát triển kinh tế - xã hội.
 Chính vì vậy, song song với việc sử dụng tiết kiệm và ít gây ô nhiễm hơn các
dạng năng lượng hóa thạch, Việt Nam cũng đã bước vào nhóm các nước tìm

kiếm và sử dụng các dạng NLTT.

2. Tương lai:
- Trong tương lai thì các ứng dụng ở hiện tại của CNSH TV trong lĩnh vực
năng lượng vẫn sẽ tiếp tục được nghiên cứu và phát triển ở một tầm cao mới.
- Với trang thiết bị máy móc và khoa học hiện đại ngày càng phát triển thì các
ứng dụng chính như là: Làm nguồn nguyên liệu để tạo ra nhiên liệu năng
lượng sinh học với sản lượng ngày một nhiều hơn,…
- Không chỉ dừng lại ở đó, tương lai CNSH TV có thể làm được nhiều hơn thế.
Không chỉ là làm nguồn nguyên liệu để tạo ra nhiên liệu cho con người dùng
hằng ngày; mà với ứng dụng làm nguồn nguyên liệu tạo ra năng lượng sống.
Ứng dụng của CNSH TV để tạo ra năng lượng sống:


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
- Dựa trên các phỏng đoán của các nhà khoa học về thời gian tồn tại của Trái
Đất (có thể kéo dài được vài triệu năm nữa); cộng hưởng với thực trạng hiện
nay như: Ô nhiễm môi trường ngày một nghiêm trọng, sự nóng dần lên của
Trái Đất khiến băng ở hai cực dần tan,…. kéo theo hàng loạt các vấn đề khác
đã dẫn đến sự ảnh hưởng của sự sống nói chung.
- Điều đó đặt ra câu hỏi liệu sự sống trên Trái Đất có thể kéo dài đến bao giờ
khi mà con người đang dần dần phá hủy đi những gì vốn có và ngoài Trái Đất
ra thì liệu còn có hành tinh nào khác có thể có sự sống hay có điều kiện cho sự
sống có thể phát triển.
- Các nhà khoa học đã tiến hành hàng loạt các nghiên cứu, dự án để trả lời cho
câu hỏi đó. Các vụ phóng tên lửa để đưa robot hay các nhà du hành vũ trụ lên
các hành tinh khác để thu thập thông tin, lấy mẫu, nghiên cứu để tìm kiếm dấu
hiệu của sự sống hay điều kiện mà ở đó sự sống có thể tồn tại.
- Theo các nghiên cứu gần đây của NASA thì rất có thể Sao Hỏa là hành tinh

có sự sống tồn tại trước đây. Các hình ảnh chụp từ vệ tinh gửi về cộng với việc
sử dụng các thuật toán đã đưa ra giả thuyết là trên bề mặt của Sao Hỏa có sự
tồn tại của nước (một trong những điều kiện để sự sống tồn tại). Từ đó đã đặt
ra các giả thuyết về sự sống trên Hỏa Tinh.
- Theo hiểu biết của chúng ta về sự sống thì những điều kiện mà để cho sự
sống có thể tồn tại đó là nước, O2,… Để giải quyết một trong những điều kiện
tiên quyết đó thì CNSH TV đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra nguồn
nguyên liệu (thực vật) từ đó cung cấp O2 cho sự sống. Chúng ta đều biết sự
thực vật đã tồn tại từ trước khi các loài động vật xuất hiện. Thực vật cung cấp
một lượng O2 khổng lồ để sự sống có thể duy trì và phát triển.
- Chỉ có tiến hành nuôi cấy in vitro với các điều kiện khác nghiệt của Sao Hỏa
thì ta mới có thể tạo ra thực vật để cung cấp đủ lượng cho sự sống tồn tại. Ở
đó các nhà khoa học sẽ biến đổi mẫu thực vật có thể tồn tại được dưới môi
trường nhân tạo sao cho giống với Sao Hỏa nhất để từ đó làm cơ sở thử
nghiệm trên Hỏa Tinh.
 Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ của con người thì rất có thể Sao Hỏa
sẽ là ngôi nhà thứ hai của con người và đó sẽ là một món quà có ý nghĩa vô
cùng to lớn đến nhân loại. Nhưng trước mắt chặn đường để con người có thể
định cư trên Hỏa Tinh sẽ là rất lâu nữa.


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
B. NĂNG LƯỢNG SINH HỌC:

Khái niệm: Năng lượng sinh học là năng lượng tái tạo sinh ra từ các vật liệu
có nguồn gốc sinh học.
2. Các thế hệ nhiên liệu sinh học:
1.

2.1 Thế hệ thứ 1:
Nhiên liệu sinh học thế hệ đầu tiên được làm từ các loại cây trồng có hàm
lượng đường và tinh bột cao (sản xuất gasohol), dầu thực vật hoặc mỡ động vật
(sản xuất Biodiesel). Tinh bột từ các loại ngũ cốc được chuyển hóa thành đường
rồi lên men thành Bioethanol. Trong khi đó, dầu thực vật (được ép từ các loại
cây có dầu) hoặc mỡ động vật được trộn với ethanol (hoặc methanol) có sự hiện
diện của chất xúc tác sẽ sinh ra Biodiesel và glycerine bằng phản ứng chuyển
hóa este.
2.2 Thế hệ thứ 2:
- Nhiên liệu sinh học thế hệ 1 bị hạn chế bởi khả năng mở rộng diện tích đất
trồng trọt hiện nay để trồng các loại cây thích hợp là có hạn và các công nghệ
truyền thống sử dụng để chuyển đổi các nguồn nguyên liệu này thành NLSH
còn bị hạn chế bởi hiệu quả và phương pháp xử lý.
- Vì vậy người ta đã hướng tới nhiên liệu sinh học thế hệ 2. Loại NLSH này
được sản xuất từ nguồn nguyên liệu sinh khối, qua nghiền sấy rồi lên men
thành nhiên liệu sinh học. Các nguyên liệu này được gọi là “sinh khối
xenluloza” có nguồn gốc từ chất thải nông nghiệp, chất thải rừng, chất thải rắn
đô thị, các sản phẩm phụ từ quá trình chế biến thực phẩm hoặc loại cỏ sinh
trưởng
nhanh
như
rơm,
rạ,bãmía,vỏtrấu,cỏ…
2.3 Thế hệ thứ 3:
Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ ba được chế tạo từ các loài vi tảo trong nước, trên
đất ẩm, sinh ra nhiều năng lượng (7-30 lần) hơn nhiên liệu sinh học thế hệ trước
trên cùng diện tích trồng. Sản lượng dầu trên một diện tích 0,4 ha tảo là từ
20.000 lít/năm đến 80.000 lít/năm. Ngoài ra, loài tảo bị thoái hóa sinh học
không làm hư hại môi trường xung quanh. Theo ước tính của Bộ Năng Lượng
Mỹ, nước này cần một diện tích đất đai lớn độ 38.849 km2 để trồng loại tảo

thay thế tất cả nhu cầu dầu hỏa hiện nay trong nước.


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG

3. Ứng dụng CNSH thực vật vào sản xuất năng lượng:
Ứng dụng CNSH thực vật vào nuôi cấy mô cây dầu mè (Jatropha curcas.L)
(Nguồn: Nguyễn Văn Hạnh, Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh, Tháng
8/2007, giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. Trần Văn Minh, đề tài được thực
hiện tại phòng thí nghiệm phía nam về công nghệ tế bào thực vật, viện sinh
học nhiệt đới tại thành phố Hồ Chí Minh) để sản xuất dầu diesel sinh học.
3.1 Mục đích nghiên cứu: Nhân giống nhanh cây dầu mè (Jatropha curcas.L)
invitro nhằm tạo nguồn giống cây ban đầu sạch bệnh có tính đồng nhất về mặt
di truyền đáp ứng yêu cầu cây giống với số lượng lớn phục vụ cho nhu cầu sản
xuất.
3.2 Lý do chọn cây dầu mè:
- Cây dầu mè có thể phát triển trong các điều kiện khí hậu khô cằn. Điều kiện
thích hợp nhất cho cây phát triển là mưa ít (200mm) nhưng cây vẫn có thể sống
được ở nơi có lượng mưa cao lên đến 1200mm. Khi gặp hạn hán, cây thích ứng
bằng cách rụng hầu hết lá để làm giảm sự thoát hơi nước. Nhiệt độ thích hợp
cho cây là 18 – 28,5ºC. Điều kiện để hạt nẩy mầm là khí hậu nóng ẩm. Hoa nở
trong mùa mưa và tạo quả trong mùa đông và Việt Nam có đủ các điều kiện đó.
- Tính về phương diện sản xuất dầu sinh học thì cây dầu mè cho hiệu quả kinh
tế lớn hơn rất nhiều các cây có hoạt tính sinh dầu diesel khác bởi cây dầu mè là


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
cây lâu năm có thể tạo quả trong nhiều thập niên, cây có thể phát triển mà

không cần phải chăm sóc nhiều trên những vùng đất khô cằn.
3.3 Giới thiệu cây dầu mè (Jatropha curcas.L).
- Vị trí phân loại:
Giới: Plantae
Nghành: Magnoliophyta
Lớp: Magnoliopsida
Bộ: Euphorboale
Họ: Euphorboacea
Chi: Jatropha
Loài: curcas
- Đặc điểm sinh học: Cây dầu mè là cây bụi gỗ mềm, thân thẳng, chiều cao
trung bình 6m, tán rộng.
+ Cành non: Mập và mọng nước.
+ Nhựa cây: Có màu trắng sữa hay màu vàng nhạt.
+ Lá: Rụng sớm, mọc dày ở phần ngọn, có hình ovan, hoặc hình trái tim,
có lá chè thùy với 3 đến 5 thùy, Dài 6 – 40cm, rộng 6 – 35cm, cuống dài 2.5 –
7.5cm.
+ Hoa: Thường nở vào tháng 4 và tháng 5 tạo thành nhiều chùm có màu
vàng nhạt, hình chuông.
Hoa đực có 10 nhị trong đó :
o 5 nhị dính vào phần chân đế.
o 5 nhị kết lại thành bó.
 Hoa cái rời rạc với bầu nhụy hình elip, chia làm 3 ô, với 3


núm nhụy phân nhánh.
+ Quả: Hình dạng: Có dạng nang, kích thước: 2.5 – 4cm về chiều ngang
và đường kính. Chia thành 3 ngăn, hạt nằm trong các ngăn này. Hạt: Hạt cây
thuôn màu đen kích thước 2x1cm.
3.4 Công dụng:

3.3.1 Nhựa mủ:


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
- Nhựa cây dầu mè có chứa các alkaloid như jatrophine, jatropham, jatrophone
và curcain. Đây là những chất có tính kháng bệnh ung thư. Lá có chứa apigenin,
vitexin và isovitexin. Ngoài ra trong lá và cành non có chứa amyrin,
stigmosterol và stigmastenes là những chất có tính kháng khuẩn, chống viêm,
chống dị ứng và ôxi hóa. Hạt cây: Có chứa chất béo, giàu palmiti, oleic acid và
linoleic acid. Hạt cây có tính độc là do thành phần alkaloid curcin của nó.
- Nhựa cây: Được dùng để trị các bệnh ngoài da như u nhọt, hắc lào, xuất huyết
da. Cành non: Có tác dụng làm sạch răng miệng 2. Lá, vỏ và rễ cây: Lá cây
đươc chú ý với khả năng kích thích tạo sữa, gây xung huyết và kháng ký sinh
trùng.
3.3.2 Lá, vỏ và rễ cây.
- Lá cây được chú ý với khả năng kích thích tạo sữa, gây xung huyết da và
kháng kí sinh trùng. Lá được sử dụng để chống ghẻ, thấp khớp, tê liệt, u xơ.
- Rễ cây: Có tác dụng tẩy giun sán, chữa rắn cắn.
- Vỏ cây có tác dụng tẩy giun sán, chữa rắn cắn.
- Nước sắc của vỏ và rễ cây dùng điều trị thấp khớp, bệnh hủi, chứng khó tiêu
và tiêu chảy (NIIR Board of Consultants and Engineers, 2006).
3.3.3 Hạt và dầu:
Hạt cây là loại thuốc trị bệnh phù, bệnh gút (gout), các bệnh về da. Dầu cây dầu
mè có tính tẩy rửa.
3.3.4 Dầu mè và nguyên liệu sinh học:
- Cây dầu mè được chú ý đặc biệt bởi nó là nguồn nguyên liệu sinh học
(biofuel). Hạt của cây có: Độ ẩm : 6,62%; Protein: 18,2%; Chất béo: 38%;
Carrbohydrate: 17,3%; Sợi: 15,5%; Tro: 4,5%. Dầu chiếm: 35 – 40% hạt và 50
– 60% nhân hạt. Trong dầu chứa 21% các acid béo không bão hòa.

- Hạt được xay và ép lấy dầu hoặc dầu được tách bằng các dung môi.
- Tên thương mại của loại dầu này là: Jatropha.
- Dầu sau khi lọc được sử dụng ngay như là nguồn nguyên liệu sinh hojv\c ở
dạng bổ sung, dầu Jatropha có thể trộn với dầu thường với tỷ lệ đến 20%.


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
- Đây là nguồn năng lượng mới an toàn, chi phí thấp và là nguồn năng lượng tái
sinh được, hứa hẹn sẽ là nguồn năng lượng thay thế cho thủy điện, dầu diesel,
dầu lửa, khí hóa lỏng (lPG), than, củi…
- Dầu Jatropha có thể hoàn toàn thay thế cho dầu lửa để sưởi ấm và nấu ăn.
3.5 Phương pháp nghiên cứu:
3.4.1 Đối tượng thí nghiệm:
Cây dầu mè (Jatropha curcas.L) được trồng tại vườn giống viện sinh học nhiệt
đới thuộc viện khoa học và công nghệ việt nam tại thành phố Hồ Chí Minh.
3.4.2 Trang thiết bị và dụng cụ.
- Thiết bị: Tủ vô trùng, nồi hấp, máy đo pH, cân điện tử, máy lạnh, nhiệt kế, ẩm
kế, đặt bình, đèn neon...
- Dụng cụ: Pince, kéo, dao cấy, bình thủy tinh 500ml, đĩa, đèn cồn.
3.4.3 Môi trường nuôi cấy.
- Các môi trường được sử dụng gồm: Môi trường MS, ½ MS, WPM, ½ WPM.
Trong đó môi trường ½ MS và ½ WPM là môi trường MS và WPM mà thành
phần đa lượng được giảm đi một nửa.
3.4.3.1 Môi trường MS cải tiến (Murashige và Skoog,1962).
- Khoáng đa lượng:
Thành phần

Nồng độ (mg/l)

NH4NO3

1650

KNO3

1900

CACL2.2H2O

440

MGSO4.7H2O

370

KH2PO4

170

Thành phần

Nồng độ (mg/l)

MNSO4.4H2O

23,3

ZNSO4.7H2O

8,6

- Khoáng vi lượng:


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
H3BO3

6,2

KI

0,83

NA2MO04.2H20

0,25

CUSO4.5H2O

0,025

COCL2.6H2O

0,025

Thành phần

Nồng độ (mg/l)

NA2EDTA

37,3

FESO4.7H2O

27,8

- Sắt EDTA:

- VITAMIN:
Thành phần

Nồng độ (mg/l)

MYO-INOSITOL

100

THIAMIN(B1)

0,1

NICOTINIC ACID

0,5

PYRIDOXINE HCL 0,5
GLYCINE

2

3.4.3.2 Môi trường WPM (Llooyd và McCown,1981).
- Khoáng đa lượng:
Thành phần

Nồng độ (mg/l)

NH4NO3

400

CANO3

556

K2SO4

990

CACL2

96

KH2PO4

170

MGSO4

370


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
- Sắt EDTA:
Thành phần

Nồng độ (mg/l)

FENA2EDTA

65,1

Thành phần

Nồng độ (mg/l)

MNSO4.4H20

23,3

ZNSO4.7H20

8,6

H3BO3

6,2

KI

0,83

- Khoáng vi lượng:

NA2MOO4.2H20 0,25
CUSO4.5H20

O,025

COCL2.6H20

0,025

Thành phần

Nồng độ (mg/l)

myo-Inositol

100

B1

1

B6

0,5

Nicotinic acid

0,5

Glycine

2

- VITAMIN:

- Các chất điều hòa sinh trưởng thực vật được sử dụng là BA, IBA (mg/l).
- Các thành phần khác:
Đường sucrose

30g/l

Agar

7,5g/l

- Môi trường được điểu chỉnh về pH=5,8 ± 0,05 (bằng KOH1N và HCL1N)
trước khi hấp khử trùng bằng autoclave ở 1 atm (121ºC) trong 20 phút.
3.4.3.3 Điều kiện nuôi cấy in vitro.
- Thời gian chiếu sáng: 8 giờ/ngày


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG

- Nhiệt độ: 25 ± 20ºC
- Độ ẩm: 50-60%
- Cường độ ánh sáng: 2000-3000 lux
3.4.4 Cách tiến hành.
3.4.4.1 Khử trùng mẫu.
- Ngoài tủ cấy:
+ Chồi được cắt dài khoảng 3cm từ đỉnh chồi. Hạt được lấy từ những quả
chín, hạt phải có màu đen , chắc, mẩy.
+ Chồi được cắt bỏ lá non, rửa sạch nhiều lần dưới vòi nươc máy, sau đó
rửa trong dung dịch nước xà phòng 0,1% trong 15 phút và được rửa lại bằng
nước máy bình thường.
+ Hạt được rửa sạch bằng nước, dùng dao cạo bỏ lớp vỏ lụa mềm màu
đen bên ngoài hạt, sau đó được rửa bằng xà phòng 0,1% trongg 30 phút và được
rửa lại bằng nước máy nhiều lần.
- Trong tủ cấy vô trùng
+ Lắc chồi và hạt bằng nước cất vô trùng.
+ Lắc cồn 700 trong 30 giây.
+ Rửa lại 3 lần bằng nước cất vô trùng.
+ Ngâm trong Natri hypochlorit (NAOCL) – nồng độ và thời gian theo
thí nghiệm.
+ Rửa lại 3 lần bằng nước cất vô trùng.
3.4.4.2 Cấy mẫu:
Tiến hành cấy mẫu vào các bình môi trường ở nồng độ các chất khác nhau:
- Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ chất khử trùng và thời gian khử mẫu
đến tỉ lệ sống của mẫu cây dầu mè.
+ Vô trùng mẫu hạt:


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG

Theo kết quả trong bảng 4.1 cho thấy ở cả 3 nồng độ Natri hypochlorit 10%,
15% và 20% tỉ lệ mẫu hạt vô trùng tăng tỉ lệ thuận với thời gian khử mẫu. Càng
kéo dài thời gian khử mẫu, tỉ lệ mẫu vô trùng càng cao do hạt cây có lớp vỏ
cứng nên khi ngâm khử trùng chất khử không ngấm vào trong hạt gây chết mẫu.
3 nghiệm thức có tỷ lệ mẫu hạt vô sống cao nhất là nghiệm thức 4,8 và 12 trong
đó nghiệm thức 8 đạt tỷ lệ cao nhất 26,79 %. Do đó kết luận điều kiện khử mẫu
hạt tốt nhất là sử dụng Natri hypochlorit nồng độ 15% và thời gian khử mẫu là
60 phút.
+ Vô trùng mẫu chồi:


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG

Xét ở nồng độ 10% tỉ lệ mẫu sống tăng tỉ lệ thuận với thời gian khử mẫu từ 15
phút lên 60 phút tỉ lệ sống tăng từ 0% (nghiệm thức 1) tăng lên 4,9% (nghiệm
thức 4) và nghiệm thức đạt cao nhất là nghiệm thức 3 với thời gian khử mẫu 45
phút và tỉ lệ sống 6,3 %.
Nồng độ Natri hypochlorit 15%, tỉ lệ mẫu sống cũng tăng tỉ lệ thuận với thời
gian khử mẫu . tỉ lệ mẫu sống tăng từ 1,33% (nghiệm thứ 5 ) tăng lên 4,52 %
(nghiệm thứ 8 ). Tuy nhiên tỉ lệ sống cao nhất là nghiệm thức 7 chỉ đạt 4,91%

thấp hơn so với nghiệm thức 3. So với nồng độ Natri hypochlorit 10% tỉ lệ
nhiễm nấm, khuẩn có giảm nhưng tỉ lệ mẫu chết do ngộ độc chất khử trùng
tăng.
+ Ở nồng độ Natri hypochlorit 20% việc kéo dài thời gian khử trùng
mẫu cũng làm tăng tỉ lệ mẫu sống. Tuy nhiên, tỉ lệ mẫu sống ở nồng độ 20%
thấp hơn so với các nghiệm thức ở các nồng độ 10% và 15%. Nồng độ Natri
hypochlorit cao tác dụng khử trùng nấm và khuẩn rõ ràng cao hơn, nhưng tác

ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
dụng gây độc với mẫu khử cũng cao. Do đó tuy tỉ lệ nghiễm giảm nhưng tỉ lệ
mẫu chết do ngộ độc cao đặc biệt ở các nghiệm thức 11 và 12.
+ Cách thức khử mẫu thích hợp cho chồi cây dầu mè là ngâm mẫu trong
Natri hypochlorit 10% với thời gian 45 phút. So với các cây khác, thời gian khử
của cây dầu mè lâu hơn do chồi non của cây dầu mè có kích thước lớn, mọng
nước nên chịu được tác động của chất khử trùng tốt hơn.

Kết quả:

- Thí nghiệm 2: Khảo sát môi trường khoáng cơ bản cho môi trường in vitro.


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
Mẫu khi cấy vào môi trường MS và WPM sau khoảng 1 tuần đều nẩy chồi
(100%), trên các môi trường ½ MS và ½ WPM thì chậm hơn 5-6 ngày và tỉ lệ
này chồi cũng thấp hơn: ½ MS là 50%; ½ WPM là 67%.
+ Trong khoảng thời gian từ tuần thứ 3 đến tuần thứ 4, trên môi trường ½
MS và ½ WPM các chồi có biểu hiện bị úng ngọn. Ngòn dần chuyển sang
màu vàng, lan đỉnh xuống gốc và mẫu chết. Hiện tượng này chỉ xuất hiện
trên các môi trường có khoáng đa lượng giảm một nữa chứng tỏ đồi hỏi về
khoáng của cây cao và các môi trường này không đáp ứng được.
+ Khi xem xét gốc của mẫu cấy nhận thấy môi trường WPM và ½ WPM
gốc của mẫu cấy phù to. Trong khi đó trên môi trường MS và ½ MS gốc
mẫu hoàn toàn bình thường không bị phù.
+ Từ những kết quả đạt được kết luận môi trường khoáng thích hợp để

nuôi cấy mô cây dầu mè là môi trường MS.
Kết quả:


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG

- Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của BA đến sự hình thành của cây dầu mè

Kết quả thí nghiệm cho thấy số chồi sinh ra trên một mẫu cấy tăng tỉ lệ thuận
với nồng độ BA trong môi trường nuôi cấy. Ở nghiệm thức 1 (BA 0,1mg/l) số
chồi phát sinh là 1,0 chồi/mẫu, sang nghiệm thức 2 số chồi tăng lên 2,17
chồi/mẫu và đạt cao nhất ở nghiệm thức 3 là 2,38 chồi/mẫu.
+ Chiều cao chồi sinh ra cũng tăng tỉ lệ thuẩn với việc tăng nồng độ BA
trong môi trường. Khi bổ sung BA ở mức 0,1 mg/l (NT1) thì chiều cao chồi là
1,86mm so với nghiệm thức đối chứng (NT4) là 1,33mm cho thấy mức BA
0,1mg/l có tác động chưa lớn đến chiều cao chồi. Khi tăng nồng độ lên ở NT2
và NT3 chiều cao chồi có sự cải thiện rõ rệt – đạt cao nhất 3,54 mm ở NT3.
Điều đó chứng tỏ từ nồng độ 0,3 - 0,5 mg/l, BA có sự tác động đáng kể đến
chiều cao chồi tạo thành.
+ Theo các thí nghiệm thăm dò trước và theo một số tài liệu thì không
nên tăng nồng độ BA cao hơn 0,5 mg/l vì cây rất nhạy. Nồng độ BA cao mẫu
cấy cạo khá nhiều mô sẹo. Hiện tượng này không tốt, dễ làm cho mẫu chết và
gây xáo trộn di truyền cây.
Như vậy, nồng độ BA thích hợp để kích thích tạo cồi của cây dầu mè là 0,5
mg/l.


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG

- Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của BA và IBA đến sự tạo chồi của cây dầu mè.


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG
Kết quả thí nghiệm cho thấy khi bổ sung đồng thời 2 loại kích thích sinh trưởng
thực vật (BA và IBA) số chồi trên 1 mẫu cấy gần như không tăng so với thí
nghiệm chỉ sổng sung 1 chất kích thích sinh trưởng BA (thí nghiệm 3). Nhưng
chiều cao chồi được cải thiện đáng kể. Điều này là phù hợp vì khi có sự hiện
diện của auxin, cytokinin kích thích mạnh hơn sự phân chia tế bào (Dương
Công Kiên, 2002).
+ Khi có sự hiện diện của IBA ở mức thấp 0,01 mg/l, việc tăng nồng độ
BA từ 0,1 mg/l đến 0,5 mg/l không làm tăng số chồi, chiều cao chồi cũng như
số lá trên một mẫu cấy. Kết quả thí nghiệm cho thấy ở nghiệm thức thứ nhất –
chỉ bổ sung BA ở nồng độ 0,1 mg/l và IBA 0,01 mg/l thì kết quả tạo chồi cây
dầu mè tỏ ra vượt trội hơn các nghiệm thức khác về cả 3 chỉ tiêu: Số chồi là
2,13 chồi/mẫu cấy; chiều cao chồi cao nhất là 4,67 mm; số lá là 4,41 lá/mẫu cấy.
Thí nghiệm cũng cho thấy khi tăng nồng độ BA mô sẹo tạo ra trên các mẫu càng
nhiều.
+ Môi trường thích hợp để nuôi cấy cây dầu mè invitro là môi trường MS
bổ sung BA (0,1 mg/l) và IBA (0,01 mg/l).

- Thí nghiệm 5: Nuôi cấy tạo rễ cây dầu mè in vitro


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG

Tác động của IBA đến việc tạo rễ của cây dầu mè in vitro là khá nhanh và

mạnh. Các nghiệm thức 2 và 3 sau khi cấy mẫu khoảng 1 tuần cây bắt đầu mọc
rễ, trong nghiệm thức 1 rễ mọc chậm hơn khoản 2 - 3 ngày. Rễ cây mọc trên các
môi trường có màu trắng sau khoảng 2 tuần có màu nâu sậm.
Từ kết quả thí nghiệm trên bảng 4.5 cho thấy nghiệm thức 3 là nghiệm
thức cho kết quả tốt nhất. Số rễ tạo ra trên mỗi mẫu cấy là nhiều nhất và chiều
dài rễ so với 2 nghiệm thức còn lại có sự khác biệt không nhiều.
Như vậy, môi trường thích hợp để tạo rễ cây dầu mè là MS + IBA (0,5 mg/l).
Kết quả:


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG

-

3.4.4.3 Kết luận:
Mẫu cây dầu mè thực sinh được vô trùng tốt nhất trong điều kiện Natri
hypochlorit 10% trong khoảng thời gian 45 phút.
Môi trường khoáng cơ bản thích hợp để nuôi cấy mô cây dầu mè in vitro
là môi trường MS.
Môi trường thích hợp để nhân chồi cây dầu mè là môi trường MS bổ sung
BA (0,1 mg/l) và IBA (0,01 mg/l).
Môi trường thích hợp cho sự ra rễ là môi trường MS bổ sung IBA nồng
độ 0,3 mg/l.

3.4.5 Quy trình chiết xuất dầu diesel từ cây dầu mè:


ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT VÀO VẤN
ĐỀ NĂNG LƯỢNG