NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG IN VITRO CÂY TRẠNG NGUYÊN (Euphorbia pulcherrima Willd.) Ngành

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG IN VITRO CÂY TRẠNG NGUYÊN
(Euphorbia pulcherrima Willd.)

Ngành học

: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Sinh viên thực hiện

: NGUYỄN THỊ ĐIỆP

Niên khóa

: 2005 – 2009

Tháng 8/2009


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG IN VITRO CÂY TRẠNG NGUYÊN

(Euphorbia pulcherrima Willd.)

Hướng dẫn khoa học

Sinh viên thực hiện

ThS. NGUYỄN VŨ PHONG

NGUYỄN THỊ ĐIỆP

KS. LÊ HỒNG THỦY TIÊN

Tháng 8/2009


LỜI CẢM ƠN
Con thành kính ghi ơn ba mẹ cùng những người thân trong gia đình luôn tạo điều kiện
và động viên con trong suốt quá trình học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn:
-

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

-

Các Thầy Cô thuộc Bộ môn Công nghệ Sinh học cùng các Thầy Cô tại trường
đã luôn tận tình hướng dẫn, giảng dạy và giúp đỡ tôi.

-

ThS. Nguyễn Vũ Phong và KS. Lê Hồng Thủy Tiên đã trực tiếp hướng dẫn và
tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp.

-

KS. Trần Ngọc Hùng thuộc Trung tâm Công nghệ Sinh học Đại học Nông Lâm
Tp.HCM đã tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành tốt đề tài.

-

KS. Tô Thị Nhã Trầm cùng các bạn sinh viên thực tập tại phòng thí nghiệm Bộ
môn Công nghệ Sinh học đã hướng dẫn và giúp tôi hoàn thành khóa luận này.

-

Toàn thể các bạn trong lớp CNSH31 đã hỗ trợ, giúp đỡ và động viên tôi trong
suốt thời gian làm đề tài.

Chân thành cảm ơn.
Tháng 08 năm 2009
Nguyễn Thị Điệp

iii


TÓM TẮT
Ở Việt Nam, nhu cầu mua Trạng nguyên dùng để trưng bày trang trí ngày càng
tăng và nguồn Trạng nguyên tiêu thụ trong nước chủ yếu nhập khẩu từ nước ngoài nên
giá mỗi cây Trạng nguyên rất cao. Hơn nữa, Trạng nguyên sản xuất chủ yếu bằng

phương pháp giâm cành mà cành giâm cần 6 – 8 tuần để phát triển rễ đầy đủ. Phương
pháp này tốn thời gian và hệ số nhân không cao. Trong khi đó, phương pháp nuôi cây
mô cho hiệu quả cao hơn. Nhằm bước đầu xây dựng quy trình vi nhân giống cây Trạng
nguyên nên đề nghị thực hiện đề tài “Nghiên cứu nhân giống in vitro cây Trạng
nguyên (Euphorbia pulcherrima Willd.)”.
Đề tài “Nghiên cứu nhân giống in vitro cây Trạng nguyên (Euphorbia
pulcherrima Willd.)” được thực hiện từ tháng 02/2009 đến tháng 07/2009 tại Bộ môn
Công nghệ Sinh học Trường Đại học Nông Lâm Tp. HCM.
Nội dung chính của đề tài là khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý và nồng độ chất
khử trùng đến tỉ lệ sống của cây Trạng nguyên in vitro để tạo nguồn mẫu sạch làm
mẫu cho các thí nghiệm tiếp theo. Và khảo sát ảnh hưởng của nồng độ BA và NAA
thích hợp đến khả năng tạo chồi của cây Trạng nguyên in vitro, khảo sát ảnh hưởng
của nồng độ GA3 thích hợp đến khả năng sinh trưởng của chồi Trạng nguyên in vitro,
khảo sát ảnh hưởng của nồng độ IBA thích hợp cho sự tạo rễ cây Trạng nguyên in
vitro, và tiến hành thuần hóa cây con Trạng nguyên ngoài vườn ươm.
Từ kết quả thực nghiệm, thu được một số kết quả sau: Chồi Trạng nguyên được
vô trùng tốt nhất với tỉ lệ javel: nước là 1: 2 trong thời gian 15 phút, thu được tỷ lệ
mẫu sạch cao nhất là 53,3%. Môi trường thích hợp để nhân chồi là môi trường MS bổ
sung BA 0,5 mg/l, thu được số chồi cao nhất là 4,8 chồi/cụm. Sau 4 tuần nuôi cấy,
chuyển chồi sang môi trường MS bổ sung GA3 0,3 mg/l để kéo dài chồi và kết quả
chồi có chiều cao tốt 3,2 cm/chồi. Chồi ra rễ trong môi trường MS ½ (không có
đường) bổ sung IBA 2 mg/l nhưng số chồi tạo rễ ít. Tỉ lệ sống của cây con ngoài vườn
ươm là 75%.

iv


SUMMARY

In Vietnam, demanding of customers buy Poinsettias in order to decorate that is

more and more. And source of Poinsettias consume at home which majority import
from other countries so the cost of Poinsettia is very expensive. Moreover, Poinsettias
are essential produced by cutting method but cuttings need 6 – 8 weeks to develop full
roots. This method waste time and not high coefficient of propagation. Thus, we have
done this subject “The study of propagation in vitro Poinsettia (Euphorbia
pulcherrima Willd.)”.
The thesis “The study of propagation in vitro Poinsettia (Euphorbia
pulcherrima Willd.)” was studied from 2/2009 to 7/2009 at the Department of
Biotechnology at Nong Lam University.
The main point of subject is that we study the time and the concentration of
Natri hypochlorit which affect poinsettia’s life. And we study: The concentration of
BA and NAA affect creation of bud poinsettia, the concentration of GA3 affect growth
of poinsettia, the concentration of IBA affect creation of root poinsettia.
Some results of this subject which we have gotten. Such as axillary nodes are
steriled with Natri hypochlorit 1: 2 from 15 to 20 minutes. Next, suitable medium for
bud proliferation is MS medium supplemented with BA 0,5 mg/l. After 4 weeks, buds
transferred to MS medium supplemented with GA3 0,3 mg/l in order to lengthen buds.
Buds created roots in MS ½ medium (without sugar) complemented IBA 2 mg/l.
Survival rate of plantlets in nursery garden is 75%.

v


MỤC LỤC
Phần

Trang

Lời cám ơn...............................................................................................................iii
Tóm tắt..................................................................................................................... iv

Summary................................................................................................................... v
Mục lục .................................................................................................................... vi
Danh sách các chữ viết tắt ....................................................................................... ix
Danh sách các bảng .................................................................................................. x
Danh sách các hình .................................................................................................. xi
Chương 1 MỞ ĐẦU................................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề.......................................................................................................... 1
1.2. Yêu cầu .............................................................................................................. 1
1.3. Nội dung thực hiện ............................................................................................ 2
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU..................................................................... 3
2.1. Giới thiệu về cây Trạng nguyên ........................................................................ 3
2.1.1. Phân loại ......................................................................................................... 3
2.1.2. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của Trạng nguyên........................................ 3
2.1.3. Mô tả cây Trạng nguyên................................................................................. 6
2.2. Cách trồng cây Trạng nguyên............................................................................ 7
2.3. Một số bệnh trên cây Trạng Nguyên ................................................................. 8
2.3.1. Các bệnh ở lá .................................................................................................. 8
2.3.2. Các bệnh ở rễ.................................................................................................. 9
2.4. Nhân giống cây trồng in vitro ......................................................................... 10
2.4.1. Giới thiệu nhân giống in vitro ..................................................................... 10
2.4.2. Các giai đoạn nhân giống in vitro ................................................................ 11
2.4.3. Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng hoặc nhân chồi................................................... 12
2.4.3.1. Khảo sát về chức năng của đỉnh sinh trưởng............................................. 13
2.4.3.2. Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng và tạo lại các dòng cây sạch bệnh .................. 14
2.4.3.3. Sự tăng sinh của chồi nách khi nuôi cấy các đỉnh thân............................. 14
2.4.4. Vai trò của chất kích thích sinh trưởng trong nuôi cấy ................................ 15
2.5. Phương pháp nhân giống Trạng nguyên.......................................................... 16
vi

2.5.1. Gieo hạt......................................................................................................... 16
2.5.2. Giâm cành..................................................................................................... 17
2.5.3. Nhân giống in vitro....................................................................................... 17
2.5.3.1. Nghiên cứu trong nước.............................................................................. 17
2.5.3.2. Nghiên cứu trên thế giới............................................................................ 18
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 20
3.1. Thời gian và địa điểm thí nghiệm.................................................................... 20
3.2. Vật liệu ............................................................................................................ 20
3.2.1. Đối tượng thí nghiệm .................................................................................... 20
3.2.2. Môi trường nuôi cấy ..................................................................................... 20
3.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 20
3.3.1. Thí nghiệm 1: Xác định nồng độ javel và thời gian khử trùng ................... 20
3.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ BA và NAA .................... 21
3.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của GA3 .............................................. 23
3.3.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ IBA.................................. 23
3.3.5. Thuần hóa cây con ngoài vườn ươm ............................................................ 24
3.4. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................... 25
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................ 26
4.1. Thí nghiệm 1: Nồng độ javel và thời gian khử trùng thích hợp...................... 26
4.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nồng độ BA và NAA ..................................... 28
4.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của GA3 lên khả năng sinh trưởng........................ 32
4.4. Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của nồng độ IBA và hàm lượng khoáng............... 36
4.5. Thuần hóa cây con ngoài vườn ươm ............................................................... 38
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................ 39
5.1. Kết luận............................................................................................................ 39
5.2. Đề nghị ............................................................................................................ 39
Tài liệu tham khảo .................................................................................................. 40
Phụ lục

vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BA

: Benzyl adenine

BAP

: 6-benzylaminopurine

CPA

: 4-chiorophenoxyacetic acid

Ctv

: Cộng tác viên

CV

: Hệ số biến động

HgCl2

: Thủy ngân chlorite

IAA

: -indol acetic acid

IBA

: -indol butyric acid

Ki

: Kinetin

LSD

: Sai số nhỏ nhất

MS

: Murashige – Skoog, 1962

NAA

: Naphthyl acetic acid

2iP

: 6-(γ, γ-dimethylallylamine)purine

TSC

: Tuần sau cấy

viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 3.1 Bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ javel và thời gian xử lý ................. 21
Bảng 3.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ BA và NAA lên khả năng.............. 22
Bảng 3.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của GA3 .................................... 23
Bảng 3.4 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nồng độ IBA ....................... 25
Bảng 4.1 Kết quả khử trùng đốt thân mang chồi ngủ sau 3 tuần nuôi cấy ............ 26
Bảng 4.2 Ảnh hưởng của nồng độ BA và NAA lên sự gia tăng số chồi ............... 28
Bảng 4.3 Ảnh hưởng của GA3 lên sự phát triển chiều cao và số lá ...................... 33
Bảng 4.4 Ảnh hưởng của nồng độ IBA đến sự hình thành rễ cây Trạng nguyên.. 36

ix


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1 Cây Trạng nguyên..................................................................................... 3
Hình 2.2 Oak Leaf giống nguyên thủy của các giống Trạng nguyên hiện nay ....... 4
Hình 2.3 Giống Trạng nguyên Paul Mikkelsen ....................................................... 5
Hình 2.4 Các giống Trạng nguyên........................................................................... 5
Hình 2.5 Hoa Trạng nguyên .................................................................................... 6
Hình 2.6 Hai dạng kiểu hình của giống Jolly Red................................................... 7
Hình 2.7 Hai kiểu lá theo kiểu nhánh Trạng nguyên............................................... 7
Hình 2.8 Bệnh mốc xám ở Trạng nguyên................................................................ 8
Hình 2.9 Bệnh nấm mốc sương ở Trạng nguyên .................................................... 9
Hình 2.10 Bệnh nấm vảy trên lá ............................................................................. 9
Hình 2.11 Bệnh thối mục rễ................................................................................... 10
Hình 2.12 Cành giâm Trạng nguyên bị nấm Rhizoctonia solani........................... 10
Hình 2.13 Sự phát sinh phôi sinh dưỡng in vitro cây Trạng nguyên..................... 19
Hình 4.1 Chồi Trạng nguyên nẩy từ đốt thân mang chồi ngủ ............................... 27

Hình 4.2 Ảnh hưởng của BA lên sự hình thành chồi ............................................ 31
Hình 4.3 Ảnh hưởng của BA và NAA lên sự hình thành chồi .............................. 31
Hình 4.4 Chồi phát sinh ở môi trường MS bổ sung BA 0,5 mg/l.......................... 32
Hình 4.5 Chồi Trạng nguyên ................................................................................. 34
Hình 4.6 Ảnh hưởng của GA3 lên sự sinh trưởng của chồi Trạng nguyên............ 35
Hình 4.7 Rễ của cây Trạng nguyên tạo ra trên các môi trường tạo rễ................... 37
Hình 4.8 Cây Trạng nguyên trồng ngoài nhà lưới ................................................. 38

x


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1.

Đặt vấn đề
Ngày nay hoa kiểng không những làm đẹp cho cảnh quan môi trường mà còn

đóng vai trò quan trọng trong đời sống tinh thần. Do đó quan tâm phát triển hoa kiểng là
vấn đề cần thiết. Trạng nguyên lùn là một trong những loại hoa kiểng được ưa chuộng vì
màu sắc đa dạng và phong phú nên chúng được sản xuất khá phổ biến.
Ở phương Tây, cứ gần đến mùa Giáng Sinh, bên cạnh những chậu thông xanh,
những màn tuyết trắng xóa thì màu đỏ rực rỡ của Trạng nguyên cũng không thể thiếu.
Và như vậy trong mùa Giáng Sinh, nhà nào cũng cố gắng có một cành Trạng nguyên
treo trên tường hoặc bên cánh cửa, ngoài vườn như mong ước điều vui vẻ, may mắn sẽ
đến với gia đình nhân dịp Giáng Sinh và năm mới.
Ở Việt Nam, những năm gần đây Trạng nguyên giống lùn, lá đỏ trồng chậu đang
rất được ưa chuộng dùng để trang trí đặc biệt là vào mùa giáng sinh và năm mới. Nguồn
Trạng nguyên tiêu thụ trong nước chủ yếu nhập khẩu từ nước ngoài: Thái Lan, Đài Loan
và Trung Quốc nên giá mỗi cây Trạng nguyên khá cao.

Trạng nguyên được sản xuất chủ yếu bằng phương pháp giâm cành. Cành giâm
cần 6 - 8 tuần để phát triển rễ đầy đủ. Phương pháp này tốn thời gian và hệ số nhân
không cao. Trong khi đó, phương pháp nuôi cấy mô cho hiệu quả cao hơn.
Trạng nguyên là cây thích hợp với khí hậu Việt Nam, nhưng nghiên cứu về quá
trình vi nhân giống Trạng nguyên ở Việt Nam còn hạn chế. Nhằm bước đầu xây dựng
quy trình vi nhân giống cây Trạng nguyên nên đề nghị thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy
trình nhân giống in vitro cây Trạng nguyên (Euphorbia pulcherrima Willd.)”.
1.2.

Yêu cầu

 Xác định thời gian xử lý và nồng độ chất khử trùng để tạo nguồn mẫu sạch ban đầu
 Xác định nồng độ BA và NAA thích hợp đến khả năng tạo chồi của cây Trạng
nguyên in vitro
 Xác định nồng độ GA3 thích hợp đến khả năng sinh trưởng của chồi Trạng
nguyên in vitro
1




Xác định nồng độ IBA thích hợp cho sự tạo rễ cây Trạng nguyên in vitro

 Thuần hóa cây con ngoài vườn ươm
1.3.

Nội dung thực hiện

 Khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý và nồng độ chất khử trùng đến tỉ lệ sống của
cây Trạng nguyên in vitro

 Khảo sát ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự nhân chồi, sinh trưởng và
khả năng tạo rễ của cây Trạng nguyên in vitro
 Thuần hóa cây con ngoài vườn ươm

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1.

Giới thiệu về cây Trạng nguyên

2.1.1. Phân loại
Theo United States Department of Agriculture, Trạng nguyên có vị trí phân loại là:
Giới:

Plantae

Ngành:

Magnoliophyta

Lớp:

Magnoliopsida

Bộ:

Euphorbiales

Họ:

Euphorbiaceae

Giống:

Euphorbia

Loài:

Euphorbia pulcherrema Willd.

Hình 2.1 Cây Trạng nguyên
( />
2.1.2. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của Trạng nguyên
Theo D. Michael Benson và ctv (2001), Trạng nguyên là cây bản địa ở Mexico và
có nguồn gốc ở vùng gần Taxco ngày nay. Trước khi người Châu Âu đến Mexico,
những người ở Aztec ở trung tâm Mexico đã trồng loài cây này và gọi nó là
Cuetlaxochitl. Vì màu sắc rực rỡ, người da đỏ coi Trạng nguyên là biểu tượng của sự
trong sạch. Người da đỏ sử dụng lá bắc Trạng nguyên làm thuốc nhuộm màu tím đỏ và
dùng nhựa cây để làm thuốc trị sốt.
Năm 1825, Joel Roberts Poinsett (1779 – 1851) là người đầu tiên giới thiệu Trạng
nguyên ở nước Mỹ. Ông là đại sứ đầu tiên của nước Mỹ đến Mexico, ông đi thăm Taxco
và thấy những cây Trạng nguyên trồng ở gần đồi núi. Sau đó, ông bắt đầu nhân giống,
gửi tặng cho bạn bè và các nhà làm vườn, trong đó có John Bartram ở Philadelphia.
Bartram cung cấp Trạng nguyên cho Robert Buist, người bán cây Trạng nguyên đầu tiên
trên thị trường. Tên Poinsettia là tên tiếng anh của cây Trạng nguyên được đặt để tưởng
nhớ Joel Roberts Poinsett.

3


Kỷ nguyên hiện đại của nhân giống Trạng nguyên bắt đầu bằng sự có mặt của
giống Oak Leaf. Năm 1923, giống này được bà Enterman trồng ở Jersey City, New
Jersey. Từ năm 1923 đến đầu năm 1960, tất cả những giống Trạng nguyên chủ yếu trên
thị trường đều xuất phát từ chọn lọc hoặc từ những biến dị của giống Oak Leaf.

Hình 2.2 Oak Leaf giống nguyên thủy
của các giống Trạng nguyên hiện nay
( />
Giữa những năm 1950, các tổ chức đã bắt đầu nhân giống Trạng nguyên gồm có
đại học bang Pennsylvania, đại học Maryland, trung tâm nghiên cứu USDA tại
Beltsville, Maryland và một số công ty trồng cây như Azalealand ở Lincoln, Nebraska;
Paul Ecke Ranch ở Encinitas California; Mikkelsen,s ở Ashtabula, Ohio; Zieger Brother
ở Hamburg, Đức; Thormod Hegg và Son ở Reistad, Na Uy.
Giáo sư Robert N. Stewart, ngành nghiên cứu nông học ở Belsville, Maryland, đã
nghiên cứu di truyền của Trạng nguyên để tách ra những đặc tính mong muốn như thân
cứng chắc, lá bắc lớn hơn, nhiều màu sắc mới lạ và kéo dài chất lượng lá bắc. Ông cũng
tập trung xác định tính chất của các giống Trạng nguyên đột biến. Các nghiên cứu của
ông đã giúp ích rất nhiều cho các nhà lai tạo giống Trạng nguyên.
Năm 1963, một kỷ nguyên mới của Trạng nguyên lại mở ra khi giống Paul
Mikkelsen xuất hiện trên thị trường. Giống này có thân chắc, kéo dài được chất lượng
của lá bắc, cung cấp cho thị trường giống có thời gian tồn tại kéo dài hơn của lá bắc.
Năm 1964, giống Annette Hegga Red có mặt ở Na Uy. Sau đó, một loạt Trạng nguyên
đột biến của giống này được tạo ra. Các giống Hegg được coi là một loài mới hoàn toàn
trên thị trường vì nó có thể cho ra 5 – 8 cành hoa từ một nhánh và nó có thể nhân giống
rất dễ dàng.

4

Hình 2.3 Giống Trạng nguyên Paul
Mikkelsen ( />Năm 1988, thị trường Trạng nguyên có thêm giống Eckespoint® Lilo. Đó là
giống Trạng nguyên lá sẫm đầu tiên, ra hoa sớm và kéo dài được chất lượng của lá bắc.
Giống này đòi hỏi kỹ thuật chăm sóc riêng để đảm bảo ra nhánh tốt.
Năm 1992, giống Eckespoint® Freedom™ xuất hiện. Nó có những đặc tính tốt
nhất của Eckespoint® Lilo khi cho ra nhiều nhánh hơn, thích hợp với yêu cầu của khách
hàng. Thêm cuộc cách mạng cuối cùng của sự xuất hiện giống Trạng nguyên mới, đó là
giống Eckespoint® Winter Rose™ Dark Red vào năm 1998. Đó là giống đầu tiên trong
nhóm lá xoăn, có lá bắc bẻ cong, đỏ đậm, lá xanh đậm và cong.

a

b

Hình 2.4 Các giống Trạng nguyên. (a) Giống Trạng nguyên
Winter Rose đầu tiên có lá cong; (b) Giống Trạng nguyên Plum
Pudding đầu tiên có lá bắc màu tím ( />
Ngày nay, Trạng nguyên được tìm thấy với nhiều màu sắc và kích cỡ, từ cây mini
cho đến những cây cao, lớn. Trạng nguyên không chỉ là cây hoa nổi tiếng trong mùa
Giáng Sinh mà còn là cây trồng chậu bán chạy nhất nước Mỹ, với hơn 65 triệu cây được
bán trên cả nước năm 2000.

5


2.1.3. Mô tả cây Trạng nguyên
Trạng nguyên là loài cây bụi hay cây thân gỗ nhỏ, thông thường cao 0,6 đến 4 m,
phân cành nhánh nhiều. Lá ở thân dạng bầu dài, chia thùy, cuống mập, lá màu xanh đậm,

bóng, gân nổi rõ, có răng cưa màu lục sẫm dài 7 – 16 cm. Các lá trên cùng còn gọi là lá
bắc, có màu đỏ lửa, hồng hay trắng và thường bị nhầm lẫn là hoa. Hoa thực sự là các cấu
trúc nhỏ màu vàng, tìm thấy ở trung tâm của các cụm lá. Các giống Trạng nguyên cũng
được tạo ra với các lá bắc màu cam, vàng nhạt, kem hay cẩm thạch.
Hiện nay, người ta biết chính xác có 109 thứ Trạng nguyên, nhưng theo kết quả một
số cuộc điều tra thì khoảng 69% người Mỹ thích Trạng nguyên hoa đỏ, 7% thích loại hoa
trắng và 14% thích hoa hồng (Poinsettia pages, The university of Illinois Extension).
Hoa Trạng nguyên là một cụm hoa, có màu hơi xanh và có dạng hình chén gọi là
cyathia. Mỗi cyathium là một cụm hoa chứa hoa đực và hoa cái đơn tính, không có cánh
hoa. Hoa đực rất khó thấy và biến đổi thành một nhị hoa đơn, màu đỏ. Trong khi đó, hoa
cái có một nhụy đơn trên một cuống nhỏ. Bầu nhụy ẩn bên trong cyathium. Mép của
cyathium có một tuyến mật hoa màu vàng, để thu hút các loài thụ phấn (họ Đại kích,
2000).

a

b

Hình 2.5 Hoa Trạng nguyên. (a) A: Cyathium ở giữa gồm nhiều
cụm hoa màu vàng xanh; (b) B: một cyathium hình tách. C: tuyến
mật hoa màu vàng để hấp dẫn côn trùng. D: những hoa đực là cụm
các nhị đơn, màu đỏ
( />
6


Về kiểu hình, theo Ing-Minh Lee (2000), có hai dạng kiểu hình của các giống
Trạng nguyên được bán trên thị trường là kiểu nhánh hạn chế và kiểu nhánh tự do. Kiểu
nhánh hạn chế có ưu thế ngọn, có vài chồi nách và lá bắc. Kiểu nhánh tự do có ưu thế
ngọn giảm, nhiều chồi nách và lá bắc.

Hình 2.6 Hai dạng kiểu hình của giống Jolly Red: kiểu nhánh
hạn chế (trái) và kiểu nhánh tự do (phải) (http:// apsnet.org/
education/ feature/ poinsettia/).

Hình 2.7 Hai kiểu lá theo kiểu nhánh Trạng
nguyên: lá của cây nhánh hạn chế (trái) và lá
của cây nhánh tự do (phải) ( />
2.2.

Cách trồng cây Trạng nguyên



Điều kiện nhiệt độ, ánh sáng, nước và dinh dưỡng.
Cây Trạng nguyên là thực vật cận nhiệt đới, trồng nhiều ở Sydney, Australia. Cây

phát triển tốt ở nhiệt độ ban ngày là 21oC. Cây phát triển không tốt thường bị héo, tàn lụi
khi nhiệt độ ban đêm xuống dưới 10oC. Trạng nguyên là thực vật ngắn ngày nên chỉ cần
nhận ánh sáng 8 – 10 h/ngày. Nên giữ cây trong tối từ 5h chiều đến 8h sáng và cây nhận
ánh sáng từ 8h sáng đến 5h chiều. Tưới nước cho cây khi giá thể hơi khô, tùy theo độ
tuổi của cây mà ta có chế độ tưới nước riêng, không đặt cây nơi có nguồn nước bẩn hoặc
cống hầm. Thường xuyên cung cấp chất dinh dưỡng cho cây định kỳ sau 2 - 3 tuần. Bón
7


phân cho cây sau mùa ra hoa và trong giai đoạn cây đang ra hoa thì không bón phân cho
cây (Peg McMahon, Đại học Ohio).


Cách làm cho cây Trạng nguyên ra hoa trở lại
Vào đầu tháng 4, cắt tỉa cành Trạng nguyên cách mặt đất khoảng 7 – 16 cm. Tưới

nước thường xuyên cho cây và bón phân sau 2 – 3 tuần, đặt cây trong nắng trên 17oC.
Đến đầu tháng 7, tiến hành cắt tỉa để điều khiển chiều cao của cây và tạo dáng cho cây,
cắt 4 – 5 lá/cành để kích thích cây tạo ra nhiều nhánh hơn. Giữa tháng 8, cắt tỉa thêm lần
nữa. Vào tháng 9, thay giá thể cho cây như than bùn, rêu, đất xốp miễn sao chứa nhiều
chất dinh dưỡng và rút nước tốt. Lúc này nên đặt cây trong nhà lưới có nhiệt độ từ 19 –
23oC và tưới nước thường xuyên cho cây. Đến đầu tháng 10, để cây hoàn toàn trong tối
14 h/ngày kéo dài 8 – 10 tuần để kích thích cây ra hoa. Cây sẽ ra hoa trong suốt mùa
Giáng sinh, thời gian ra hoa tùy thuộc vào từng cây (Poinsettia Care in the Home, Paul
Ecke Ranch ).
2.3.

Một số bệnh trên cây Trạng nguyên

2.3.1. Các bệnh ở lá cây Trạng nguyên


Bệnh mốc xám: do nấm Botrytis cinerea gây ra. Nấm Botrytis cinerea tạo ra

nhiều bào tử dễ dàng phát tán ra không khí. Bệnh mốc xám có những mảng bám màu
nâu trên lá cây Trạng nguyên dẫn đến lá bắc dễ bị cháy. Bệnh gây ra ảnh hưởng đến vẻ
đẹp của cây. Các thuốc diệt nấm gồm chlorothalonil, fenhexamid, fludioxonil có thể bảo
vệ lá cây.

a

b

Hình 2.8 Bệnh mốc xám ở Trạng nguyên.
(a) Bệnh gây ra trên lá; (b) Bệnh gây ra trên thân
( />
8




Bệnh nấm mốc sương: do nấm Oidium sp gây ra. Bệnh xuất hiện một tập đoàn

nấm màu trắng không những ảnh hưởng đến lá cây mà còn ảnh hưởng đến lá bắc, cây
không thể bán được.

b

a

Hình 2.9 Bệnh nấm mốc sương ở Trạng nguyên. (a) Gây ra
trên lá; (b) Gây ra trên hoa và lá bắc ( />
Nếu người trồng kiểm tra cẩn thận thì dấu hiệu bệnh ban đầu sẽ phát hiện ra và xử
lý bằng thuốc diệt nấm như là triflumizole, và myclobutanil.


Bệnh nấm vảy ở Trạng nguyên: do nấm Sphaceloma poinsettiae gây ra. Bệnh có

vết loát chỉ xuất hiện trên cây Trạng nguyên. Bệnh ảnh hưởng đến lá và thân của cây.
Nấm nhỏ gây tổn thương quanh trên phiến lá và thông thường xuất hiện trên gân lá hoặc
ở bên gân lá nơi chúng thường kết thành nhóm, có màu hơi trắng đến nâu ở giữa và
thường có loan quầng màu vàng.
Trạng nguyên có dấu hiệu bị nhiễm bệnh sẽ được loại bỏ, còn lại sẽ xử lý bằng

thuốc diệt nấm. Tránh tưới nước quá ẩm ướt cho cây để giảm cơ hội tấn công của bệnh
nấm vảy.
2.3.2. Các bệnh ở rễ


Bệnh thối mục rễ gây ra bởi nấm Pythium. Nấm thường tấn công vào rễ của cành

giâm làm cây rủ xuống và chết nhanh. Rễ những cành giâm có màu nâu và sũng nước.
Những mô sẹo và rễ mới tại đó cũng trở thành màu nâu. Trạng nguyên nhiễm bệnh phát
triển còi cọc, thường héo rũ khi nhiệt độ cao trong ngày.
Thuốc diệt nấm và tác nhân sinh học thường được dùng trị bệnh thối mục rễ. Các
chất sinh học chiết xuất từ các loài Trichoderma, Bacillus, Gliocladium, và
Streptomyces, có thể sử dụng phòng bệnh, trị bệnh cho cây. Một số thuốc diệt nấm như
mefenoxam/metalaxyl, propamocarb và etridiazole được sử dụng để trị bệnh.

9


a

b

Hình 2.11 Bệnh thối mục rễ ở Trạng nguyên. (a) Cây Trạng
nguyên bị bệnh; (b) Rễ Trạng nguyên có màu nâu tối và sũng nước



Bệnh héo rũ gốc mốc trắng gây ra bởi nấm Rhizoctonia solani là bệnh nguy hiểm

ảnh hưởng đến quá trình nhân giống cây Trạng nguyên. Triệu chứng ban đầu của bệnh

là những tổn thương nhỏ thường phát triển ở gốc cây bề mặt của rễ.

Hình 2.12 Cành giâm Trạng nguyên bị nấm
Rhizoctonia solani ( />Những vết thương có thể phát triển trên một cành giâm đơn lẻ. Nếu cành giâm
mới bị nhiễm thì lan rộng nhanh chống đến thân và cây ngã sau 5 – 7 ngày. Cành giâm
khi nhân giống được một tuần hoặc hơn thì kháng lại R. solani tốt hơn. Vùng nhiễm
bệnh trên lá có màu nâu và lấm tấm nhựa mủ màu trắng. Những lá bị nhiễm nhanh
chống lan truyền và lan đến rễ, dẫn đến bệnh thối rễ mốc trắng phát triển (D. Michael
Benson và ctv, 2001).
2.4.

Nhân giống cây trồng in vitro

2.4.1. Giới thiệu nhân giống in vitro
Nhân giống in vitro hay nuôi cấy mô đều là thuật ngữ mô tả các phương thức nuôi
cấy các bộ phận thực vật trong ống nghiệm có chứa môi trường xác định ở điều kiện vô
trùng. Môi trường có các chất dinh dưỡng thích hợp như muối khoáng, vitamin, các
hormone tăng trưởng và đường.

10


Kỹ thuật nuôi cấy mô cho phép tái sinh chồi hoặc cơ quan từ các mô như lá, thân,
hoa hoặc rễ. Trước kia người ta dùng phương pháp nuôi cấy tế bào và mô thực vật để
nghiên cứu về đặc tính cơ bản của tế bào như sự phân chia, sự di truyền và tác dụng của
các hóa chất đối với tế bào và mô trong quá trình nuôi cấy.
Ngày nay phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật đã hướng về những ứng dụng
thực tiễn, vì nó liên hệ mật thiết với các giống cây trồng. Các nhà thực vật học đã áp
dụng phương pháp này với mục đích sau.
 Tạo một quần thể lớn và đồng nhất trong một thời gian ngắn, với diện tích thí

nghiệm nhỏ, có điều kiện hóa lý kiểm soát được.
 Tạo được nhiều cây con từ mô và cơ quan của cây (lóng, thân, phiến lá, hoa, hạt
phấn, chồi phát hoa…) mà ngoài thiên nhiên không thực hiện được.
 Làm sạch nguồn virus cho cây bằng cách cấy mô phân sinh ngọn.
 Cải tiến các giống cây trồng bằng công nghệ sinh học (Dương Công Kiên, 2002).
2.4.2. Các giai đoạn nhân giống in vitro
Theo Trần Thị Dung (2003), sự thành công của việc nhân giống in vitro chỉ đạt
được khi trải qua các giai đoạn:
 Giai đoạn 1: Khử trùng mô nuôi cấy
Đây là giai đoạn tối quan trọng quyết định toàn bộ quá trình nhân giống in vitro.
Mục đích của giai đoạn này là phải tạo ra được nguyên liệu vô trùng để đưa vào nuôi cấy
in vitro.
Vô trùng mô cấy là một thao tác khó, ít khi thành công ngay lần đầu tiên. Tuy
vậy, nếu kiên trì tìm được nồng độ và thời gian vô trùng thích hợp thì sau vài lần thử
chắc chắn sẽ đạt kết quả.
 Giai đoạn 2: Tái sinh mẫu nuôi cấy
Mục đích của các giai đoạn này là sự tái sinh một cách định hướng các mô nuôi
cấy. Quá trình này được điều khiển chủ yếu dựa vào tỉ lệ của các hợp chất auxin,
cytokynin ngoại sinh đưa vào môi trường nuôi cấy. Tuy nhiên, bên cạnh điều kiện đó
cũng cần quan tâm tới tuổi sinh lý của mẫu cấy. Thường mô non, chưa phân hoá có khả
năng tái sinh cao hơn các mô trưởng thành. Người ta còn nhận thấy rằng mẫu nuôi cấy
trong thời gian sinh trưởng nhanh của cây cho kết quả rất khả quan trong tái sinh chồi.

11


 Giai đoạn 3: Nhân nhanh
Giai đoạn này được coi là giai đoạn then chốt của quá trình. Để tăng hệ số nhân,
ta thường đưa thêm vào môi trường dinh dưỡng nhân tạo các chất điều hoà sinh trưởng
(auxin, cytokynin, gibberellin,…), các chất bổ sung khác như nước dừa, dịch chiết nấm

men,… kết hợp với các yếu tố nhiệt độ, ánh sáng thích hợp. Tuỳ thuộc vào từng đối
tượng nuôi cấy, người ta có thể nhân nhanh bằng kích thích sự hình thành qua các cụm
chồi (nhân cụm chồi) hay kích thích sự phát triển của các chồi nách (vi giâm cành) hoặc
thông qua việc tạo cây từ phôi vô tính.
 Giai đoạn 4: Tạo cây hoàn chỉnh
Khi đạt được kích thước nhất định, các chồi được chuyển từ môi trường ở giai
đoạn 3 sang môi trường tạo rễ. Thường 2 – 3 tuần, từ những chồi riêng lẽ này sẽ xuất
hiện rễ và trở thành cây hoàn chỉnh. Ở giai đoạn này người ta thường bổ sung vào môi
trường nuôi cấy các auxin là nhóm hormon thực vật quan trọng có chức năng tạo rễ phụ
từ mô nuôi cấy.
 Giai đoạn 5: Đưa cây ra đất
Giai đoạn đưa cây hoàn chỉnh từ ống nghiệm ra đất là bước cuối cùng của quá
trình nhân giống in vitro và là bước quyết định khả năng ứng dụng quá trình này trong
thực tiễn sản xuất.
Đây là giai đoạn chuyển cây con in vitro từ trạng thái sống dị dưỡng sang sống
hoàn toàn tự dưỡng, do đó phải đảm bảo các điều kiện ngoại cảnh (nhiệt dộ, ánh sáng,
ẩm độ, giá thể,…) phù hợp để cây con đạt tỷ lệ sống cao trong vườn ươm cũng như
ruộng sản xuất.
2.4.3. Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng hoặc chồi thân
Theo Dương Công Kiên (2002), việc cấy đỉnh sinh trưởng cần phải thực hiện đối
với việc nuôi cấy vùng nhô lên của chồi ngọn hoặc cấy đỉnh sinh trưởng khi có vài lá
non đầu tiên. Nhưng việc cấy đỉnh sinh trưởng sẽ trở nên không chuyên biệt một khi nó
được thực hiện đối với các bộ phận của thực vật có chiều dài trên 500 µm và 1 mm. Như
vậy, việc nuôi cấy đỉnh sinh trưởng là sự nuôi cấy chồi chỉ định một cách không xác
định đầu ngoài của nhánh thân cây. Trong mỗi trường hợp, chúng ta cần phải xác định
kích thước của phần thực vật được đặt nuôi cấy.
12


Sự nuôi cấy đỉnh sinh trưởng hoặc chồi thân được thực hiện trong 3 mục đích

khác nhau, để phục vụ cho việc nghiên cứu ứng dụng.
2.4.3.1. Khảo sát về chức năng của đỉnh sinh trưởng
Việc cấy đỉnh sinh trưởng đã trở thành một phương pháp lựa chọn để tạo trở lại các
dòng cây sạch bệnh. Morel va Martin (1952, 1955) là những người đầu tiên thu được sự
tái sinh các cây sạch bệnh (cây thược dược và khoai tây) từ các dòng cây bị nhiễm virus.
Những bộ phận được nuôi cấy (có đường kính khoảng 200 µm) ngoài vùng nhô lên của
chồi, có chứa một vài lá nguyên thủy. Các công trình nghiên cứu này đã:
 Làm nổi bậc khả năng là các đỉnh sinh trưởng tái sinh thành cây hoàn chỉnh, khả
năng này xuất hiện như một đặc tính tổng quát giữa các thực vật bậc cao.
 Đồng thời công trình này cũng mang lại các kết quả thực tiễn là khả năng các mô
sinh trưởng dường như không bị nhiễm bệnh virus trong bối cảnh mà môi trường xung
quanh mô bị nhiễm bệnh.
Một giai đoạn thứ 2 của việc cấy đỉnh sinh trưởng trong mục đích nhân giống vô
tính đã được lưu ý do các quan sát của Morel trên các loài lan. Đỉnh sinh trưởng của lan
cymbidium, được tách rời khỏi cây mẹ và được cấy trong ống nghiệm thì đỉnh này sẽ tái
sinh thành một dạng protocorme, có cấu trúc phát triển một cách bình thường bởi phôi
sau khi nảy mầm. Protocorme là một củ nhỏ có tổ chức, có khả năng sinh ra nhiều điểm
tăng trưởng bất định, các điểm tăng trưởng bất định này có thể tạo ra nhiều protocorme
mới hoặc phát triển thành chồi non có lá.
Giai đoạn thứ ba trong lịch sử nhân giống là việc cấy chồi thân đã được hiệu
chỉnh bằng các kỹ thuật khá chính xác, các kỹ thuật này sẽ tạo nên sự thuận lợi trong
việc nhân giống đỉnh sinh trưởng ở nách thân hoặc bất định và cho phép thực hiện nhân
giống với một tỉ lệ cao trên các loài cây khác nhau.
Kỹ thuật nuôi cấy đỉnh sinh trưởng hoặc chồi thân dường như là phương pháp
nhân giống trong ống nghiệm có thể phổ biến một cách dễ dàng nhất, cũng như chắc
chắn nhất để thu được các cây con giống hệt nhau, ngoại trừ các sự đột biến mà chúng ta
không mong muốn.

13

2.4.3.2. Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng và tạo lại các dòng cây sạch bệnh
Trong một cây bị nhiễm bệnh, sự phân phối các virus dường như rất thay đổi, tùy
theo cơ quan của cây, chúng có các hệ số về nồng độ virus rất rõ rệt ở các cơ quan này.
Nhiều nhận định khác nhau cho biết rằng đỉnh sinh trưởng của một cây bị bệnh, thực tế
có thể không bị nhiễm virus. Việc truyền bệnh virus không xảy ra bởi hạt. Từ các công
trình nghiên cứu về nuôi cấy mô trên rễ cây cà chua, White (1934) đã thành công trong
việc cấy các rễ bị nhiễm do một loại virus gọi là mosaique trên cây thuốc lá. Trong lúc
cấy truyền các phần đoạn của rễ có chiều dài khoảng 1 mm, gần đầu ngoài của đỉnh rễ,
White đã thu được các dòng cây không bị nhiễm virus.
Sự cấy đỉnh sinh trưởng là một kỹ thuật giâm cành trong ống nghiệm. Các giai
đoạn khác nhau của sự nuôi cấy được hệ thống hóa trong bốn giai đoạn, các cây lâu năm.
 Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng
 Cây lấy lại sự tăng trưởng và chức năng sinh trưởng bình thường của đỉnh sinh
trưởng
 Sự ra rễ của chồi non
 Trồng cây con vào chậu
2.4.3.3. Sự tăng sinh của các chồi nách khi nuôi cấy các đỉnh thân
Sự nhân giống in vitro các chồi nách một cách liên tiếp từ sự nuôi cấy đỉnh thân
tỏ ra ứng dụng được trên phần đông các loại thân thảo và nhiều loại cây lâu năm.
Adams (1972) đã quan sát lần đầu tiên và thấy rằng, khi cho thêm chất cytokinin
vào môi trường cấy sẽ tạo nên nhiều chồi non. Dưới tác dụng của nồng độ cytokinin khá
đậm đặc, người ta có thể quan sát được sự bành trướng lan dần của sự sinh tạo chồi. Đầu
tiên các chồi nách phát triển ở vị trí bình thường , ở nách các lá, kế đó nó phát triển ở
nách trống của các lá. Cuối cùng, các chồi có thể được tái tạo từ các mô sẹo ở dưới đáy.
Đây là sự phát triển chồi nách liên tiếp trên sự thức dậy của đỉnh ngọn và sự tái tạo các
chồi bất định.
Sự phát triển chồi nách và sự tái tạo các chồi bất định có thể được duy trì bằng sự
cấy truyền hoặc gián đoạn bởi sự hủy bỏ chất cytokinin trong môi trường cấy. Sự sinh
chồi nách mạnh mẽ đi kèm theo sự tạo hình thái đặc biệt của thực vật. Sự tăng trưởng

của các chồi bị hạn chế, các lá thì nguyên vẹn như là lá của các cây con còn bé, sự phát
triển của phiến lá bị thu hẹp lại (Dương Công Kiên, 2002).
14


2.4.4. Vai trò của chất kích thích sinh trưởng trong nuôi cấy
Chất điều hoà sinh trưởng là những chất với liều lượng thấp hiệu ứng sinh học
cao, được tổng hợp tại một cơ quan và gây ảnh hưởng điều tiết đến các quá trình sinh lý,
trao đổi chất nào đó trong những cơ quan khác. Chất điều hoà sinh trưởng là sản phẩm
trao đổi chất bình thường của cơ thể thực vật. Nó đóng vai trò chủ đạo trong quá trình
sinh trưởng, phát triển và những quá trình sinh lý, hoá sinh khác cũng như trong phản
ứng thích nghi của thực vật đối với điều kiện của môi trường (Bùi Trang Việt, 2000).
 Chất kích thích sinh trưởng auxin:
Auxin hoạt hoá sự phân bào, sinh trưởng kéo dài, cần cho sự tạo mạch dẫn và ra
rễ, tăng trưởng của quả, tạo quả không hạt, kích thích sinh trưởng của ống phấn (Bùi
Trang Việt, 2000).
Auxin kích thích mạnh sự kéo dài tế bào diệp tiêu. Sự kéo dài của tế bào rễ cần
những nồng độ auxin thấp hơn nhiều so với thân và chồi. Hiệu ứng auxin giảm khi nồng
độ auxin nhỏ hơn nồng độ tối ưu và trở nên độc ở các nồng độ quá cao. Trong sự hình
thành rễ, đặc biệt là rễ bất định phát sinh từ các cơ quan dinh dưỡng thì hiệu quả của
auxin rất đặc trưng. Có thể xem auxin là hocmon hình thành rễ. Nếu trong môi trường
chỉ cho chất điều hòa sinh trưởng là auxin thì mô nuôi cấy chỉ xuất hiện rễ mà thôi. Còn
nếu muốn tạo chồi để có cây hoàn chỉnh thì phải bổ sung vào môi trường chất tạo chồi là
cytokinin (Hoàng Minh Tấn, 2004).
Tất cả cây trồng đều tổng hợp được chất auxin (dạng tổng hợp) tuỳ theo giai đoạn
phát triển của chúng. Ngay từ khi chất auxin được nhận dạng, có nhiều chất có cấu trúc
gần nhau và giống nhau về mặt hoá học đã được thí nghiệm. Một vài chất này đã thể
hiện các đặc tính tương tự như các đặc tính của chất auxin, nhưng thường với các liều
lượng thấp hơn, hơn nửa chúng ít bị kiểm soát bởi các enzyme và có thể có một tác động
kéo dài trong đó có NAA. Trong lĩnh vực nuôi cấy in vitro, những chất này đã chiếm

một vị trí quan trọng, hai tính chất được nghiên cứu nhiều là kích thích sự phân chia tế
bào và sự hình thành rễ (Trần Văn Minh, 2004).
Auxin chẳng những kích thích sự tăng trưởng của chồi non mà còn khởi phát cho
sự tạo mới. Ở nồng độ thấp và thường dùng kết hợp với cytokinin thì auxin khởi phát mô
phân sinh ngọn, vượt quá nồng độ giới hạn thì auxin ngăn cản sự phát triển của lá mới
hay của mô phân sinh bên (Hoàng Minh Tấn, 2004).
15