NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ÁP DỤNG HỆ THỐNG NUÔI CẤY NGẬP CHÌMTẠM THỜITỰ TẠO TRONG VI NHÂN GIỐNGMÍA ĐƯỜNG KU00161

 

 

 

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
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ÁP DỤNG HỆ THỐNG
NUÔI CẤY NGẬP CHÌMTẠM THỜITỰ TẠO TRONG
VI NHÂN GIỐNGMÍA ĐƯỜNG KU00-1-61

Ngành học

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Sinh viên thực hiệnNGỌ THỊ THẮM
Niên khóa

2009- 2013

 
 
 
 
 
 

Tháng 6/2013
 
 


 

 

 

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
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ÁP DỤNG HỆ THỐNG
NUÔI CẤY NGẬP CHÌMTẠM THỜITỰ TẠO TRONG
VINHÂN GIỐNGMÍA ĐƯỜNG KU00-1-61

Hướng dẫn khoa học

Sinh viên thực hiện

ThS. TÔN BẢO LINH

NGỌ THỊ THẮM

THÁNG 6/2013
 

 


 

 

 

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn đến:
Ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, ban chủ nhiệm
Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học cùng tất cả các quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho
tôi trong suốt thời gian 4 năm tôi học tập tại trường.
Cô Tôn Bảo Linh, giảng viên Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học, trường Đại Học Nông
Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã hướng dẫn tận tình, giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt
thời gian tôi thực hiện đề tài tốt nghiệp tại Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học.
Công ty Thành Thành Công đã hỗ trợ tôi rất nhiều cả về mặt vật chất và tinh thần,
tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Gia đình bác Nguyễn Văn Cài, Ấp 11 thị trấn Thủ Thừa, huyện Thủ Thừa, tỉnh
Long An đã cung cấp nguồn giống cho tôi thực hiện thí nghiệm trong suốt thời gian tôi
thực hiện khóa luận.
Các anh chị và các bạn làm việc trong Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học đã tận tình
hướng dẫn động viên và giúp đỡ tôi mỗi khi tôi gặp khó khăn.
Bạn Clarisse Blanchard đã hợp tác, giúp đỡ,trao đổi kinh nghiệm cùng tôi trong
quá trình tôi thực hiện đề tài tốt nghiệp.
Con xin cảm ơn bố mẹ, anh chị đã nuôi dưỡng, yêu thương con, luôn tạo điều kiện
tốt nhất để con học tập cho tới ngày hôm nay.
Cảm ơn tất cả các bạn, các thành viên trong trong tập thể lớp DH09SH đặc biệt là
nhóm bạn thân Kute8girl đã luôn luôn hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong thời gian tôi học tập tại

trường cũng như những lúc tôi gặp khó khăn trong cuộc sống.

Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 6 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Ngọ Thị Thắm

i
 


 

 

 

TÓM TẮT
 

Mía là nguồn nguyên liệu chủ yếu của ngành công nghiệp đường trên thế giới.Cùng
với sự phát triển kinh tế toàn cầu, nhu cầu tiêu thụ đường trên thế giới ngày càng gia
tăng.Trên thực tế, những giống mía có trữ lượng đường cao chưa đến được với tất cả
người nông dân do giá thành nguồn giống vẫn còn khá đắt. Mặc dù đã áp dụng phương
pháp nuôi cấy mô trong việc sản xuất giống mía mới nhưng giá thành của sản phẩm
vẫn còn ở mức cao, nguyên nhân chính là do các thao tác trong qua trình thực hiện thí
nghiệm khó phảicần người có trình độ kĩ thuật cao.Vi nhân giống mía đường
KU00-1-61 trong hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời tự tạo sử dụng môi trường
nuôi cấy lỏng là phương pháp vi nhân giống mới đang được áp dụng phổ biến hiện nay
trong việc sản xuất nguồn giống để đáp ứng cho nhu cầu sản xuất đại trà.
Nghiên cứu bao gồm 2 nội dung chính là thiết kế, lắp đặthệ thống nuôi cấy ngập

chìm tạm thời tự tạo và tìm hiểu khả năng vi nhân giống mía đường KU00-1-61 trong
hệ thống ngập chìm tạm thời tự tạo bằng cách khảo sát ảnh hưởng của kích thước mẫu
đến khả năng tái sinh, tạo mô sẹo từ lá mía non và khảo sát khả năng tạo chồi của mẫu
sẹo mía, khả năng tăng sinh chồi và tạo rễ của mẫu chồi mía trên 2 dạng môi trường
nuôi cấy bán rắn và môi trường nuôi cấy lỏng.Về thiết kế, lắp đặt hệ thống nuôi cấy
ngập chìm tạm thời: đã thiết kế, lắp đặt, hệ thống hoạt động khá tốt và được áp dụng
cho nuôi cấy các nghiệm thức trong thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3.Về quá trình cảm
ứng tạo mô sẹo từ lá mía non cho thấy kích thước mẫu tốt nhất là 0,5 cm x 0,5 cm cho
sựtạo thành mô sẹo trong môi trường MS cơ bản có bổ sung 2,4 D nồng độ 2 mg/l.Thí
nghiệm tạo chồi trên 2 hệ thống nuôi cấy cho thấy hệ thống nuôi thấy ngập chìm tạm
thời tự tạo sử dụng môi trường nuôi cấy lỏng đặt trong điều kiện nhiệt độ phòng cho
hiệu quả tạo chồi từ mô sẹo thấp hơn (5,767 chồi với chiều cao trung bình 0,467 cm)
so với hệ thống nuôi cấy truyền thống sử dụng môi trường bán rắn đặt trong điều kiện
phòng tăng trưởng (24,567 chồi và chiều cao trung bình đạt 0,733 cm). Tuy nhiên khả
năng tạo rễ của cây mía trong hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời tự tạo lại tốt hơn
so với khả năng tạo rễ khi nuôi cấy trong hệ thống nuôi cấy truyền thống
(2,68 rễ/chồi với chiều dài rễ trung bình 1,567 cm so với 2,34 rễ/chồi và chiều dài rễ
trung bình là 0,5 cm).
ii
 


 

 

 

SUMMARY
Thesis titled: “Study of the potential application of the self-built temporary

immersion system in sugarcane micropropagation KU00-1-61” was carried out at the
Department of Biotechnology, Nong Lam University, Ho Chi Minh city from
December 15th2012 to June15th2013.
Sugarcane is the main cash of sugar industry in the world.Along with the
development of the global economysugar demand is increasing. The sugarcane
varieties with high sugar reserveshave not reached to the farmers because prices of
seed are still quite expensive eventhough mcropropagation has been applied in
commercial seed production. The plant tissue culture requires skilled perfomers, which
makes the cost for seed production become expensive. Therefore, temporary
immersion system is widely applied inrapid multiplication of sugarcane to supply
seeds at reasonable price.
The study included 2 main contents which is design, installation of self-built
temporary immersion system andevaluation of the potential application of the selt-built
system in micropropagation of the sugarcane variety KU00-1-61 through comparison
of multiplication efficiency of the explants in two types of the culture medium is semisolid and liquid medium.
The results show that the size of sample 0.5cm x 0.5cm is the best one size for
callus formation of on the basic MS medium supplemented 2,4-D at the concentration
of 2 mg/l.The experiment on the 2 culture systemsshowed that liquid culture systems
at room temperature conditions resulted in lower shoot number than conventional
culture system underin vitro culture conditions, 5.767 shoots with the average height
0.467 cm compared to 24.567 shoots with average height 0.733 cm. However, TIS
proved to be more efficient better than semi-solid media during root induction stage
grow room conditions 2.68 roots/shoot with average long 1.567 cm compared to 2.34
roots/shoot with average long 0.5 cm.
Keyword: Liquid culture medium, Bioreactor system, Sugarcane, Sugarcane breeding,
Temporary Immersion System, Semi-solid media.
iii
 

 

 

 

MỤC LỤC
Trang 
Lời cảm ơn ........................................................................................................................ i 
Tóm tắt
.......................................................................................................................ii 
Summary ..................................................................................................................... iii 
Mục lục ...................................................................................................................... iv 
Danh sách chữ viết tắt ...................................................................................................vii 
Danh mục các bảng ..................................................................................................... viii 
Danh mục các hình ......................................................................................................... ix 
Chương 1 MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1 
1.1Đặt vấn đề ................................................................................................................... 1 
1.2Yêu cầu của đề tài....................................................................................................... 2 
1.3Nội dung thực hiện ..................................................................................................... 2 
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................... 3 
2.1Sơ lược về cây mía ..................................................................................................... 3 
2.1.1Phân loại mía ........................................................................................................... 3 
2.1.2Đặc điểm phân bố của cây mía ................................................................................ 3 
2.1.3Đặc điểm thực vật học của cây mía ......................................................................... 4 
2.1.3.1Các bộ phận của cây mía ...................................................................................... 4 
2.1.3.2 Các giai đoạn sinh trưởng và chu kì phát triển của cây mía............................... 4 
2.2Đặc điểm một số giống mía trong nước có năng suất cao.......................................... 6 
2.2.1 Giống mía K95-156 ............................................................................................... 6 
2.2.2 Giống mía Suphanburi 7 ........................................................................................ 6 

2.2.3 Đặc điểm giống mía KU00-1-61 ........................................................................... 7 
2.3Giá trị kinh tế của cây mía .......................................................................................... 8 
2.4Tình hình sản xuất và tiêu thụ đường mía trên thế giới và ở Việt Nam ..................... 9 
2.4.1Tình hình sản xuất và tiêu thụ đường mía trên thế giới .......................................... 9 
2.4.2Tình hình sản xuất và tiêu thụ đường mía ở Việt Nam ........................................... 9 
2.5Các công trình nghiên cứu nuôi cấy mô cây mía ..................................................... 11 
2.5.1Các công trình nuôi cấy mô trong nước ................................................................ 11 
2.5.2Các công trình nuôi cấy mô nước ngoài ................................................................ 12 
2.6 Áp dụng hệ thống ngập chìm tạm thời trong nuôi cấy mô ..................................... 12 
2.6.1 Lịch sử ra đời hệ thống ngập chìm tạm thời........................................................ 12 
2.6.2 Nguyên tắc vận hành và cấu trúc cơ bản hệ thống .............................................. 13 
2.6.3 Các loại hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời .................................................. 13 
2.6.4 Ưu và khuyết điểm của hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời .......................... 15 
2.6.4.1 Ưu điểm của hệ thống ngập chìm tạm thời ...................................................... 15 
2.6.4.2 Khuyết điểm của hệ thống ngập chìm tạm thời ................................................ 16 
2.7Các giai đoạn vi nhân giống mía in vitro ................................................................. 17 
iv
 


 

 

 

2.8Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy mô .................................................... 20 
2.8.1 Mô nuôi cấy ........................................................................................................ 20 
2.8.2Điều kiện vô trùng trong nuôi cấy ......................................................................... 20 
2.8.3Điều kiện nuôi cấy ................................................................................................. 21 

2.9Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy trong hệ thống TIS ........................... 23 
2.9.1 Thời gian ngập chìm ............................................................................................ 23 
2.9.2 Thể tích môi trường dinh dưỡng ......................................................................... 24 
2.9.3 Thể tích bình nuôi cấy ......................................................................................... 24 
2.9.4 Sự thoáng khí tự nhiên và thoáng khí cưỡng bức ................................................ 25 
2.10 Ảnh hưởng của hệ thống TIS đến chất lượng giống cây trồng ............................ 25 
2.10.1 Đặc điểm hình thái của thực vật sản xuất từ các hệ thống TIS ......................... 25 
2.10.2 Hiện tượng thủy tinh thể .................................................................................... 25 
2.11Vai trò các chất kích thích tăng trưởng trong nuôi cấy .......................................... 26 
2.11.1Auxin ................................................................................................................... 26 
2.11.2Cytokynin ............................................................................................................ 26 
2.11.3Gibberellin ........................................................................................................... 27 
2.11.4Ảnh hưởng của pH và agar .................................................................................. 27 
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 28 
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu .......................................................................... 28 
3.2Vật liệu 28 
3.2.1Nguồn mẫu thí nghiệm .......................................................................................... 28 
3.2.2 Các dụng cụ và thiết bị sử dụng trong thí nghiệm............................................... 28 
3.2.2.1 Dụng cụ............................................................................................................. 28 
3.2.2.2Các thiết bị sử dụng trong thí nghiệm ................................................................ 28 
3.2.3 Hóa chất ............................................................................................................... 29 
3.2.4Điều kiện nuôi cấy ................................................................................................. 29 
3.2.4.1Điều kiện nuôi cấy trong phòng tăng trưởng...................................................... 29 
3.2.4.2 Điều kiện nuôi cấy phòng ................................................................................. 29 
3.3Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 29 
3.3.1Nội dung 1 Thiết kế hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời ................................. 29 
3.3.2Nội dung 2 Tìm hiểu khả năng vi nhân giống mía đường KU00-1-61 ................. 32 
3.3.2.1 Thí nghiệm 1...................................................................................................... 32 
3.3.2.2 Thí ngiệm 2....................................................................................................... 33 
3.3.2.3 Thí nghiệm 3..................................................................................................... 34 

3.4Phương pháp xử lí số liệu ......................................................................................... 35 
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................................... 36 
4.1 Nội dung 1 Thiết kế hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời .................................. 36 
4.2 Thí nghiệm 1 .......................................................................................................... 37 
4.2.1 Số mẫu tạo sẹo tốt................................................................................................ 39 
4.2.2 Số mẫu tạo sẹo xấu .............................................................................................. 39 
4.2.3 Số mẫu chết ......................................................................................................... 40 
v
 


 

 

 

4.3 Thí nghiệm 2........................................................................................................... 40 
4.3.1 Số mẫu tạo chồi và số lượng chồi........................................................................ 42 
4.3.2 Chiều cao chồi ...................................................................................................... 42 
4.4 Thí nghiệm 3........................................................................................................... 44
4.4.1 Chiều caochồi……….........................................................................................45
4.4.2 Số lượng chồi và số lượng rễ ............................................................................... 45 
4.4.3 Chiều dài rễ.......................................................................................................... 45 
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 48 
5.1 Kết luận................................................................................................................... 48 
5.2 Đề nghị ................................................................................................................... 48 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 49 

vi

 


 

 

 

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
 

2,4-D:

2,4 – dichlorophenoxy acetic acid

AC:

Activated Charcoal – Than hoạt tính.

APCS:

Hệ thống nuôi cấy tự động

BA:

Benzyladenine

CCS:

Comercial cane sugar - Trữ lượng đường trong mía.

Ctv:

Cộng tác viên

CV:

Coefficient of Variation – Độ biến thiên.

EDTA:

Ethylen Diamin Tetra Acetat

FAO:

Tổ chức nông- Lương Liên hiệp quốc

IBA:

1H – indol – 3 – buyric acid
3 – indolebutyric acid
4 – (indol – 3 – yl) butyric acid

MS:

Murashige and Skoog.

NAA:

1 – naphathalene acetic acid

NN&PTNT: Nông nghiệp và phát triển nông thôn.
NR:

Chưa có báo cáo.

NSC:

Ngày sau cấy

TIS:

Temporary Immersion System -Hệ thống muôi cấy ngập chìm tạm thời.

WTO:

Tổ chức thương mại thế giới

 
 
 
 
 
 

vii
 

 

 

 

DANH MỤC CÁC BẢNG
 

Trang
Bảng 2.1 Tình hình sản xuất mía đường Việt Nam từ năm 2000 đến 2009……...…..10
Bảng 2.2 Sự phân bố diện tích trồng mía của nước ta……………………….…..…...11
Bảng 2.3 Các hình thức vi nhân giống mía đường…………………………………....18
Bảng 3.1 Bố trí thí nghiệm 1 …………………………………………………....……33
Bảng 3.2 Bố trí thí nghiệm 2……………………………………………......…….......34
Bảng 3.3 Bố trí thí nghiệm 3…………………………………………..…….…….…35
Bảng 4.1 Sự ảnh hưởng của kích thước vô mẫu tới sự tạo thành mô sẹo…..………...38
Bảng 4.2 Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến sự tạo chồi từ mô sẹo………..…....41
Bảng 4.3 Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến sự tăng sinh chồi và tạo rễ mía...…44

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

viii
 


 

 

 

DANH MỤC CÁC HÌNH
 

Trang
Hình 2.1Các bộ phận của mía ………………………………………………..…….…3
Hình 2.2 Hình thái giống mía KU00-1-61………………………..……………………7
Hình 2.3Hệ thống RITA ………………………………………………....…….……14
Hình 2.4 Hệthống BIT………………………………………….….…….…….…….14
Hình 2.5Hệ thống hệ thống Plantima…………………...…..………………………..15
Hình 2.6 Các vị trí lấy mẫu trên cây mía…………...………………………………...18
Hình 3.1 Máy bơm khí……………………………………………….……………….30
Hình 3.2 Hệ thống cài đặt thời gian…………………………………………………..30
Hình 3.3 Một đơn vị bình nuôi cấy…………………………………...…………..…..30
Hình 3.4 Mô hình hệ thống nuôi cấy ngập tạm thời kì tự tạo….………………….….32

Hình 4.1 Sơ đồ hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời…………...……………….....36
Hình 4.2 Các loại mô sẹo……………………………………………..……………....38
Hình 4.3 Mô sẹo……………………………………………..…………………….….38
Hình 4.4 Chồi mía sau 7 ngày nuôi cấy từ mô sẹo……………………...……………41
Hình 4.5 Chồi mía sau một tháng nuôi cấy từ mô sẹo………………………………..41
Hình 4.6 Chồi mía sau 15 ngày nuôi cấy trong môi trường tạo rễ………...…………46
Hình 4.7 Các giai đoạn vi nhân giống mía áp dụng hệ thống ngập chìm tạm thời…..46

ix
 


 

Chương1 MỞ ĐẦU
 

1.1 Đặt vấn đề
Mía là cây công nghiệp quan trọng nhất, cung cấp nguyên liệu cho nhiều nghành
chế biến như đường, bánh kẹo, cồn, ván ép, thức ăn gia súc và đặc biệt một định
hướng mới của thế mới là dùng mía trong sản xuất nhiên liệu sinh học ethanol trong đó
đường mía vẫn là sản phẩm chính. Đường là một loại thực phẩm vô cùng quan trọng
trong đời sống của con người, là loại thực phẩm cần có trong cơ cấu bữa ăn hàng ngày,
cũng như là loại nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành sản xuất công nghiệp nhẹ và
hàng tiêu dùng.Trên thế giới, công tác nghiên cứu giống mía đã được quan tâm từ lâu
và thường xuyên. Chính nhờ vào các giống mía mới có năng suất cao, giàu đường và
chống chịu tốt các điều kiện bất lợi tự nhiên, kháng sâu bệnh mà nền sản xuất mía
đường ở nhiều nước đã được phát triển tiêu biểu như Úc, Brazil, Ấn Độ, Đài Loan.
Công tác nghiên cứu giống mía trong nước kể từnăm 1986 cho đến nay đã có
những kết quả đáng kể, đặc biệt là sau khi có chương trình 1 triệu tấn đường ra đời vào

năm 1995. Từ kết quả các chương trình, đề tài, dự án nghiên cứu cấp Nhà Nước, cấp
Bộ, thông qua các chương trình khuyến nông, phát triển sản xuất giống, diện tích các
giống mía mới trong cơ cấu ngày càng nâng cao, nhờ đó năng suất, chất lượng mía
nguyên liệu cũng ngày càng được cải thiện. Tuy nhiên, so với các nước trồng mía khác
ở khu vực Đông Nam Á, năng suất mía bình quân ở nước ta vẫn còn ở mức khá thấp
52 tấn/ha so với 70 tấn/ha (www.baomoi 2011.com), chất lượng mía không cao, trữ
lượng đường chỉ vào khoảng 10 Comrcial Cane Sugar (CCS).Một trong những nguyên
nhân của tình trạng trên chính là chất lượng nguồn giống ban đầu chưa cao, những
giống mía có hàm lượng CCS cao chưa đến được tay người trồng. Thực tế cho thấy
nếu ép cùng một khối lượng mía, thì nguyên liệu nào có trữ lượng đường mía cao hơn
sẽ cho trữ lượng đường cao hơn nghĩa là tăng được sản phẩm đường với cùng một chi
phí.Vi nhân giống in vitro là phương pháp tối ưu để nhân nhanh nguồn vật liệu mía
ban đầu.Ngay từ đầu công nghệ nhân giống invitro ra đời người ta đã tiến hành nuôi
cấy trên môi trường MS cơ bản (Murashige và Skoog, 1962) có bổ sung các chất điều
hoà sinh trưởng, đây là phương pháp có thể áp dụng để sản xuất ra một lượng lớn cây
con trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, phương pháp này cũng gặp một số khó khăn lớn
1 
 


 

như tỉ lệ mẫu nhiễm vi sinh vật (nấm, vi khuẩn) vẫn còn cao, đòi hỏi các thao tác kĩ
thuật phải thật tốt nên tốn nhiều chi phí cho nhân công dẫn đến giá thành sản phẩm vẫn
còn cao. Một phương pháp mới ra đời có thể nhân nhanh số lượng nguồn vật liệu mẫu
ban đầu hơn và tỉ lệ mẫu nhiễm cũng ít hơn so với phương pháp nuôi cấy trên môi
trường nuôi cấy bán rắn truyền thống. Hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời
(Temporary Immersion System) là bước cải tiến từ hệ thống muôi cấy bioreactor
nhưng mẫu cấy chỉ được ngập trong môi trường nuôi cấy (môi trường lỏng) một thời
gian ngắn theo chu kì nhất định đã được cài đặt sẵn nên phương pháp này giảm được

hiện tượng thủy tinh thể của mẫu, giảm thỉ lệ mẫu chết khi đem cây ra vườn trồng.
Đây được xem là phương pháp mới cải thiện những nhược điểm của 2 phương pháp
nuôi cấy cũ (phương pháp nuôi cấy trên môi trường bán rắn và phương pháp
bioreactor). Từ mong muốn áp dụng hệ thống nuôi cấy mới trong nuôi cấy mô, đặc
biệt trong việc nhân nhanh giống mía có năng suất cao, được sự hỗ trợ của công ty
Thành Thành Công đề tài: “Tìm hiểu khả năng áp dụng hệ thống nuôi cấy ngập
chìmtạm thời tự tạo trong vi nhân giống míađường KU00-1-61” đã được tiến hành.
1.2 Yêu cầu của đề tài
Đề tài nghiên cứu nhằm thiết kếhệ thống nuôi cấyngập chìmtạm thời và tìm hiểu
khả năng vinhân giốngmía đườngKU00-1-61 trong hệ thống tự thiết kế.
1.3 Nội dung thực hiện
(1) Thiết kế, lắp đặt hệ thống ngâm chìm tạm thời
(2) Tìm hiểu khả năng vi nhân giống mía đườngKU00-1-61 trong hệ thống ngập
chìm tạm thời bằng cách thực hiện các thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của kích thước
mẫu đến khả năng tái sinh, tạo mô sẹo từ lá mía non và khảo sát khả năng tạo chồi của
mẫu sẹo mía, khả năng tăng sinh chồi và tạo rễ của mẫu chồi mía trên 2 dạng môi
trường nuôi cấy bán rắn và môi trường nuôi cấy lỏng.

2 
 


 

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Sơ lược về cây mía
2.1.1 Phân loại mía
Cây mía thuộc:
Ngành có hạt (Spermatophyta)

Lớp một lá mầm (Monocotyledoneae)
Họ hòa thảo (Gramineae)
Giống Saccharum.
Trong giống Saccharum có năm loài:
 Loài nhiệt đới (Saccharum officinarum L.)
 Loài Trung Quốc

Hình 2.1 Các bộ phận của cây mía
(www.google.com.vn)

(Saccharum sinence Roxh Ement Jesw)
 Loài Ấn Độ (Saccharum barberi Jesw)
 Loài hoang dại thân nhỏ (Saccharum spontaneum L.)
 Loài hoang dại thân to (Saccharum robustum Bround and Jesw)
Các giống mía thương mại hiện nay là sản phẩm lai tự nhiên, lai nhân tạo giữa
cácloài kể trên với nhau hoặc do quá trình tuyển chọn từ ba loài

Saccharum

officinarum, Saccharum sinence, Saccharum barberi (Trần Văn Sỏi, 2003).
2.1.2 Đặc điểm phân bố của cây mía
Hiện nay, cây mía là cây trồng chính ở nhiều nước nhiệt đới trên thế giới. Nơicó vĩ
độcao nhất mà cây mía được trồng là Natal, Argentina, cực nam của Australia (khoảng
30 độ Nam), phía tây nam Pakistan (khoảng 34 độ Bắc) và phía nam Tây Ban Nha (37
độ Bắc) (Phan Gia Tân, 1990).

3 
 

 

2.1.3 Đặc điểm thực vật học của cây mía
2.1.3.1Các bộ phận của cây mía
Cây mía gồm 5 bộ phận chínhlà rễ, thân, lá, hoa và hạt.Rễ mía gồm hai loại rễ là rễ
sơ sinh và rễthứ sinh. Rễsơ sinh (còn gọi là rễ hom) mọc ra từ đai rễ củahom trồng;
loại rễ này có nhiệm vụ bám đất, hút nước, cung cấp chất dinh dưỡng cho sự nảy mầm
ở thời kìđầu sinh trưởng. Khi mầm mía chuyển thành cây con,các rễ thứ sinh mọc ra từ
đai rễ của cây con tự hút nước và chất dinh dưỡng để cung cấp cho cây, các rễ sơ sinh
sẽ teo dần và biến mất. Thân mía được hình thành bởi nhiều lóng mía hợp lại, có màu
sắc và hình dạng khác nhau.
Thân mía không chỉ là nơi để giữ bộ lá mà còn có nhiệm vụ dẫn nước, chất dinh
dưỡng từ rễ tới lá và dự trữ đường nhờ quá trình quang hợp ở bộ lá. Thân mía là đối
tượng thu hoạch và là nguyên liệu chính để chế biến đường ăn. Bộ phận tiếp theo là lá,
Lá míagồm có bẹ lá và phiến lá. Bẹ lá là phần bao bọc thân mía, bảo vệ mắt mầm.
Phiến lá có hình lưỡi mác (màu xanh hoặc màu xanh thẫm), có một gân giữa màu sáng
và hình dáng, kích thước khác nhau tùy giống. Lá míalà tổ chức đồng hóa thực sự của
cây, lá có nhiệm vụ hô hấp và thực hiện quá trình quang hợp.
Hoa hay còn gọi là bông cờ có tổ chức sinh sản ngầm với cấu trúc đơn giản. Mỗi
hoa bao gồm cả tính đực và tính cái với ba nhị, một bầu noãn và hai nhụy. Khi hoa mía
nở, các bao phấn của nhị tung phấn, nhờ gió mà nhụy cái dễ dàng tiếp nhận hạt phấn.
Ở cây mía, có giống ra hoa, có giống không ra hoa, có giống ra hoa sớm, có giống ra
hoa muộn. Đó là kết quả sinh lý tự nhiên của cây trồng nói chung và cây mía nói riêng.
Tuy nhiên, trong sản xuất người ta không thích mía ra hoa. Bộ phận cuốicùng là hạt
mía, hạt míalà vật liệu sinh sản hữu tính, đây là kết quả cuối cùng của giai đoạn sinh
thực. Hạt mía giống một chiếc vảy nhỏ, hình thoi và nhẵn, độ dài 1 - 1,25 mm,nặng
0,15 - 0,25 mg. Hạt mía chỉ có ý nghĩa trong lai tạo tuyển chọn giống mía (Nguyễn
Huy Ước, 1999; Trần Thùy, 1996).
2.1.3.2 Các giai đoạn sinh trưởng và chu kì phát triển của cây mía
Theo Đoàn Thị Thanh Nhàn (1996), chu kì sinh trưởng của cây mía gồm 5 thời kì.

Thời kì nảy mầm là thời kì được tính từ khi đặt hom trồng cho tới lúc mầm mía nảy
thành cây con, mở đầu cho hoạt động sống của cây mía.Thời kì cây con, thời kì này
4 
 


 

bắt đầu từ khi cây có lá thật thứ nhất cho đến khi phần lớn cây trong ruộng mía có 5 lá
thật. Rễ cây bắt đầu phát triển khi cây con có hai lá thật, như vậy trong suốt thời gian
đầu cây con sống một phần dựa vào rễ hom. Sau khi rễ cây đã phát triển mạnh thì
nhiệm vụcung cấp dinh dưỡng chính do rễ cây đảm nhiệm. Do đó trong thời kì này,
phải tạo điều kiện cho lá sinh trưởng mạnh để cây quang hợp tốt, đồngthời thúc đẩy rễ
cây phát triển nhanh.
Thời kì đẻ nhánh còn gọi là thời kì nhảy bụi hoặc đâm chồi, khi cây mía có từ
6 - 7 lá thật, các mầm nằm ở dưới mặt đất nảy thành nhánh. Từ thân mẹ đẻ ra nhánh
và tiếp tục thành một bụi mía. Thời gian đẻ nhánh thường kéo dài từ 3 - 4 tháng tùy
thuộc giống mía, thời vụ trồng, kĩ thuật chăm sóc. Ở thời kì vươn cao (vươn lóng),
thân vươn cao nhanh, đường kính thân tăng mạnh, rễ, ngọn phát triển, số lá tăng thêm
và đổi mới không ngừng, trên cơ sở bộ lá và bộ rễ đã phát triển hoàn chỉnh, các quá
trình sinh lý của cây đạt tới đỉnh cao, hiệu lực sử dụng độ phì đất đai, phân bón, năng
lượng ánh sáng mặt trời tăng lên. Trong thời kì này mía sinh trưởng nhanh, tốc độ tăng
trưởng chiều cao đạt từ 10 cm/tháng đến 50 cm/tháng. Do đó, thời kì vươn cao là thời
kì quyết định trọng lượng thân, tức là thời kì quyết định năng suất mía cây. Thời kì
cuối cùng là thời kì chín công nghiệp và trổ cờ, tính từ khi cây mía vào cuối thời kì
vươn lóng, nhiệt độ và lượng mưa giảm dần (ở nước ta thường là từ tháng 11 trở đi),
cây mía sinh trưởng chậm lại và bước vào thời kì tích lũy đường, sự kết hợp của khí
cacbonic và nước thành đường đơn glucose với sự có mặt của diệp lục và ánh sáng.
Giai đoạn hai là quá trình chuyển hóa đường đơn thành đường saccharose và các
đường đa khác, giai đoạn này không cần ánh sáng và diệp lục. Các bộ phận của cây

mía như thân, lá đều có thể tổng hợp đường mía từ đường đơn. Đường mía tổng hợp từ
lá chuyển vào thân, một phần dùng cho hô hấp và cấu tạo thân, lá, rễphần còn lại tích
lũy trong thân dưới dạng saccharose.Chín công nghiệp là khi hàm lượng đường trong
cây mía đạt mức thích hợp để thu hoạch ép đường. Lúc cây mía đang sinh trưởng hàm
lượng đường glucose trong cây thấp, khi cây sinh trưởng chậm lại phần lớn các sản
phẩm đồng hóa do bộ lá tạo thành chuyển sang dạng đường tích lũy trong thân, hàm
lượng đường trong cây tăng lên nhanh chóng. Khi hàm lượng đường của phần thân
ngọn tương đương phần thân gốc là đúng độ chín công nghiệp. Trổ cờ là thời kì chín
sinh học của cây mía. Ở nước ta, mía thường trổ cờ từ tháng 10 (miền Nam) đến tháng
5 
 


 

12 (miền Bắc). Khi mía trổ cờ, thân ngừng sinh trưởng, tỉ lệ đường giảm, tỉ lệ xơ tăng.
Vì vậy, trong sản xuất mía người ta thường tìm cách hạn chế sự ra hoa kết hạt.
2.2 Đặc điểm một số giống mía trong nước có năng suất cao
2.2.1Giống mía K95-156
Nguồn gốc giống míaK95-156là giống mía được lai tạo tại tỉnh Suphan Buri, Thái
Lan từ 2 giống mía bố mẹ là PL310 và U-Thong1, được Trung Tâm Nghiên cứu và
Phát Triển Mía Đường nhập nội vào Việt Nam năm 2005.
Đặc điểm hình thái của giống mía: K95-156 là giống mía thân to, cây không đều,
lóng hình trụ nối zigzag có màu xanh ẩn vàng. Mầm mía có hình trứng, đỉnh mầm có
chùm lông, có cánh mầm hẹp, mầm nằm cách sẹo lá tạo thành vết lõm, không có rãnh
mầm. Đai sinh trưởng rộng, lồi, màu sáng trong. Đai rễ có khoảng 3 – 4 hàng điểm rễ
rõ, xếp đều.Bẹ lá màu xanh, có sáp phủ, rất ít lông. Thân cây có 2 tai lá ngắn, tai lá
trong dài hình cưa, tai lá ngoài có hình tam giác. Cổ lá to hình tam giác, màu hồng, có
chùm lông ở mép.Phiến lá ngắn, rộng, lá dày, cứng, mép lá sắc, màu xanh đậm.
Đặc điểm nông nghiệp và công nghiệp của giống mía K95-156 là khả năng mọc

mầm khỏe, đồng đều, đẻ nhánh khá, tốc độ vươn lóng nhanh, mật độ cây cao, có khả
năng chống chịu sâu đục thân, bệnh than, có khả năng chịu hạn tốt, ít bị đổ ngã, khả
năng lưu gốc tốt. Năng suất cao từ 121 – 162 tấn/ha. Hàm lượng đường trong mía cao,
kết quả đã được trồng khảo nghiệm ở các tỉnh Long An, Sóc Trăng và Hậu Giang chỉ
số CCS đạt từ11,53 – 12,73%.
2.2.2 Giống mía Suphanburi 7
Suphanburi 7 là giống mía được lai tạo tại tỉnh Buri, Thái Lan từ 2 giống bố mẹ là
85-2-352 và K84-200. Năm 2005,Trung Tâm Nghiên Cứu và Phát Triển Mía Đường
đã nhập nội giống mía Suphanburi 7 vào Việt Nam.
Đặc điểm hình thái của giống mía Suphanburi 7 là thân to, cây không đều, lóng mía
có hình chùy xuôi, nối thẳng, có màu xanh ẩn vàng, không vết nứt. Mầm mía có hình
tròn, có cánh mầm, đỉnh mầm không có chùm lông, không có rãnh mầm.Đai sinh
trưởng rộng trung bình và lồi. Đai rễcó từ 3 – 4 hàng rễ xếp không đều , điểm rễ rõ. Bẹ
lá màu xanh ẩn vàng, có sáp phủ, không có lông. Lá mía có 2 tai lá, tai lá trong dài
hình mác, tai lá ngoài ngắn , to hình tam giác. Cổ lá hình tam giác, màu tím.Phiến lá
dài, rộng trung bình, lá mỏng, mềm, không sắc, màu xanh.Dáng ngọn xòe cong.
6 
 


 

Đặc điểm nông nghiệp và công nghiệp của giống míaSuphanburi 7 là khả năng
mọc mầm khá, đẻ nhánh mạnh, tốc độ vươn lóng nhanh, có khả năng chống chịu sâu
đục thân, bệnh than, khả năng chịu hạn tốt, ít bị đỗ ngã, khả năng lưu gốc tốt.
Suphanburi 7 là giống mía chịu thâm canh cao, năng suất cao đạt từ 134 – 159 tấn/ha.
Hàm lượng đường khá, kết quả đã được khảo nghiệm ở Long An, Sóc Trăng và Hậu
Giang có chỉ số CCS đạt từ 11,44 – 12,17%.
2.2.3 Đặc điểm giống mía KU00-1-61
GiốngmíaKU00-1-61 là giống mía do trường đại học Kasertsat, Thái Lanlai tạotừ

hai giống mía bố mẹ là K84-200 và giống mía đa giao.KU00-1-61 là giống mía được
Viện Nghiên cứu Mía đường nhập nội và khảo nghiệm từ năm 2005. Giống mía
KU00-1-61 đã được Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận và cho phép sản xuất thử ở
vùng Tây Nam bộ theo Quyết định số 55 QĐ-TT-CCN ngày 22/2/2011.
Đặc điểm hình thái của giống mía KU00-1-61 là thân mía có màu xanh ẩn vàng,
thân to, đồng đều, lóng hình trụ, dáng thẳng.Mầm hình trứng, rãnh mầm ngắn.Đai sinh
trưởng rộng điểm rễ rõ 2-3 hàng xếp không đều.Bẹ lá có sáp phủ màu xanh ẩn
vàng.Phiến lá rộng, dài và mỏng, màu xanh mép lá sắc, mềm lá hơi rủ xuống.Bẹ lá ôm
thân.

a

c

b

Hình 2.2Hình thái giống mía KU001-61.(a) Lóng; (b) Mắt mầm; (c) Cổ lá.
(www.giongmia.wordpress.com)

Đặc điểm nông nghiệp của giống mía là khả năng mọc mầm tốt, khả năng đẻ nhánh
trung bình.Sức vươn lóng nhanh, ít đổ ngã. Khả năng chống chịu sâu đục thân, bệnh

7 
 


 

than và bệnh thối đỏ tốt. Khả năng chịu úng, chịu hạn khá.Năng suất cao, năng suất
trung bình đạt 108 tấn/ha.

Đặc điểm công nghiệp của giống mía KU00-1-61, đây là giống mía có hàm lượng
đường cao, kết quả đã được trồng khảo nghiệm ở tỉnh Hậu Giang, chỉ số CCS đạt từ
11,44 – 12,17%(www.giongmia.wordpress.com).
2.3 Giá trị kinh tế của cây mía
Mía là loại cây công nghiệp giữ vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống hằng
ngày, là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất đường. Đường là loại thực phẩm cung
cấp năng lượng trực tiếp và gián tiếp cho cơ thể hoạt động. Khi được cung cấp vào cơ
thể, đường được chuyển hóa thành glucose và fructose, các loại đường này tham gia
vào quá trình oxy hóa trong cơ thể để tạo năng lượng cho cơ thể hoạt động. Trung bình
1 kg đường cung cấp năng lượng tương đương 0,5 kg mỡ hoặc 50 - 60 kg rau quả.
Ngoài sản phẩm chính là đường, cây mía còn có những sản phẩm phụ sau :
Bã mía chiếm 25 - 30% trọng lượng mía đem ép. Bã mía chứa trung bình 49%
nước, 48,5% xơ, 2,5% chất hòa tan (đường). Bã mía có thể dùng ngay làm nhiên liệu
đốt lò hoặc làm bột giấy, ép thành ván dùng trong kiến trúc. Ngoài ra, bã mía còn được
dùng làm nguyên liệu để sản xuất ethanol sinh học.
Mật gỉ chiếm 3 - 5% trọng lượng mía đem ép. Thành phần mật gỉ gồm nước
(10 %), đường saccharose (35%), đường khử (20%), tro (15%). Mật gỉ là nguyên liệu
để chưng cất sản xuất rượu Rhums và cồn công nghiệp.
Bùn lọc chiếm 1,5 – 3% trọng lượng mía đem ép, là sản phẩm cặn bã còn lại sau
khi đã chế biến đường. Bùn lọc chứa 0,5% N, 1,6% P2O5, 0,4% K2O, 3% protein thô
và một lượng lớn chất hữu cơ. Từ bùn lọc có thể rút ra sáp mía để sản xuất nhựa
xerezin làm sơn, xi đánh giày, bản sáp roneo. Sau khi lấy sáp, bùn lọc được tận dụng
làm phân bón.
Xét trên phương diện nông học, mía là loại cây trồng có khả năng thích ứng mạnh,
có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau, cho phép tận dụng, cải tạo những vùng đất
khó khăn. Tóm lại, mía là cây trồng vừa có khả năng cho sinh khối lớn lại vừa có khả
năng tái sinh mạnh (trồng một năm thu hoạch được nhiều năm) nên có hiệu quả kinh tế
cao (Đoàn Thị Thanh Nhàn, 1996).
8 
 

 

2.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đường mía trên thế giới và ở Việt Nam
2.4.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đường mía trên thế giới
Lượng đường mía sản xuất hàng năm trên thế giới đã không ngừng gia tăng và
ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong tổng sản lượng đường trên thế giới. Theo
thống kê của FAO sản lượng đường mía trên thế giới trong khoảng 80 năm gần đây đã
tăng lên gấp 10 lần. Trong số 69 nước sản xuất đường mía ở vùng nhiệt đới và bán
nhiệt đới có 12 nước sản xuất nhiều đường mía nhất đáng kể là Brazil, Ấn Độ, Cuba,
Mexico, Trung Quốc, Pakistan, Colombia, Mỹ, Philippin, Úc, Nam Phi, Thái Lan sản
lượng đạt 2 triệu tấn/năm (Phan Gia Tân, 1990).
Theo số liệu thống kê của phòng phân tích và tư vấn đầu tư (năm 2011)nhu cầu tiêu
thụ đường ở các quốc gia có sự chênh lệch khá lớn, ở Mỹ một người tiêu thụ khoảng
35kg/năm, người Brazil khoảng 58 kg/năm, người Ấn Độ khoảng 20 kg/năm và người
Việt Nam là 15 kg/năm. Giá đường trên thế giới diễn biến phụ thuộc tình hình cung,
cầu. Ở nước càng phát triển, đời sống càng nâng cao thì nhu cầu tiêu thụ đường càng
gia tăng. Diện tích trồng mía trên thế giới càng tăng nhanh chủ yếu là ở các nước đang
phát triển, do các nước này đang cố gắng phát triển ngành trồng mía làm đường để
thỏa mãn nhu cầu tiêu thị nội địa và hình thành những vùng công nghiệp phát triển
kinh tế (www.wooricbv.com).
Nước xuất khẩu đường mía nhiều nhất thế giới là Cuba chiếm 21,3% so với lượng
đường xuất khẩu trên toàn thế giới (Phan Gia Tân, 1990).
2.4.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đường mía ở Việt Nam
Mía là một loại cây công nghiệp, đã được trồng ở Việt Nam từ lâu, trải qua nhiều
năm, giống mía đã có những biến đổi phù hợp hơn với điều kiện khí hậu thổ nhưỡng
của nước ta và đặc biệt phù hợp với sự phát triển của nền kinh tế thị trường hiện nay.
Ở nước ta cây mía trồng phổ biến ở các vùng từ Bắc đến Nam. Từ đầu năm tới nay,
cả nước đã xuống giống trồng được 152,8 ngàn ha mía tăng 135,2% so với cùng kỳ

năm trước, mức tăng dẫn đầu trong các loại cây công nghiệp (www.vinanet.com.vn).

9 
 


 

Bảng 2.1 Tình hình sản xuất mía đường Việt Nam từ năm 2000 đến 2009
Năm
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009

Diện tích mía
(ha)
302.300
290.700
320.000
313.200
286.100
266.300
288.100

293.400
271.100
260.100

Sản lượng mía
(1.000 tấn)
15.040
14.660
17.120
16.850
15.650
14.950
16.720
17.400
16.130
15.250

Năng suất mía
(tấn/ha)
49,8
50,4
53,5
53,8
54,7
56,1
58,0
59,3
59,5
58,6
(FAO, 2011)

Vụ 2011/2012, diện tích mía của cả nước là 283.222 ha, sản lượng đạt 17,5
triệutấn, năng suất mía bình quân đạt 61,7 tấn/ha. Trong đó, sản lượng mía ép công
nghiệpđạt 14,5 triệu tấn, tăng gần 2 triệu tấn so với vụ trước; sản xuất được 1.306.240
tấnđường, đây là vụ thắng lợi nhất về năng suất và sản lượng mía từ trước đến
nay.Nhìn chung, năng suất và chất lượng mía ở nước ta còn thấp, tỷ lệ tiêu hao mía
trênđường cao hơn nhiều so với các nước trong khu vực và trên thế giới (ở Úc,
khoảng7–8 mía/L đường; ởThái Lan, Trung Quốckhoảng 8-9 mía/L đường). Thực
trạng này cho thấy cần đẩy nhanh hơn nữa tốc độ nâng cao năng suất và chất lượng
mía để đạt được mục tiêu mà ngành mía đường đề ra là đạt năng suấttrên 80 tấn/ha,
trữlượng đường trên 12 CCS vào năm 2020 (Nguyễn Đức Quang và ctv, 2013).
Quyết định số 26/2007/QĐ- ttg định hướng đến năm 2020 mức sản xuất đường sẽ là
2,1 triệu tấn (đường luyện 1,5 triệu tấn, đường trắng 500.000 tấn, đường thủ công
100.000 tấn). Như vậy diện tích mía phù hợp phải được đầu tư thâm canh, cải tạo và
mở rộng ở nơi có điều kiện theo hướng trồng giống mía mới, áp dụng công nghệ canh
tác tiên tiến. Đến 2010 diện tích trồng mía ổn định là 300.000 ha, năng suất bình quân
đạt 80 tấn/ ha, sản lượng 24 triệu tấn mía. Tổng công suất của các nhà máy đường tăng
lên 120.000 tấn mía/ngày phù hợp với những cam kết trong tiến trình thực hiện các
quy định của tổ chức thương mại thế giới WTO.

10 
 


 

Tình hình sản xuất mía ở nước ta không đồng đều giữa các vùng miền, các tỉnh Bắc
Trung Bộ có diện tích trồng mía lớn nhất. Bảng số liệu dưới đây (bảng 2.2) cho thấy
sự chênh lệch diện tích trồng mía giữa các vùng trong nước (www.docs.google.com).
Bảng 2.2 Sự phân bố diện tích trồng mía của nước ta

TT
Vùng sản xuất (tỉnh)
1 Miền núi phía Bắc (Cao Bằng, Tuyên Quang, Sơn La,
Hòa Bình, Phú Thọ)
2 Bắc Trung bộ (Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng
Bình)
3 Trung trung bộ (Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên)
4 Tây Nguyên (Kon Tum. Gia Lai, Đắc Lắc, Đắc Nông)
5 ĐĐông Nam Bộ (Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước,
Long An, Tây Ninh)
6 Đồng bằng sông Cửu Long (Bến Tre, Trà Vinh, Sóc
Trăng, Tiền Giang, Hậu Giang, Đồng Tháp, Kiên
Giang, Cà Mau)
Tổng cộng
 

Diện tích (ha)
13.876
59.168
47.995
34.747
29.092
56.838

242.413

( Cục Trồng trọt, Bộ NN&PTNT, ngày 11/5/2010)

2.5 Các công trình nghiên cứu nuôi cấy mô cây mía
2.5.1 Các công trình nuôi cấy mô trong nước

Công nghệ nuôi cấy tế bào lần đầu tiên được áp dụng ở Hà Tĩnh năm 1995 do
Trung tâm phát triển khoa học và công nghệ trực thuộc Sở Khoa Học, Công Nghệ và
Môi Trường Hà Tĩnh thực hiện. Sản phẩm của công nghệ này là nhân nhanh những
giống mía đã được xác định có khả năng thích nghi với Hà Tĩnh bao gồm giống
ROC1, ROC10, QDD11, F134 nhằm đáp ứng nhu cầu cung cấp nguyên liệu có năng
suất, chất lượng cao, thích nghi với điều kiện sinh thái của tỉnh. Kết quả của nghiên
cứu là sản xuất ra được 35.218 cây, lượng giống này đã được thử nghiệm ở diện rộng
với quy mô tương đối lớn. Kết quả cho thấy mô hình trồng mía thâm canh sử dụng các
giống mía từ nuôi cấy mô tế bào cho năng suất cao hơn giống thông thường không
những cung cấp đủ giống cho tỉnh mà còn cung cấp giống cho một số tỉnh lân cận.
Trước thực tế cây mía tím Khánh Sơn (tỉnh Khánh Hòa) có dấu hiệu thoái hóa, địa
phương đã đặt vấn đề nghiên cứu phục hồi nguồn giống bằng con đường nuôi cấy mô,
chọn cây đầu dòng có chất lượng tốt để phân lập giống gốc đưa vào nuôi cấy mô tạo
cây sạch bệnh, nhân giống nhanh từ một cơ thể mẹ ban đầu, chính vì vậy công nghệ
11 
 


 

nuôi cấy mô tế bào được chọn để phục hồi nguồn giống và nhân nhanh cây mía tím
Khánh Sơn đi đến thành công (Trần Nhựt Tấn, 2008).
2.5.2 Các công trình nuôi cấy mô nước ngoài
Năm 2010 Snyman và cộng sự đã thực hiện thí nghiệm tìm hiểu hiệu quả của việc
sử dụng một hệ thống RITA trong hai lĩnh vực là cảm ứng phôi soma và giai đoạn nảy
mầm trên đối tượng lá mía non. Hệ thống này có hiệu quả cao hơn nhiều so với khi
nuôi cấy tế bào thực vật trên môi trường bán rắn (môi trường nuôi cấy có chứa agar)
cho kiểu gen mía N41. Khi áp dụng nuôi cấy lá mía non trên hệ thống ngập chìm tạm
thờithu được khoảng 18.000 cây/cuộnlá với thời gian thí nghiệm 12 tuần, trong khi
nuôi cấy trên môi trường bán rắn thì chỉ thu được khoảng 2000cây/cuộn lá. Tuy nhiên,

có một nhược điểm khi sử dụng hệ thống RITA cho nuôi cấy tế bào thực vật là chỉ có
khoảng 34% các cây tạo ra từ hệ thống RITA sống sótkhi đưa ra ngoài vườn trồng.
Tiếp theo đó, cũng trên đối tượng lá mía non, ông đã tiếp tục nghiên cứuvề thời gian
ngâm chìm của các mẫu cấy khi nuôi cấy trong môi trường lỏng, kết quả thu được như
sau khi nuôi cấy trên hệ thống RITA với thời gian lưu mẫu từ 1 phút/12 giờ hoặc
1 phút/72 giờ trên môi trường nuôi cấy ½ MS được chứng minh là có lợi nhất, sự
thích nghi của thực vật khi đưa ra ngoài vườn trồng lên tới 60%.
Năm 2012, Garg và cộng sự đã thực hiện nghiên cứu ảnh hưởng của cường độ ánh
sáng, thời gian chiếu sáng và nhiệt độ phòng tăng trưởng đến sự tạo chồi từ mô sẹo của
2 giống mía Co S 96256 và Co S 99259. Kết quả thu nhận được giống nhau ở cả hai
giống mía. Cường độ ánh sáng phù hợp cho việc tái sinh chồi là 4000 lux, thời gian
chiếu sáng phù hợp là 16 giờ/ngày và nhiệt độ phòng tăng trưởng là 25 ± 2°C được ghi
nhận là điều kiện tốt nhất cho sự tạo chồi từ mô sẹo của lá mía non.
2.6Áp dụng hệ thống ngập chìm tạm thời trong nuôi cấy mô
2.6.1Lịch sử ra đời hệ thống ngập chìm tạm thời
Năm 1983, Harris và Mason đã thiết kế hai hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời
là hệ thống nuôi cấy nghiêng và hệ thống Rocker. Ít lâu sau, vào năm 1985 Tisserat và
Vandercook đã thiết kế một hệ thống nuôi cấy tự động APCS đây là hệ thống có thể
thay thếđược môi trường và có thể sử dụng nuôi cấy trong một thời gian dài mà không
cần cấy chuyền (Anne, 2005).
12 
 


 

2.6.2 Nguyên tắc vận hành và cấu trúc cơ bản hệ thống
Để hệ thống ngập chìm tạm thời hoạt động cần đảm bảo 6 điều kiện sau (1) tránh
sự ngập liên tục là yếu tố ảnh hưởng tiêu cực lên sự sinh trưởng và phát sinh hình thái
của mẫu cấy; (2) cung cấp sự trao đổi oxy một cách đầy đủ; (3) cung cấp sự hòa trộn

đầy đủ; (4) có thể thay đổi môi trường và điều khiển tự động; (5)hạn chế sự nhiễm; (6)
giảm giá thành sản phẩm (Anne, 2005).
Tất cả các hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời đều phải tuân theo một nguyên tắc
là phải có khả năng tạo ra sự ngập chìm không liên tục theo chu kỳ xác định. Các hệ
thống đều có ngăn chứa môi trường riêng, có thể chung một bình chứa nhưng có hai
ngăn khác nhau hay gồm một hệ thống bình chứa nối với hệ thống chứa mẫu cấy bằng
hệ thống ống dẫn và bơm điều khiển. Các mẫu cấy thường được đặt trên những đĩa
bằng nhựa polypropylene thành một cụm, điều này giúp tiết kiệm được thời gian phải
đặt mẫu lên trên giá thể thạch trong nuôi cấy thông thường. Hệ thống nuôi cấy ngập
chìm tạm thời thông thường có những bộ phận chủ yếu là máy bơm hay máy nén khí,
hệ thống cài đặt thời gian, hệ thống ống dẫn và van điều khiển, các màng lọc và bình
nuôi cấy thường bằng nhựa polycarbonate hay thủy tinh (Anne, 2005).
2.6.3 Các loại hệ thống nuôi cấy ngập chìm tạm thời
Hệ thống RITA (hình 2.3) được phát minh bởiTeisson và Alvard vào năm 1995.Hệ
thống bao gồm một bình chứa1Lít gồm có hai phần, phần trên chứa mẫu cấy và phần
dưới chứa môi trường.Một áp suất vượt mức tác động vào môi trường lỏng bên trong
phần dưới bình và đẩy chúng dâng lên ngăn chứa mẫu cấy.Thời gian mẫu cấy được
ngập chìm trong môi trường lỏng nhiều hay ít tùy theo thời gian áp suất vượt mức
được duy trì. Trong suốt thời gian ngập, không khí được sục vào trong môi trường
lỏng, môi trường được chuyển động làm cho mẫu cấy xoay trở được các mặt tiếp xúc
với bề mặt môi trường, áp suất vượt mức sau đó được thoát ra bên ngoài nhờ hệ thống
dây nối với máy bơm(Anne K.H, 2005).

13 
 


 

Hình 2.3 Hệ thống RITA.

Pha 1: mô không ngập trong môi trường, Pha 2: hiện tượng ngập được hoạt hóa, các van mở
ra cho khí đi qua các màng lọc đẩy môitrường lỏng lên ngập mô cấy,Pha 3: sự trao đổi khí
trong hệ thống RITA,Pha 4: chu kỳkết thúc, các van đóng lại và môi trường lỏng rút xuống
ngăn bên dưới(www.hcmbiotech.com.vn).

Hệ thống bình sinh đôi BIT (hình 2.4) có thể tích lớn hơn và rẻ hơn so với hệ thống
RITA được thiết kế bằng cách nối hai bình thủy tinh hay plastic có kích thước từ
250 mL –10L bằng một hệ thống ống dẫn, và điều khiển tạo ra áp suất vượt mức để
đưa môi trường vào bình chứa mẫu và ngược lại.

Hình 2.4Hệthống BIT (www.hcmbiotech.com.vn).

14