Tạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitro

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU & PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
-oOo-

ĐÀO THỊ TUYẾT THANH

TẠO DÕNG HOA HUỆ (Polianthes tuberosa
L.) ĐỘT BIẾN BẰNG TIA GAMMA (60CO)
TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
Mã ngành: 62 42 02 01

Cần Thơ - 2018


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

MỤC LỤC

Trang
TRANG XÁC NHẬN CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC.................. i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... ii
TÓM TẮT ......................................................................................................... iii
ABSTRACT...................................................................................................... iv
CAM KẾT KẾT QUẢ ....................................................................................... v
MỤC LỤC ........................................................................................................ vi
DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................... xii

DANH SÁCH HÌNH ...................................................................................... xiv
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ xvi
CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU................................................................................. 1
1.1 Đặt vấn đề .................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu ....................................................................................................... 2
1.2.1 Mục tiêu chính .......................................................................................... 2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể ......................................................................................... 2
1.3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................... 2
1.3.1 Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................... 2
1.3.2 Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 2
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ..................................................... 2
1.4.1 Ý nghĩa khoa học ...................................................................................... 2
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn....................................................................................... 3
1.5. Điểm mới của luận án ................................................................................. 3
CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................. 5
2.1 Giới thiệu về cây hoa huệ ............................................................................ 5
2.1.1 Nguồn gốc và phân loại thực vật cây hoa huệ .......................................... 5
2.1.2 Đặc điểm thực vật cây hoa huệ ................................................................. 5
2.1.3 Tình hình sản xuất hoa huệ trên thế giới và ở Việt Nam .......................... 7
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

vi

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

2.1.3.1 Trên thế giới ........................................................................................... 7
2.1.3.2 Ở Việt Nam ............................................................................................ 7
2.1.4 Tầm quan trọng và mục đích sử dụng hoa huệ ......................................... 8
2.1.5 Đặc điểm sinh trƣởng và phát triển .......................................................... 9
2.1.6 Một số yếu tố môi trƣờng ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng và phát triển
của cây ............................................................................................................... 9
2.1.6.1 Nhiệt độ.................................................................................................. 9
2.1.6.2 Độ sâu khi trồng................................................................................... 10
2.1.6.3 Các chất dinh dƣỡng ............................................................................ 10
2.2 Kỹ thuật trồng và chăm sóc cây hoa huệ ................................................... 11
2.2.1 Chuẩn bị giống ........................................................................................ 11
2.2.2 Chuẩn bị đất ............................................................................................ 12
2.2.3 Chăm sóc................................................................................................. 12
2.2.4 Sâu bệnh trên cây hoa huệ ...................................................................... 12
2.3 Kỹ thuật nuôi cấy in vitro trong chọn tạo giống cây trồng đột biến .......... 13
2.3.1 Các giai đoạn của nuôi cấy thực vật in vitro .......................................... 13
2.3.2 Các loại mẫu cấy trong nuôi cấy in vitro ở cây hoa huệ......................... 13
2.3.3 Kỹ thuật nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng (meristem culture) ......................... 14
2.3.4 Môi trƣờng nuôi cấy thực vật in vitro ..................................................... 15
2.3.4.1 Dinh dƣỡng khoáng và vitamin trong nuôi cấy thực vật in vitro ........ 15
2.3.4.2 Các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật trong nuôi cấy thực vật in vitro
.......................................................................................................................... 16
2.3.4.3 Các chất bổ sung khác trong nuôi cấy thực vật in vitro....................... 17
2.3.5 Sự hình thành mô sẹo và chồi (cụm chồi) trong nuôi cấy thực vật in vitro
.......................................................................................................................... 17
2.3.5.1 Sự hình thành mô sẹo trong nuôi cấy in vitro ...................................... 17
2.3.5.2 Sự hình thành chồi trong nuôi cấy in vitro .......................................... 18
2.4 Phƣơng pháp xử lý đột biến bằng kỹ thuật chiếu xạ trong chọn tạo giống
cây trồng .......................................................................................................... 19
2.4.1 Sơ lƣợc về đột biến bằng kỹ thuật chiếu xạ ............................................ 19

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

vii

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

2.4.2 Đặc điểm của tia phóng xạ gamma ......................................................... 19
2.4.2.1 Cơ chế tạo đột biến của tia gamma (60Co) ........................................... 19
2.4.2.2 Hiệu quả của tia gamma trong chọn giống cây trồng .......................... 20
2.4.2.3 Liều chiếu xạ ........................................................................................ 20
2.4.2.4 Liều gây chết LD50 ............................................................................... 21
2.4.2.5 Tần số đột biến in vitro ........................................................................ 21
2.4.3 Ý nghĩa của phƣơng pháp chọn giống đột biến ...................................... 22
2.4.4 Tình hình tạo giống ở hoa huệ trên thế giới và ở Việt Nam ................... 22
2.4.4.1 Trên thế giới ......................................................................................... 22
2.4.4.2 Ở Việt Nam .......................................................................................... 23
2.5 Sự kết hợp của chọn giống đột biến bằng nuôi cấy thực vật in vitro và
chiếu xạ tia gamma .......................................................................................... 23
2.5.1 Nguồn vật liệu để tạo đột biến in vitro ................................................... 23
2.5.2 Ƣu điểm và khuyết điểm của phƣơng pháp chọn giống bằng kỹ thuật
nuôi cấy in vitro và xử lý đột biến bằng tia gamma ........................................ 23
2.5.3 Một số kết quả nghiên cứu về sử dụng phƣơng pháp nuôi cấy thực vật in
vitro và xử lý đột biến bằng tia gamma ở các loại cây trồng........................... 24
2.5.4 Một số nghiên cứu về xử lý đột biến bằng nuôi cấy thực vật in vitro và
chiếu xạ tia gamma ở cây hoa huệ trên thế giới và ở Việt Nam ...................... 25

2.6 Ứng dụng chỉ thị di truyền để chọn lọc dòng đột biến trong chọn giống cây
trồng và hoa huệ bằng xử lý tác nhân vật lý .................................................... 25
2.6.1 Phản ứng chuỗi trùng hợp ....................................................................... 26
2.6.2 Kỹ thuật chuỗi lặp lại đơn giản giữa (Inter Simple Sequence RepeatISSR) ................................................................................................................ 26
2.6.3 Một số nghiên cứu về sử dụng PCR-ISSR trong chọn giống cây trồng
bằng xử lý đột biến .......................................................................................... 27
2.6.4 Một số nghiên cứu ở cây hoa huệ sử dụng phƣơng pháp PCR-ISSR ..... 27
2.6.5 Phân tích sự đa hình trình tự ADN trên gen ITS (Internal Transcribed
Spacer) ............................................................................................................. 28
2.7 Địa lý và điều kiện tự nhiên ở một số tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long... 29
2.7.1 Tiền Giang .............................................................................................. 29
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

viii

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

2.7.2 Cần Thơ .................................................................................................. 30
2.7.3 An Giang ................................................................................................. 30
CHƢƠNG 3 PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 31
3.1 Phƣơng tiện nghiên cứu ............................................................................. 31
3.1.1 Thời gian và địa điểm ............................................................................. 31
3.1.2 Vật liệu thí nghiệm ................................................................................. 31
3.1.3 Trang thiết bị và hóa chất ....................................................................... 32
3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................... 33

3.2.1 Nội dung 1: Tạo vật liệu cho xử lý chiếu xạ bằng tia gamma (60Co) trong
điều kiện in vitro .............................................................................................. 34
3.2.1.1 Nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng cây hoa huệ ............................................... 34
3.2.1.2 Tạo mô sẹo và cụm chồi hoa huệ cho xử lý chiếu xạ .......................... 35
3.2.2 Nội dung 2: Xác định hiệu quả của liều lƣợng tia gamma (60Co) trên hai
giống/dòng hoa huệ bằng liều gây chết 50% (LD50) in vitro........................... 36
3.2.2.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng của liều lƣợng tia (60Co) gamma đến sự sinh
trƣởng và phát triển của cụm mô sẹo ở giống/dòng hoa huệ đơn .................... 37
3.2.2.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của liều lƣợng tia gamma (60Co) đến sự sinh
trƣởng và phát triển của cụm chồi ở giống/dòng hoa huệ kép......................... 38
3.2.2.3 Nhân chồi và tạo rễ thành cây hoa huệ hoàn chỉnh ............................. 39
3.2.3 Nội dung 3: Xác định sự đa dạng về mặt hình thái của cây con giai đoạn
thuần dƣỡng trong nhà lƣới ............................................................................. 39
3.2.4 Nội dung 4: Chọn các dòng hoa huệ tăng về số cánh hoa, kích thƣớc hoa
và hoa có mùi thơm theo phƣơng pháp truyền thống ...................................... 40
3.2.4.1 Thí nghiệm 3: Khảo sát sự sinh trƣởng và phát triển của giống/dòng
hoa huệ đơn sau khi xử lý tia gamma (60Co) ở ngoài đồng ............................. 40
3.2.4.2 Thí nghiệm 4: Khảo sát sự sinh trƣởng và phát triển của giống/dòng
hoa huệ kép sau khi xử lý tia gamma (60Co) ở ngoài đồng ............................. 42
3.2.4.3 Đánh giá đa dạng ADN ở giống/dòng hoa huệ đột biến...................... 43
3.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu ......................................................................... 45
CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................... 47

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

ix

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học

Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

4.1 Tạo vật liệu cho xử lý chiếu xạ bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in
vitro .................................................................................................................. 47
4.1.1 Tỷ lệ sống khi nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng (ĐST) hai giống hoa huệ ...... 47
4.1.2 Nhân cụm mô sẹo (callus) và cụm chồi .................................................. 47
4.2 Xác định hiệu quả của liều lƣợng tia gamma (60Co) trên hai giống/dòng
hoa huệ bằng liều gây chết 50% (LD50) in vitro .............................................. 48
4.2.1 Hiệu quả của liều lƣợng tia gamma (60Co) đến sự sinh trƣởng và phát
triển của mô sẹo giống/dòng hoa huệ đơn ....................................................... 48
4.2.1.1 Tỷ lệ tái sinh chồi ở cụm mô sẹo giống/dòng hoa huệ đơn ................. 48
4.2.1.2 Tỷ lệ chết của cụm mô sẹo/chồi ở giống/dòng hoa huệ đơn .............. 49
4.2.1.3 Liều gây chết LD50 của cụm mô sẹo/chồi ở giống/dòng hoa huệ đơn. 50
4.2.1.4 Số chồi, chiều cao chồi và số lá ở giống/dòng hoa huệ đơn ................ 52
4.2.1.5 Tác động của các liều chiếu xạ tia gamma (60Co) trên các cấu trúc bất
thƣờng ở giống/dòng hoa huệ đơn ................................................................... 53
4.2.2 Hiệu quả của liều lƣợng tia gamma (60Co) đến sự sinh trƣởng và phát
triển của cụm chồi giống/dòng hoa huệ kép .................................................... 54
4.2.2.1 Tỷ lệ chết của cụm chồi ở giống/dòng hoa huệ kép ............................ 54
4.2.2.2 Liều gây chết LD50 của cụm chồi ở giống/dòng hoa huệ kép ............. 55
4.2.2.3 Số chồi, chiều cao chồi và số lá ở giống/dòng hoa huệ kép ................ 57
4.2.2.4 Tác động của các liều chiếu xạ tia gamma (60Co) trên các cấu trúc bất
thƣờng ở giống/dòng hoa huệ kép ................................................................... 59
4.2.3 Nhân chồi và tạo rễ thành cây hoa huệ hoàn chỉnh ................................ 61
4.3 Xác định sự đa dạng về mặt hình thái của cây con giai đoạn thuần dƣỡng
trong nhà lƣới ................................................................................................... 62
4.3.1 Tỷ lệ chết của các giống/dòng hoa huệ đơn giai đoạn thuần dƣỡng ...... 62
4.3.2 Tỷ lệ chết của các giống/dòng huệ kép giai đoạn thuần dƣỡng.............. 63

4.3.3 Các dạng bất thƣờng về kiểu hình của các giống/dòng hoa huệ đơn và
kép giai đoạn thuần dƣỡng ............................................................................... 64
4.4 Chọn các dòng hoa huệ tăng về số cánh hoa, kích thƣớc hoa và hoa có mùi
thơm theo phƣơng pháp truyền thống .............................................................. 64
4.4.1 Trồng lần 1 (M1)..................................................................................... 64

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

x

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

4.4.1.1 Các đặc điểm sinh trƣởng và ra hoa ở giống/dòng hoa huệ đơn ......... 64
4.4.1.2 Các đặc điểm sinh trƣởng và ra hoa ở các giống/dòng hoa huệ kép ... 75
4.4.2 Trồng lần 2 (M2)..................................................................................... 90
4.4.3 Đánh giá đa dạng di truyền các giống/dòng hoa huệ bất thƣờng chọn
đƣợc ................................................................................................................. 92
4.4.3.1 Đánh giá sự đa dạng di truyền bằng phƣơng pháp đánh dấu phân tử
ISSR-PCR ........................................................................................................ 92
4.4.3.2 Giải trình tự vùng ITS các giống/dòng hoa huệ .................................. 96
CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...................................................... 101
5.1 Kết luận .................................................................................................... 101
5.2 Đề nghị ..................................................................................................... 103
CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN...................................................................................................... 104

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG ........................................................................... 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 106
PHỤ LỤC BẢNG .......................................................................................... 131
PHỤ LỤC HÌNH ........................................................................................... 140

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

xi

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH BẢNG

Trang
Bảng 2.1: Một số nghiên cứu về liều gây chết LD50 khi xử lý chiếu xạ ở các
loại cây trồng ................................................................................................... 21
Bảng 3.1: Bố trí các liều chiếu xạ và nghiệm thức ở giống hoa huệ đơn ........ 37
Bảng 3.2: Bố trí các liều chiếu xạ và nghiệm thức ở giống hoa huệ kép ........ 39
Bảng 3.3: Danh sách các mồi ISSR sử dụng đánh giá đa dạng ADN các
giống/dòng huệ ................................................................................................ 44
Bảng 4.1: Tỷ lệ sống của đỉnh sinh trƣởng ở hai giống hoa huệ đơn và hoa huệ
kép ở 30 ngày sau khi cấy ................................................................................ 47
Bảng 4.2: Tỷ lệ tái sinh chồi ở cụm mô sẹo ở giống/dòng hoa huệ đơn ......... 49
Bảng 4.3: Tỷ lệ chết của cụm mô sẹo/chồi ở giống/dòng hoa huệ đơn sau 150
ngày nuôi cấy ................................................................................................... 50

Bảng 4.4: Bảng chuyển đổi tỷ lệ chết ở giống/dòng hoa huệ đơn ở các liều
chiếu xạ ............................................................................................................ 51
Bảng 4.5: Số chồi, chiều cao chồi và số lá của giống/dòng hoa huệ đơn đã xử
lý tia gamma (60Co) sau 150 ngày nuôi cấy ..................................................... 52
Bảng 4.6: Phần trăm xuất hiện cấu trúc bất thƣờng ở giống/dòng hoa huệ đơn
đã xử lý tia gamma (60Co) sau 100 ngày nuôi cấy ........................................... 53
Bảng 4.7: Tỷ lệ chết của giống/dòng hoa huệ kép sau 150 ngày nuôi cấy ...... 55
Bảng 4.8: Bảng chuyển đổi tỷ lệ chết ở giống/dòng hoa huệ kép ở các liều
chiếu xạ ............................................................................................................ 56
Bảng 4.9: Số chồi, chiều cao chồi và số lá của giống/dòng hoa huệ kép đã xử
lý tia gamma (60Co) sau 150 ngày nuôi cấy ..................................................... 59
Bảng 4.10: Phần trăm xuất hiện cấu trúc bất thƣờng ở giống/dòng hoa huệ kép
đã xử lý tia gamma (60Co) sau 100 ngày nuôi cấy ........................................... 60
Bảng 4.11: Tỷ lệ chết của cây sau 30 ngày thuần dƣỡng ở giống/dòng huệ đơn
.......................................................................................................................... 63
Bảng 4.12: Tỷ lệ chết của cây sau 30 ngày thuần dƣỡng ở giống/dòng huệ kép
.......................................................................................................................... 63
Bảng 4.13: Tỷ lệ chết của giống/dòng huệ đơn sau 60 ngày trồng ................. 64
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

xii

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

Bảng 4.14: Các chỉ tiêu sinh trƣởng của các giống/dòng hoa huệ đơn sau 180

ngày trồng ........................................................................................................ 66
Bảng 4.15: Đặc điểm ra hoa của giống/dòng hoa huệ đơn khi ra hoa lần 1 .... 68
Bảng 4.16: Tần số các dạng bất thƣờng ở lá của các dòng hoa huệ đơn sau 60
ngày trồng ........................................................................................................ 70
Bảng 4.17: Tần số các dạng bất thƣờng ở thân và củ của các dòng hoa huệ đơn
sau 60 ngày trồng ............................................................................................. 72
Bảng 4.18: Tần số các dạng hoa bất thƣờng trên cùng phát hoa của các dòng
hoa huệ đơn khi ra hoa lần 1 ............................................................................ 73
Bảng 4.19: Đánh giá mức độ mùi thơm ở các giống/dòng hoa huệ đơn khi ra
hoa lần 1 ........................................................................................................... 75
Bảng 4.20: Tỷ lệ chết của các giống/dòng hoa huệ kép sau 60 ngày trồng..... 76
Bảng 4.21: Các chỉ tiêu sinh trƣởng của các giống/dòng hoa huệ kép sau 180
ngày .................................................................................................................. 77
Bảng 4.22: Đặc điểm ra hoa của giống/dòng hoa huệ đơn khi ra hoa lần 1 .... 79
Bảng 4.23: Tần số các dạng bất thƣờng ở lá của các dòng hoa huệ kép sau 60
ngày trồng ........................................................................................................ 81
Bảng 4.24: Tần số các dạng bất thƣờng ở thân và củ của các dòng hoa huệ kép
sau 60 ngày trồng ............................................................................................. 83
Bảng 4.25: Tần số các dạng bất thƣờng ở hoa của các dòng hoa huệ kép khi ra
hoa lần 1 ........................................................................................................... 86
Bảng 4.26: Tần số các dạng hoa bất thƣờng trên cùng một phát hoa của các
dòng hoa huệ kép khi ra hoa lần 1 ................................................................... 89
Bảng 4.27: Đánh giá mức độ mùi thơm của các giống/dòng hoa huệ kép khi ra
hoa lần 1 ........................................................................................................... 90
Bảng 4.28: Đặc điểm nông học của các giống/dòng hoa huệ chọn đƣợc sau khi
trồng lần 2 ........................................................................................................ 91
Bảng 4.29: Sự đa hình của chỉ thị ISSR ở các giống/dòng hoa huệ chọn đƣợc
.......................................................................................................................... 93
Bảng 4.30: Hệ số tƣơng đồng di truyền của các giống/dòng hoa huệ chọn đƣợc
với 4 cặp mồi ISSR .......................................................................................... 95

Bảng 4.31: Kết quả BLAST đoạn gene ITS các mẫu lá hoa huệ trên cơ sở dữ
liệu của ngân hàng gene NCBI6 ....................................................................... 99
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

xiii

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH

Trang
Hình 2.1: Hoa huệ đơn (trái) và kép (phải)........................................................ 6
Hình 2.3: Đỉnh sinh trƣởng thực vật1............................................................... 14
Hình 3.1: Giống hoa huệ đơn và kép đang canh tác ở tỉnh An Giang ............. 32
Hình 3.2: Quy trình thực hiện tạo dòng hoa huệ đột biến bằng phƣơng pháp
nuôi cấy in vitro và xử lý chiếu xạ tia gamma (60Co) ...................................... 34
Hình 3.3: Đỉnh sinh trƣởng cây hoa huệ .......................................................... 35
Hình 3.4: Môi trƣờng túi nylon đƣợc chuẩn bị trƣớc khi cấy mẫu .................. 36
Hình 3.5: Đĩa petri đƣợc cấy mẫu trƣớc khi xử lý tia gamma (60Co) .............. 37
Hình 3.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ngoài đồng của giống/dòng hoa huệ đơn và
kép thế hệ M1 tại Cần thơ và Tiền Giang ........................................................ 43
Hình 4.1: Đỉnh sinh trƣởng phát triển sau 30 ngày nuôi cấy ........................... 47
Hình 4.2: Sự hình thành mô sẹo (a) và cụm chồi (b) ở giống hoa huệ đơn ..... 48
Hình 4.3: Đồ thị tƣơng quan và hồi quy để xác định LD50 của các liều chiếu xạ
khác nhau ở giống/dòng hoa huệ đơn sau 150 ngày nuôi cấy ......................... 51

Hình 4.4: Các dạng cấu trúc bất thƣờng của cụm chồi giống/dòng hoa huệ đơn
ở các liều chiếu xạ khác nhau sau 150 ngày nuôi cấy ..................................... 54
Hình 4.5: Đồ thị tƣơng quan hồi quy để xác định LD50 của các liều chiếu xạ
khác nhau ở giống/dòng hoa huệ kép sau 150 ngày nuôi cấy ......................... 57
Hình 4.6: Các dạng cấu trúc bất thƣờng của cụm chồi giống/dòng hoa huệ kép
ở các liều chiếu xạ khác nhau sau 150 ngày nuôi cấy ..................................... 61
Hình 4.7: Giai đoạn ra rễ giống hoa huệ đơn................................................... 62
Hình 4.8: Đƣờng kính củ ở giống/dòng hoa huệ đơn khi ra hoa lần 1 ............ 67
Hình 4.9: Chiều cao phát hoa của các giống/dòng hoa huệ đơn khi ra hoa lần 1
.......................................................................................................................... 69
Hình 4.10: Các dạng lá bất thƣờng của các dòng hoa huệ đơn đã xử lý chiếu xạ
sau 60 ngày trồng ............................................................................................. 71
Hình 4.11: Các dạng thân và củ bất thƣờng ở các giống/dòng hoa huệ đơn sau
60 ngày trồng ................................................................................................... 72
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

xiv

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

Hình 4.12: Các dòng hoa huệ đơn có số cánh hoa tăng khi ra hoa lần 1 ......... 73
Hình 4.13: Các dạng hoa huệ đơn với số cánh hoa tăng khi ra hoa lần 1........ 74
Hình 4.14: Số củ của các giống/dòng hoa huệ kép khi trồng lần 1 ................ 78
Hình 4.15: Chiều cao phát hoa của các giống/dòng hoa huệ kép khi ra hoa lần
1........................................................................................................................ 80

Hình 4.16: Các dạng lá bất thƣờng của các dòng hoa huệ kép sau 60 ngày
trồng ................................................................................................................. 82
Hình 4.17: Các dạng thân và củ bất thƣờng của các dòng hoa huệ kép sau 60
ngày trồng ........................................................................................................ 83
Hình 4.18: Các bất thƣờng về hình thái hoa ở các giống/dòng hoa huệ kép khi
ra hoa lần 1 ....................................................................................................... 87
Hình 4.19: Dạng hoa bất thƣờng với hoa nở và có mùi thơm ở các giống/dòng
hoa huệ kép khi ra hoa lần 1 ............................................................................ 87
Hình 4.20: Hình thái cánh hoa các dạng hoa bất thƣờng với số cánh hoa nhiều
hơn 12 cánh và có mùi thơm............................................................................ 88
Hình 4.21: Các dạng hoa bất thƣờng trên cùng một phát hoa ở các dòng hoa
huệ kép khi ra hoa lần 1 ................................................................................... 89
Hình 4.22: Các giống hoa huệ địa phƣơng và dòng hoa huệ đột biến chọn đƣợc
khi trồng lần 2 .................................................................................................. 92
Hình 4.23: Phổ điện di sản phẩm PCR của các dòng hoa huệ đột biến và giống
gốc với một số mồi ISSR ................................................................................. 94
Hình 4.24: Sơ đồ hình nhánh về mối quan hệ di truyền giữa các kiểu gen hoa
huệ dựa trên dữ liệu ISSR ................................................................................ 96
Hình 4.25: Phổ điện di sản phẩm PCR với cặp mồi ITS1/ITS4 ...................... 96
Hình 4.26: So sánh các trình tự nucleotide của vùng ITS trên các giống/dòng
hoa huệ chọn đƣợc ......................................................................................... 100
Hình 5.1: Quy trình tạo dòng hoa huệ đột biến bằng tia gamma (60Co) trong
điều kiện in vitro ............................................................................................ 102

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

xv

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học

Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
60

Co

Cobalt 60

ADN (Acid deoxyribo nucleic)

Axít Đêôxiribônuclêic

BA

Benzyl adenine

BLAST (Basic Local Alignment
Search Tool)

Công cụ tìm kiếm trình tự cơ bản

BM (Base medium)

Môi trƣờng nuôi cấy cơ bản

ĐC

Đối chứng

Df

Bậc tự do df

EMS

Ethyl methane sulphonate

F

Giá trị thống kê F

GA3

Gibberellic acid

GR50 (50% growth reduction)

Sự giảm sinh trƣởng 50%

Gy

Đơn vị phóng xạ Gray

HĐ

Giống hoa huệ đơn

HK

Giống hoa huệ kép

IAA

Indole -3-acetic acid

IBA

Indole-3-butyric acid

in vitro

Trong ống nghiệm

in vivo

Quá trình diễn ra trong cơ thể sống

ISSR (Inter Simple Sequence Repeat)

Kỹ thuật chuỗi lặp lại đơn giản giữa

ITS (Internal Transcribed Spacer)

Kỹ thuật phân tích vùng đệm trong đƣợc
sao mã

LD50 (Median lethal dose)

Liều gây chết 50%

M0

Cá thể đột biến từ vật liệu đƣợc chiếu xạ

M1

Cây con sống ở thế hệ đột biến đầu tiên

M2

Cây đột biến ở thế hệ đột biến thứ 2

MS

Murashige & Skoog,1962

NAA

1-Naphthaleneacetic acid

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

xvi

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học

Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

NCBI (National Center for
Biotechnology Information)

Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh
học Quốc gia, Mỹ

PCR (Polymerase Chain Reaction)

Phản ứng chuỗi trùng hợp

RFLP (Restriction fragment length
polymorphism)

Kỹ thuật nghiên cứu tính đa hình chiều
dài của các phân đoạn DNA dựa trên
điểm cắt các enzym giới hạn

rRNA

RNA ribosome

Sig. (Significance)

Mức ý nghĩa

TB bình phƣơng

Trung bình bình phƣơng

M1VĐ

Giống hoa huệ đơn trồng ngoài đồng lần 1

M2VĐ

Giống hoa huệ đơn trồng ngoài đồng lần 2

M1VK

Giống hoa huệ kép trồng ngoài đồng lần 1

M2VK

Giống hoa huệ kép trồng ngoài đồng lần 2

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

xvii

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề
Cây hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) là một trong những cây hoa cắt cành
phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ở Việt Nam, cây hoa huệ là loại cây
trồng mang lại thu nhập cao hơn so với lúa hoặc các cây trồng khác. Vì vậy, cây
hoa huệ đã đƣợc đƣa vào chƣơng trình chuyển đổi cơ cấu cây trồng và đƣợc xem
là cây trồng xóa đói giảm nghèo ở các tỉnh nhƣ Tiền Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ
và An Giang. Hiện nay, chỉ có hai giống hoa huệ với một tràng hoa gồm 6 cánh
hoặc với hai tràng hoa gồm 12 cánh đƣợc canh tác chủ yếu ở Đồng Bằng Sông
Cửu Long.
Tuy nhiên, việc nhân giống hoa huệ chủ yếu bằng củ qua nhiều thế hệ dẫn
đến giống bị thoái hóa nghiêm trọng, dễ bị sâu bệnh tấn công và làm giảm năng
suất đáng kể. Do đó, nhu cầu về giống mới để thay thế đang rất cần thiết. Mặt
khác, việc lai tạo giống mới ở cây hoa huệ theo kiểu truyền thống gặp phải một
số hạn chế do tính bất tƣơng hợp cao vì hoa có nhụy và nhị chín không cùng lúc
và hạt không tạo đƣợc trong điều kiện tự nhiên (Estrada-Basaldua et al., 2011).
Hơn nữa, chỉ có giống hoa đơn thì tạo đƣợc hạt nhƣng hạt khó nẩy mầm. Có lẽ
tạo đột biến là cách tốt nhất trong việc tạo giống hoa huệ mới. Trong các tác nhân
đột biến vật lý, tia gamma đƣợc sử dụng rộng rãi và có hiệu quả nhất (Matsumara
et al., 2010). Kỹ thuật này làm tăng biến dị di truyền ở một số loài hoa nhƣ sự
thay đổi về màu sắc, hình dạng, đặc tính sinh trƣởng… của hoa (Xu et al., 2012).
Bên cạnh đó, kỹ thuật nuôi cấy in vitro cần đƣợc áp dụng để tăng số mẫu đƣợc
chiếu xạ. Sự nhân giống cây hoa huệ in vitro đã đƣợc nghiên cứu (Huỳnh Thị
Huế Trang và ctv., 2007; Hutchinson et al., 2004). Trong đó, nuôi cấy đỉnh sinh
trƣởng và chiếu xạ là phƣơng pháp hiệu quả để làm cây sạch bệnh, nhân nhanh
và có đƣợc biến dị. Sự kết hợp này đƣợc áp dụng thành công trên cọ, táo, khoai
tây, khoai lang và khóm (Ulukapi and Nasircilar, 2015) và hoàn toàn có thể áp

dụng trong việc chọn tạo giống hoa huệ.
Mặt khác, cánh hoa có vai trò quan trọng trong sự nở hoa, sự thụ phấn và
giao phấn… Đối với cây hoa kiểng, số lƣợng cánh hoa có liên quan lớn đến kiểu
hình hoa. Khi xử lý tia gamma riêng lẻ và nuôi cấy in vitro kết hợp xử lý tia
gamma đã làm thay đổi số lƣợng cánh hoa hồng, sự gia tăng số lƣợng cánh hoa
cúc (Usenbaevard and Imankulova, 1974; Kahrizi et al., 2012; Nagatomi, 2001).
Do đó, ở hoa huệ khả năng gây đột biến tạo nguồn biến dị mới về đặc điểm tăng
số lƣợng cánh hoa rất cao khi nuôi cấy in vitro và xử lý tia gamma. Cho đến nay,
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

1

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

ở Việt Nam, chƣa có giống hoa huệ mới với nhiều cánh hoa đƣợc tạo ra theo
phƣơng pháp truyền thống cũng nhƣ các phƣơng pháp chọn giống bằng kỹ thuật
công nghệ sinh học hiện đại khác. Nhƣ vậy, cần thiết phải thực hiện nghiên cứu
“Tạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến bằng tia gamma (60Co)
trong điều kiện in vitro”.
1.2 Mục tiêu
1.2.1 Mục tiêu chính
Chọn đƣợc giống hoa huệ có số lƣợng cánh hoa nhiều hơn giống làm vật
liệu nghiên cứu, có kích thƣớc hoa to hơn và có hƣơng thơm.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
(1) Đánh giá kỹ thuật nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng để tạo nguồn vật liệu mô

sẹo và cụm chồi cho xử lý chiếu xạ tia gamma (60Co).
(2) Xác định liều gây chết 50% (LD50) của tia gamma (60Co) trên mô sẹo và
cụm chồi hoa huệ sau 150 ngày nuôi cấy.
(3) Xác định các dạng bất thƣờng về kiểu hình của cây giai đoạn thuần
dƣỡng.
(4) Chọn đƣợc một đến hai dòng hoa huệ tăng về số lƣợng cánh hoa (nhiều
hơn 12 cánh), kích thƣớc hoa to hơn và có mùi thơm theo phƣơng pháp nhân
giống truyền thống.
1.3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
1.3.1 Đối tƣợng nghiên cứu
- Hai giống hoa huệ đang đƣợc canh tác ở tỉnh An Giang.
1.3.2 Phạm vi nghiên cứu
- Số giống nghiên cứu: giống hoa huệ đơn và kép.
- Thời gian nghiên cứu: Tháng 10 năm 2013 đến tháng 8 năm 2017.
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.4.1 Ý nghĩa khoa học
- Nghiên cứu đã kết hợp kỹ thuật nuôi cấy in vitro và xử lý chiếu xạ bằng
tia gamma (60Co). Cụ thể, đã ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng để tạo
vật liệu khởi đầu cho quy trình chọn giống. Về mặt lý thuyết, nuôi cấy đỉnh sinh
trƣởng tạo đƣợc nguồn mẫu sạch bệnh.

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

2

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

- Cung cấp số liệu về đặc điểm sinh trƣởng; xác định đƣợc liều gây chết
50% của tia gamma (60Co) và các dạng bất thƣờng về hình thái của lá trên cụm
mô sẹo (giống hoa huệ đơn) và cụm chồi (giống hoa huệ kép) giai đoạn in vitro.
- Cung cấp số liệu nông học về đặc điểm sinh trƣởng, ra hoa, các dạng bất
thƣờng về lá, thân, củ, hoa và mùi thơm của hoa giai đoạn thuần dƣỡng và ngoài
đồng.
- Bên cạnh đó, nghiên cứu đã đánh giá sự đa dạng về mặt di truyền bằng
một số kỹ thuật ADN nhƣ PCR-ISSR và giải trình tự đoạn gen vùng ITS1/4 của 2
dòng hoa huệ đột biến chọn đƣợc và 2 giống hoa huệ đối chứng.
- Kết quả của Luận án là tài liệu khoa học để tham khảo cho công tác
nghiên cứu và giảng dạy ở các Trƣờng đại học và Viện nghiên cứu.
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn
- Kết quả nghiên cứu nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng đã tạo ra một lƣợng lớn
mẫu cấy sạch bệnh làm nguồn vật liệu cho nghiên cứu. Phƣơng pháp này ít tốn
kém hơn phƣơng pháp xử lý bằng củ.
- Xác định liều gây chết 50% cũng nhƣ quy trình chọn tạo giống hoa huệ rất
cần thiết cho các nghiên cứu sau này.
- Các kết quả của luận án góp phần cải tiến gen và đa dạng nguồn gen hoa
huệ; đã tạo đƣợc nhiều dòng hoa huệ có đặc tính nổi trội, trong đó chọn đƣợc 2
dòng hoa huệ đột biến có các đặc tính hình thái khác biệt và có ƣu điểm hơn so
với 2 giống ban đầu nhƣ hoa to, nhiều cánh (22 và 36 cánh) và có hƣơng thơm.
1.5. Điểm mới của luận án
- Luận án chọn cây hoa huệ là cây hoa có giá trị kinh tế cao nhƣng chƣa
đƣợc nghiên cứu trong việc tạo giống mới ở Việt Nam. Luận án đã sử dụng kỹ
thuật nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng để làm vật liệu khởi đầu để xử lý chiếu xạ bằng
tia gamma (60Co); xác định đƣợc liều gây chết 50% (LD50) của tia gamma (60Co)
trên mẫu mô sẹo giống hoa huệ đơn và cụm chồi giống hoa huệ kép trong điều
kiện in vitro.

- Ở hai giống/dòng hoa huệ, xác định các dạng bất thƣờng về hình thái lá và
chồi sau 150 ngày nuôi cấy in vitro; xác định các dạng bất thƣờng về hình thái lá,
thân và củ sau 60 ngày trồng ngoài đồng; xác định đặc điểm sinh trƣởng cũng
nhƣ các dạng bất thƣờng về hình thái hoa và mùi thơm giai đoạn sau 180 ngày
trồng ngoài đồng.

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

3

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

- Chọn đƣợc 2 dòng hoa huệ đột biến có đặc tính khác so với giống ban đầu
nhƣ tăng số cánh hoa lên 22 và 36 cánh, kích thƣớc hoa to và hoa có mùi thơm
sau 2 thế hệ trồng ngoài đồng.
- Đánh giá đa dạng di truyền bằng phƣơng pháp PCR-ISSR để chứng minh
sự khác biệt về gen giữa hai dòng hoa huệ đột biến so với hai giống hoa huệ đối
chứng, cụ thể là có sự xuất hiện hoặc mất đi băng ADN; tiếp tục giải trình tự gen
để so sánh trình tự ADN vùng ITS1/4 các dòng/giống hoa huệ này để thấy đƣợc
các dạng đột biến nhƣ thay thế, mất hoặc thêm một/một đoạn nucleotide.
- Luận án đã xây dựng đƣợc quy trình tạo dòng hoa huệ đột biến bằng tia
gamma (60Co) trong điều kiện in vitro.

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

4

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

CHƢƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu về cây hoa huệ
2.1.1 Nguồn gốc và phân loại thực vật cây hoa huệ
Cây hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) có nguồn gốc từ Mexico, đƣợc trồng
phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, thuộc lớp phụ Lilidae, bộ Liliales và
họ Agavaceae với bộ nhiễm sắc thể 2n = 30. Tổng cộng gồm 12 loài và có 9 loài
với đặc điểm hoa màu trắng (Khandagale et al., 2014; Rodrigo et al., 2012;
Mohammadi et al., 2012).
2.1.2 Đặc điểm thực vật cây hoa huệ
Cây hoa huệ là loài đơn tử diệp, thân thảo, rễ chùm, ƣa sáng, ƣa nhiệt và nở
hoa quanh năm (Sangavai and Chellapandi, 2008; Ahmad et al., 2013). Loại hoa
này còn đƣợc gọi là dạ lai hƣơng (thơm ban đêm) hoặc vũ lai hƣơng (thơm lúc
mƣa) do đặc điểm hoa nở về đêm, có khả năng tỏa hƣơng về ban đêm với mùi
hƣơng ngào ngạt.
* Thân: Hoa huệ thuộc cây thân thảo sống nhiều năm. Thân hành hay còn
gọi là thân giả đƣợc kết bởi các bẹ lá xếp chồng lên nhau, bẹ lá trƣớc phủ lên bẹ
lá sau. Thân thẳng không phân nhánh, gốc mọc lá thành chùm. Cây hoa huệ có
thân thẳng đứng, tròn, màu xanh thẫm, yếu, không phân nhánh vƣơn lên thành
một ngồng hoa (Đặng Phƣơng Trâm, 2005).
* Củ và rễ: Cây hoa huệ có bộ rễ chùm phát triển mạnh, rễ phân bố chủ yếu

ở lớp đất mặt 1,0-15,0 cm. Có hai loại rễ: rễ mọc từ củ mẹ ban đầu là rễ sơ cấp và
rễ mọc từ củ con gọi là rễ thứ cấp, củ huệ thực chất chính là thân ngầm của cây,
củ hình tròn dài giống cây tỏi. Củ giữ chức năng dự trữ các chất dinh dƣỡng để
nuôi cây (Trần Văn Mão, 2006).
* Lá: Cây hoa huệ có lá đơn mọc quanh gốc, xanh và dài, cuống lá gốc
rộng và to thành hình để bao lấy củ, giữa phiến lá và bẹ lá không phân biệt rõ
ràng. Lá dài, không có răng cƣa, mọc lệch. Chiều dài lá khoảng 20,0-30,0 cm, bề
rộng của lá từ 0,5-1,0 cm (Sangavai and Chellapandi, 2008).
* Hoa: Cây hoa huệ ra hoa không chịu ảnh hƣởng bởi quang kỳ. Sự tạo
mầm hoa và hình thành phát hoa cần nhiệt độ cao sau khi củ đạt đúng kích cỡ.
Nhìn chung, có mối tƣơng quan tuyến tính cao giữa thời gian ra hoa và số lá ở
cây hoa huệ (Rodrigo et al., 2012). Cây hoa huệ cho hoa quanh năm, nhƣng hoa

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

5

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

nở chủ yếu vào mùa hè, còn mùa đông tỷ lệ ra hoa ít, hoa nhỏ và bông ngắn hơn
(Trần Văn Mão, 2006).
Phát hoa huệ thẳng và hoa mọc ở đỉnh có màu trắng, bao hoa hình phễu,
hoa có vị ngọt, hơi chát, thơm, không độc… Mặc dù hoa hoàn toàn màu trắng
nhƣng những nụ hoa có thể có màu hồng nhạt khi đƣợc trồng dƣới điều kiện lạnh
(Solano, 2000). Phát hoa huệ thƣờng dài, ở nách mỗi lá có 2 hoa màu trắng, có

tràng hoa đơn hoặc kép, nhị ở giữa. Một nhánh hoa huệ dài 100 cm có thể cho
20-25 hoa màu trắng, nở từ dƣới lên. Trong canh tác còn gặp một số biến dị hoa
nhiều tràng, đài hoa màu tím nhạt, hƣơng vị nhạt hơn, nhƣng nhiều hoa, mỗi cây
có 24-32 bông, cây cao và to hơn (Cuc and Pilon, 2007; Trần Văn Mão, 2006;
Jitendriya and Mohammad, 2013). Cùng với mùi hƣơng thì phát hoa dài cũng đã
góp phần tạo nên giá trị của hoa huệ trên thị trƣờng hoa cắt cành (Benschop,
1993). Phát hoa huệ đơn có 10-20 cặp hoa. Hoa thƣơng phẩm dài từ 60,0-90,0
cm, đƣợc thu hoạch khi 2 hoặc 3 hoa ở dƣới cùng nở và chỉ có khoảng 50,0% hoa
trên phát hoa nở sau khi thu hoạch (Kimani et al., 2001) (Hình 2.1).

Hình 2.1: Hoa huệ đơn (trái) và kép (phải)
(Nguồn: Kainthura and Srivastava, 2015)
Ở hoa huệ, thƣờng có sự lẫn lộn về tên gọi. Chẳng hạn, nhiều giống ở các
vùng địa lý khác nhau vẫn đƣợc gọi chung là huệ đơn hoặc kép mặc dù trong
dạng hoa đơn sẽ có nhiều giống và hoa kép cũng có nhiều giống (Kameswari et
al., 2014; Khandagale et al., 2014). Có giả thuyết cho rằng dạng hoa đơn và kép
có thể tiến hóa từ kiểu gen khác nhau và cả hai đều duy trì đặc điểm nhận dạng
riêng (Bharti et al., 2012).

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

6

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

2.1.3 Tình hình sản xuất hoa huệ trên thế giới và ở Việt Nam
2.1.3.1 Trên thế giới
Ở Iran, diện tích trồng hoa huệ đƣợc khoảng 288 hecta với năng suất
khoảng 29 triệu cành hoa với 4 giống (Statistics of ornamental plants, 2007). Đài
Loan chỉ có 2 giống đƣợc canh tác là giống đơn và giống kép (giống „Pearl‟).
Giống hoa có màu rất ít so với giống hoa màu trắng (Huang et al., 2001).
Rodrigo et al. (2012) cho rằng hoa huệ có hai loại hoa, dạng đơn (gọi là „single‟
hoặc „huệ Mexico‟) và dạng kép (gọi là „Double‟ hoặc „giống Pearl‟) đƣợc canh
tác rộng rãi. Ở Ấn Độ, có 2 nhóm hoa huệ đƣợc trồng phổ biến là huệ đơn (single
petal type) gồm: Mexican single, Shringar, Prajwal và huệ kép (double petal
type) gồm Pearl Double, Suvasini và Vaibhav (Ramasamy et al., 2004).
2.1.3.2 Ở Việt Nam
Với đặc điểm sinh thái dễ thích nghi điều kiện khí hậu nhiệt đới nhƣ ở nƣớc
ta, yêu cầu trồng và chăm sóc không quá khắt khe nên cây hoa huệ đƣợc trồng
khá phổ biến và mang lại thu nhập rất cao cho ngƣời dân. Mặc dù, du nhập vào
Việt Nam từ rất lâu và đƣợc trồng rộng rãi trong cả nƣớc nhƣng cây hoa huệ
đƣợc trồng chủ yếu ở miền Nam. Diện tích canh tác cây hoa huệ ngày càng đƣợc
mở rộng. Diện tích trồng hoa huệ khoảng 500-1.000 hecta/tỉnh nhƣ Tiền Giang,
Đồng Tháp, Cần Thơ, An Giang… Thu nhập mang lại trung bình từ 150-200
triệu đồng/hecta. Trong những năm gần đây, trên địa bàn các tỉnh vùng Nam
Trung Bộ bắt đầu đẩy mạnh canh tác cây hoa huệ, đặc biệt ở Bình Định và
Khánh Hòa, với thu nhập trung bình 80-120 triệu đồng/hecta (Nguyễn Thị Y
Thanh, 2009).
Ở Việt Nam, có hai giống hoa huệ đƣợc canh tác chủ yếu:
- Hoa huệ kép: Giống hoa này còn gọi là huệ tứ diện, cây cao, hoa dài và
dày. Hoa thƣờng có 12 cánh, làm thành hai tràng hoa, có từ 3-6 nhị màu trắng
hoặc xanh, chiều dài bông khoảng 15,0-30,0 cm, ở nách mỗi lá có 2 hoa, đƣợc
trồng phổ biến ở miền Tây Nam Bộ. Thời gian ra hoa tùy theo kích cỡ củ. Củ lớn
thì cây tăng trƣởng nhanh sẽ không cho bông lớn. Đây là dạng giống thƣơng mại
chủ yếu trên thị trƣờng (Nguyễn Huy Trí, 2000).

- Hoa huệ đơn: Giống hoa này còn gọi là huệ hƣơng có 6 cánh bao thành
một tràng hoa, 6 nhị màu xanh nhạt, bông thƣa, đóng chùm, ở nách mỗi lá có 2
hoa, chiều dài bông khoảng 5,0-10,0 cm. Hoa trổ một lƣợt nhanh và mau tàn.
Cây có lá mỏng, thân yếu nên chống chịu sâu bệnh yếu hơn huệ kép. Hoa có mùi
thơm nồng nhất trong các giống (Nguyễn Huy Trí, 2000). Cây thấp, hoa ngắn và
thƣa. Giống hoa này thơm và dễ trồng, nhƣng giống hoa huệ kép đƣợc nhiều
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

7

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

ngƣời ƣa chuộng hơn, đƣợc trồng phổ biến vì cây mọc khỏe, cho bông lớn, lâu
tàn và bán giá cao hơn huệ đơn.
Tuy nhiên, hiện nay việc canh tác cây hoa huệ đang gặp nhiều khó
khăn do bị sâu bệnh phá hoại nhiều. Trong đó, có một bệnh rất khó trị là bệnh
chai bông do tuyến trùng Aphelenchoides besseyi. Bệnh gây thiệt hại nghiêm
trọng cho ngƣời canh tác. Đặc điểm nhận dạng là các đốm nâu trên nhánh hoa
huệ, làm mất giá trị sử dụng của cây, sau đó dẫn đến cây bị chết dần (Cuc and
Pilon, 2007). Tuyến trùng có thể tồn lƣu trong củ hoa huệ trong thời gian dài,
cây hoa huệ mới có nguy cơ nhiễm bệnh cao nếu tiếp tục sử dụng nguồn củ
hoa huệ đã nhiễm tuyến trùng để nhân giống. Chính vì vậy, năng suất cây hoa
huệ trên nhiều vùng có xu hƣớng không ổn định và chất lƣợng hoa thì giảm
đáng kể (Huang and Chiang, 1975).
2.1.4 Tầm quan trọng và mục đích sử dụng hoa huệ

Cây hoa huệ là loại cây có giá trị kinh tế cao trong công nghiệp hoa cắt
cành, mỹ phẩm và dƣợc liệu vì có hoa rời, đẹp, tao nhã, mùi thơm ngọt ngào
(Huang et al., 1995; Kiran et al., 2012). Ở một số quốc gia nhƣ Mỹ, Ấn Độ,
Mexico, New Zealand, Trung Quốc, Ấn Độ, Romani và Kenya, cây hoa huệ
đƣợc trồng thƣơng mại rộng rãi, cung cấp hoa cắt cành cho thị trƣờng ở các nƣớc
Mỹ, Châu Âu và Nhật Bản. Giống hoa này đang ƣa chuộng trong ngành trích tinh
dầu thơm. Bên cạnh đó, hoa huệ là nguồn tổng hợp thứ cấp đƣợc sử dụng trong
công nghiệp dƣợc liệu rất giá trị thƣơng mại (Kimani et al., 2001; Toma and
Sorina, 2008; Eshagh et al., 2011). Tinh dầu chiết xuất từ hoa huệ đƣợc sử dụng
là chất tạo hƣơng và chăm sóc da trong công nghiệp mỹ phẩm, đƣợc sử dụng để
xông hơi thƣ giãn nhờ mùi hƣơng dễ chịu (Roberts, 2000). Hiện nay, một số
nghiên cứu về loại hoa này đã tìm ra một số thành phần hóa học có liên quan đến
việc sản xuất ra các loại dầu thơm đƣợc chiết xuất từ các bộ phận nhƣ hoa, sáp
hoa… Trong đó, những thành phần chiết xuất đƣợc là geraniol, nerol, benzyl
alcohol, methyl benzoate, methyl silicate, ethanol, benzyl benzoate và methyl
anthranilate. Loại tinh dầu thu đƣợc khi chiết xuất từ hoa gồm các chất
polysaccharide và glycoside. Ngoài ra, n-alkal chiếm tỷ lệ không nhỏ tới 42%
trong sáp hoa cũng là một thành phần hóa học quan trọng trong việc chiết xuất
các loại nƣớc hoa (Kaufman et al., 1998; Edwards, 2006). Thành phần trong tinh
dầu hoa huệ có chứa geraniol, indole và methyl anthranilate đƣợc biết là có khả
năng kháng nấm (Nidiry and Babu, 2005). Ngoài giá trị sử dụng thông thƣờng
nhƣ trên, gần đây ngƣời ta còn sử dụng một số bộ phận của cây để làm thuốc
chữa bệnh. Bộ phận thƣờng đƣợc sử dụng là củ. Trong tinh dầu củ hoa huệ có
chứa thành phần saponin, hoạt chất có khả năng tăng cƣờng trao đổi chất trong
cơ thể động vật và bảo vệ tế bào trƣớc sự tấn công của vi khuẩn (Majima et al.,
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

8

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học

Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

1995; Sadiqa et al., 1999). Saponin bao gồm hecogenin và tigogenin trong củ và
rễ hoa huệ là loại hợp chất đƣợc chiết xuất để bào chế ra một số loại thuốc quý và
làm xà phòng (Trueblood, 1973).
2.1.5 Đặc điểm sinh trƣởng và phát triển
Độ cao thích hợp nhất cho cây huệ là 1.200-1.800 m so với mực nƣớc biển.
Khoảng pH tối hảo cho sự phát triển của cây là 6,5-7,5 (Mishra et al., 2006).
Thời điểm thu hoạch phụ thuộc vào số hoa nở trên phát hoa và thƣờng đƣợc
thu hoạch khi có hoa đầu tiên nở. Yếu tố này đƣợc quyết định bởi sự tích lũy
carbohydrate bên trong cây, sự tích lũy này cũng ảnh hƣởng đến khả năng nở của
cánh hoa sau khi thu hoạch (Varu and Barad, 2010). Củ đƣợc thu hoạch khi các
lá già khô, cây ngừng sinh trƣởng và củ hầu nhƣ đã khô. Củ sau khi thu hoạch
giữ đƣợc từ 1,5-2 năm. Kích thƣớc của củ giống đƣợc trồng cũng ảnh hƣởng rất
lớn đến khả năng sinh trƣởng và phát triển của cây sau này. Tehranifar and
Akbari (2012) cho rằng kích thƣớc củ giống không ảnh hƣởng đến thời gian cho
hoa, chiều cao của cây nhƣng lại ảnh hƣởng đến số lƣợng và đƣờng kính của phát
hoa, số hoa trên phát hoa và chiều dài của phát hoa. Ahmad et al. (2009) cũng
cho thấy rằng củ giống có kích thƣớc đƣờng kính từ 3,0-4,0 cm sẽ cho khả năng
sinh trƣởng mạnh, chất lƣợng hoa tốt và tạo nhiều củ con, thích hợp cho việc
canh tác cây huệ. Củ có kích thƣớc lớn có chứa nhiều gibberellin hơn củ nhỏ.
Đây cũng là lý do giải thích cho việc củ giống có kích thƣớc lớn sẽ cho hoa sớm
hơn củ có kích thƣớc nhỏ (Benschop, 1993).
2.1.6 Một số yếu tố môi trƣờng ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng và phát
triển của cây
2.1.6.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố ảnh hƣởng lớn đến sự sinh trƣởng và phát triển của cây
hoa huệ và khoảng nhiệt độ thích hợp cho cây sinh trƣởng tốt là từ 20-30°C. Cây
hoa huệ không sống ở nơi có nhiệt độ thấp hơn 5°C và nó cũng không cần nhiệt
độ thấp để cảm ứng hình thành mầm hoa hay trong bất kỳ giai đoạn sinh trƣởng
nào. Một số nghiên cứu chứng minh rằng cây hoa huệ sinh trƣởng tốt nhất ở mức
nhiệt độ thấp nhất là 21°C (Post, 1952). Nó cần nhiệt độ cao cho sự phân hóa
mầm hoa, giới hạn thấp nhất là 19°C (Kosugi and Kimura, 1960). Nhiệt độ thấp
trong giai đoạn tồn trữ củ huệ cũng làm chậm quá trình mọc mầm của củ
(Watako and Ngamau, 2013). Điều này có thể không thích hợp trong trƣờng hợp
thƣơng mại, nhƣng lại có ý nghĩa quan trọng trong sự sinh tồn trong tự nhiên là
sự miên trạng của củ giúp nó chống chịu lại sự bất lợi của môi trƣờng (Borochov
et al., 1997). Bên cạnh đó, Huang et al. (2001) cũng cho thấy rằng thời gian cây
cho hoa (tính từ khi trồng đến khi cho hoa) của cây trồng ở 20°C sẽ dài hơn cây
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

9

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

trồng ở 25°C hay 30°C. Hơn thế nữa, kích thƣớc hoa của cây đƣợc trồng ở 30°C
cũng lớn hơn nhƣng các đặc tính hoa khác nhƣ chiều dài phát hoa, số hoa trên
phát hoa lại khác biệt không có ý nghĩa thống kê. Ngoài ra, nhiệt độ còn ảnh
hƣởng đến chất lƣợng của hoa huệ. Vì nhiệt độ ảnh hƣởng mạnh đến sự tích lũy
anthocyanin trong cánh hoa. Nhiệt độ thấp là tăng sự tích lũy anthocyanin và
ngƣợc lại (Shaked-Sachray et al., 2002).

Hơn thế nữa, sự khác nhau về nhiệt độ do phân hóa độ cao khi trồng cây
hoa huệ cũng cho thấy ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng và phát triển của cây. Thời
gian trổ lần lƣợt là 80,3 và 89,5 ngày và chiều cao lần lƣợt là 98,2 và 124,2 cm ở
độ cao 25 và 1.200 m (Huang et al., 2001). Tuy nhiên, kết quả này lại không cho
thấy có sự khác biệt thống kê của chiều dài phát hoa ở các độ cao khác nhau.
Kích cỡ của hoa tăng lên khi tăng độ cao nhƣng số lƣợng hoa lại không khác biệt.
Khi trồng ở độ cao 1.200 m thì nồng độ anthocyanin cao hơn gấp 2-3 lần khi
trồng ở 25 m.
2.1.6.2 Độ sâu khi trồng
Độ sâu thích hợp để trồng củ là một trong những yếu tố quyết định đến thời
gian cho hoa cũng nhƣ chất lƣợng của hoa đƣợc tạo ra (Hagiladi et al., 1992).
Hertogh and Le Nard (1998) cho rằng độ sâu thích hợp để trồng củ huệ là từ 3,0
đến 10,0 cm nhƣng còn tùy vào điều kiện môi trƣờng và loại đất trồng. Ở đất cát
thì củ nên đƣợc trồng sâu hơn khi so với đất sét. Độ sâu để trồng cũng phụ thuộc
vào kích thƣớc của củ giống. Củ lớn thì nên trồng sâu hơn củ nhỏ (Chandy,
1994). Củ trồng cạn sẽ có thời gian ra hoa và hoa nở sớm hơn khi trồng củ sâu
(Hertogh and Le Nard, 1998). Hussain et al. (2014) cho thấy rằng củ huệ trồng ở
độ sâu 5,0 cm sẽ cho hoa sau 180 ngày khi so với độ sâu 10,0 và 15,0 cm lần lƣợt
là 198 và 212 ngày. Tuy nhiên, củ đƣợc trồng sâu lại cho chiều dài phát hoa, số
hoa trên phát hoa và chiều cao cây cao hơn củ đƣợc trồng cạn. Gregory (2006)
cho rằng củ đƣợc trồng sâu sẽ có khả năng tiếp cận đƣợc vùng nƣớc hữu dụng
trong đất tốt hơn, do đó mà khả năng hấp thu dinh dƣỡng trong đất cũng tốt hơn.
2.1.6.3 Các chất dinh dƣỡng
Đạm (NO3-) đƣợc xem nhƣ là chất dinh dƣỡng chính ảnh hƣởng đến khả
năng sinh trƣởng, tạo hoa và củ ở cây hoa huệ. Các chỉ số đo chất lƣợng hoa nhƣ
chiều dài phát hoa, chiều dài nhánh hoa và trọng lƣợng của hoa đều tăng khi gia
tăng đạm (Mukhopadhyay and Bankar, 1986). Khalaj et al. (2012) cho thấy rằng
khi cung cấp 200 kg N/ha thì cây sẽ cho củ và hoa với số lƣợng và chất lƣợng tốt
nhất. Bên cạnh đó, dinh dƣỡng lân (P2O5) lại ảnh hƣởng đến chiều cao và số lá.
Việc cung cấp chất này ở liều cao hơn 40 g/m2 cũng làm tăng chiều dài phát hoa,

số lƣợng và trọng lƣợng của hoa (Mukhopadhyay and Bankar, 1986). Trong khi
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

10

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

đó, kali (K2O) lại đƣợc xem nhƣ là nguyên tố liên kết với các quá trình sinh hóa
và sinh lý quan trọng trong cây (Cakmak, 2005). Nó đƣợc cho là hạn chế củ ở
trong đất bị thối. Việc thiếu kali sẽ dẫn đến giảm số lƣợng chồi, cây cho hoa trễ
hơn và nhánh hoa ngắn hơn (Wilfert, 1980). Cây hoa huệ sinh trƣởng khỏe và
cho hoa có chất lƣợng tốt khi cung cấp 150 kg K2O/ha (Hussain et al., 2014).
Khan and Ahmad (2004) báo cáo rằng khi bón đạm cao kèm với lƣợng thấp lân
và kali sẽ kích thích quá trình sinh trƣởng sinh dƣỡng của cây nhƣng làm chậm
quá trình cho hoa. Chiều dài nhánh hoa và phát hoa đƣợc gia tăng khi tăng lƣợng
đạm và lân cho cây (Singh et al., 1996).
Bên cạnh đó, việc cung cấp phân hữu cơ cũng cho thấy sự ảnh hƣởng có
lợi đến sự sinh trƣởng và phát triển cây huệ nhƣ làm tăng số hoa trên phát hoa,
chiều dài, đƣờng kính và trọng lƣợng tƣơi của nhánh hoa (Bahadoran et al.,
2011). Điều này có thể là do trong phân hữu cơ có chứa các nguyên tố vi lƣợng
(Br, Mn, Cu…) và đa lƣợng (N, P, K, Ca…) cần thiết cho sự sinh trƣởng của cây
(Barker and Pilbeam, 2006).
2.2 Kỹ thuật trồng và chăm sóc cây hoa huệ
2.2.1 Chuẩn bị giống
Theo Nguyễn Thị Y Thanh (2009) phƣơng pháp canh tác truyền thống, cây

hoa huệ trồng bằng củ, vì vậy khi cây có nhiều lá vàng úa thì bới củ, tách nhẹ
nhàng từng củ chọn những củ có kích thƣớc đạt chuẩn sau đó cắt bỏ lá và rễ tiến
hành phơi nắng 2-3 ngày cho lá héo rồi đem bảo quản nơi thoáng mát, cao ráo,
sau 2-3 tháng có thể đem trồng trở lại. trong thời gian bảo quản nên thƣờng
xuyên kiểm tra tránh hiện tƣợng củ bị thối.
Trong những năm gần đây, xuất hiện bệnh chai bông trên diện rộng, vì
vậy, để phòng trừ bệnh chai bông trên cây hoa huệ cần tiến hành các bƣớc
sau:
- Không sử dụng củ bị nhiễm bệnh hoặc củ lấy từ những ruộng đã bị
nhiễm bệnh trƣớc đó làm củ giống.
- Phơi củ trong vòng 1-1,5 tháng trƣớc khi đem ra trồng.
- Nên thay đổi chân đất sau mỗi vụ trồng hoặc luân canh cây hoa huệ
với một loại cây trồng khác.
- Khi phát hiện thấy có triệu chứng bệnh cần loại bỏ cây bệnh ra khỏi
ruộng, phơi khô và đốt bỏ. Khi không có củ giống sạch bệnh, có thể chọn củ ở
cây không có triệu chứng bệnh và tiến hành phơi nắng kỹ từ 1-1,5 tháng, sau
đó xử lý củ với nƣớc nóng khoảng 56-57oC.

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

11

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học


Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017

Trường Đại học Cần Thơ

2.2.2 Chuẩn bị đất

Nên chọn nơi có nắng, luống trồng liên tiếp rộng khoảng 1,2-1,5 m và đào
rảnh sâu khoảng 0,5 m để có thể giữ nƣớc tốt. Luống đất nên bố trí dọc theo
hƣớng mặt trời để cây nhận ánh sáng tốt và đồng đều. Trƣớc khi trồng nên bón
phân lót và phun xịt các loại thuốc diệt nấm và mầm bệnh (Đặng Phƣơng Trâm,
2005).
2.2.3 Chăm sóc
Trong canh tác cây hoa huệ, yêu cầu về nƣớc là rất quan trọng, phải
thƣờng xuyên tƣới nƣớc đồng thời phải xới đất và làm cỏ giúp cho bộ rễ phát
triển tốt. Phân bón thƣờng sử dụng để bón cho cây là hỗn hợp (Urea, Lân và
Kali). Sau khi trồng đƣợc khoảng 2-3 năm, cây hoa huệ bắt đầu suy thoái,
sinh trƣởng chậm, cho hoa ít và chất lƣợng kém. Do đó, phải nhổ lên, phân
loại củ và trồng lại trên một diện tích khác (Nguyễn Thị Y Thanh, 2009).
Trong thời gian trồng và thu hoạch cần tiến hành trừ cỏ, xới đất, bón
phân, tƣới nƣớc, phun thuốc… thƣờng xuyên để tránh lây lan nguồn sâu bệnh
hại. Nên bón phân với số lƣợng ít và chia thành nhiều đợt nhƣ bón lót, bón thúc.
Ngoài cách bón vào đất còn có thể phun lên lá để bổ sung dinh dƣỡng, hỗ trợ cho
quá trình ra hoa và chống rụng nụ hoa. Trong thời kỳ phân hóa mầm hoa cần bón
thêm phân đạm, khi ra nụ và sau khi ra hoa cần bón thêm lân và kali (Đặng
Phƣơng Trâm, 2005; Nguyễn Thị Y Thanh, 2009).
2.2.4 Sâu bệnh trên cây hoa huệ
Theo Nguyễn Thị Y Thanh (2009) bệnh hại trên cây hoa huệ đƣợc chia
thành 2 nhóm:
- Nhóm bệnh không truyền nhiễm, do điều kiện trồng không phù hợp
thƣờng gặp nhất là bệnh thối lá, thối gốc, đốm lá, gỉ sắt… có thể phòng trị bằng
các loại thuốc hóa học.
- Nhóm bệnh truyền nhiễm chủ yếu do vi sinh vật ký sinh gây ra bao
gồm: vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, mycoplasma, virus… thƣờng rất khó trị, nhất
là bệnh do virus gây ra rất dễ lây lan và phát tán thành dịch, gây hại nghiêm
trọng và truyền từ đời này sang đời khác, đặc biệt là ở nhóm cây nhân giống
vô tính bằng củ nhƣ cây hoa huệ.

Sau khi trồng khoảng một tháng, ở cây hoa huệ thƣờng bị nhện đỏ phá
hại nặng trên lá. Từ 3-4 tháng trở đi cây dễ bị rệp sáp phá hại nên có thể
phòng trị bằng các loại thuốc sau: Basudin 10H, Comitee, Nokaph 20EC…
Khoảng tháng 9-10, khi trời mƣa kéo dài, cây hoa huệ dễ bị úng thối lá, thối

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

12

Viện NC & PT Công nghệ Sinh học