BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC
NỘI DUNG 1: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TẠO HẠT NHÂN
TẠO TỪ PHÔI CÂY LAN VANDA
NỘI
DUNG
2:
KHẢO
SÁT
SỰ
HIỆN
MYCORRHIZA TRÊN MỘT SỐ GIỐNG LAN
Ngành học: CƠNG NGHỆ SINH HỌC
Niên khố: 2003-2007
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HỒNG QN
Thành phố Hồ Chí Minh
-2007-
DIỆN
CỦA
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC
NỘI DUNG 1: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TẠO HẠT NHÂN
TẠO TỪ PHÔI CÂY LAN VANDA
NỘI
DUNG
2:
KHẢO
SÁT
SỰ
HIỆN
DIỆN
MYCORRHIZA TRÊN MỘT SỐ GIỐNG LAN
Giáo viên hƣớng dẫn
TS.TRẦN THỊ DUNG
Sinh viên thực hiện
NGUYỄN HOÀNG QUÂN
ThS.TỪ THỊ MỸ THUẬN
Thành phố Hồ Chí Minh
-2007-
CỦA
LỜI CẢM ƠN
Thành kính khắc ghi cơng ơn cha mẹ đã tận tụy suốt đời vì con để con
có được ngày hơm nay.
Xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS. Trần Thị Dung và ThS. Từ Thị Mỹ
Thuận đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện
và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Chân thành cảm ơn:
- Ban Giám Hiệu trường Đại Học Nông Lâm
- Quý thầy cô trường Đại Học Nông Lâm
- Quý thầy cô Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học.
Đã tận tình truyền đạt kiến thức cho tơi trong suốt q trình học tập
cũng như thực hiện luận văn này.
Xin gởi lời cảm ơn đến:
KS Nguyễn Thị Thu Hằng, KS Lê Hồng Thuỷ Tiên cùng tập thể cán bộ
nhân viên Trung Tâm Cơng Nghệ Sinh Học và Phịng Thực Tập Bệnh Cây
trường Đại Học Nông Lâm, cùng tất cả bạn bè trong và ngồi lớp Cơng
Nghệ Sinh Học 29 đã ln động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và
thực hiện đề tài.
TP. Hồ Chí Minh, Ngày 25 tháng 8 năm 2007
Sinh viên
Nguyễn Hoàng Quân
ii
TĨM TẮT
NGUYỄN HỒNG QN, sinh viên bộ mơn Cơng Nghệ Sinh Học khố
29, Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2007
ĐỀ TÀI:
NỘI DUNG 1: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TẠO HẠT NHÂN TẠO TỪ
PHÔI CÂY LAN VANDA.
NỘI DUNG 2: KHẢO SÁT SỰ HIỆN DIỆN CỦA MYCORRHIZA
TRÊN MỘT SỐ GIỐNG LAN
Giảng viên hƣớng dẫn: TS. TRẦN THỊ DUNG
ThS. TỪ THỊ MỸ THUẬN
Đề tài đƣợc tiến hành tại Trung Tâm Công Nghệ Sinh Học- Trƣờng Đại Học
Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, thời gian thực hiện từ tháng 3/2007 đến tháng 8/2007
Nội dung 1: Nghiên cứu kỹ thuật tạo hạt nhân tạo từ phơi cây lan Vanda
Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ sodium alginate đến sự hình thành
hạt nhân tạo.
Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố, gồm 5
nghiệm thức, lặp lại 3 lần.
Kết quả thu đƣợc ở nồng độ 30 g/l cho vỏ hạt nhân tạo tròn, đều, đẹp và tỷ lệ
nẩy mầm cao.
Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng của mơi trƣờng tạo hạt nhân tạo
Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên 1 yếu tố, gồm 4
nghiệm thức, lăp lại 3 lần
Kết quả thu đƣợc ở mơi trƣờng dinh dƣỡng ½ MS, hạt nhân tạo c ủa phôi lan
Vanda cho tỷ lệ sống sót và nẩy mầm cao.
iii
Thí nghiệm 3: Khảo sát mơi trƣờng bảo quản hạt nhân tạo
Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên 1 yếu tố, gồm 6
nghiệm thức, 3 lần lặp lại.
Môi trƣờng MS bảo quản hạt tốt nhất, cho hạt nhân tạo có tỷ lệ nẩy mầm cao
nhất sau khi bảo quản.
Thí nghiệm 4: Khảo sát sự nẩy mầm của hạt nhân tạo trên các giá thể khác nhau
Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên 1 yếu tố, gồm 3
nghiệm thức, 3 lần lặp lại.
Tỷ lệ hạt nhân tạo nẩy mầm trên bơng gịn cao nhất (khoảng 100%)
Nội dung 2: Khảo sát sự hiện diện của mycorrhiza trên một số giống lan
Kết quả khảo sát cho thấy mycorrhiza có các dạng sau:
-Sợi nấm ăn màu xanh, phân nhiều nhánh ăn xuyên qua nhiều lớp tế bào
-Sợi nấm cuộn tròn trong 1 tế bào
-Sợi nấm là các cuộn tròn nằm ở các tế bào, nối với nhau bằng sợi nấm
Giữa các giống lan trồng, tỷ lệ hiện diện của mycorrhiza có sự khác nhau do
nguồn gốc của giống
iv
SUMMARY
NGUYEN HOANG QUAN, student of Biotechnological faculty chronology
29, Nong Lam University of Ho Chi Minh City, 8 -2007.
TOPIC:
CONTENT 1: RESEACHING TECHNOLOGY DOES ARTIFICIAL
SEED FROM SOMATIC EMBRYONIC VANDA ORCHID.
CONTENT 2: EXAMINING PRESENCE OF MYCORRHIZA ON
SOME ORCHID GENUS
Supervisor: TRAN THI DUNG, ph.D
TU THI MY THUAN, M.D
Topic was doen at Biotechnological Centre- Nong Lam University of Ho Chi
Minh City, doen from 3-2007 to 8-2007.
CONTENT 1: RESEACHING TECHNOLOGY DOES ARTIFICIAL SEED
FROM SOMATIC EMBRYONIC VANDA ORCHID.
Experiment 1: Examining sodium alginate strength influenced artificial seed
formation.
Experimentation was set quite accident one factor, include 5 assays, 3 times
repetition.
Resulting in 30 g/l strength gave full, nice artificial seed shell and ratio of
germination highly
Experiment 2: Examining influence of nutritional environment do artificial seed.
Experimentation was set quite accident one factor, include 4 assays, 3 times
repetition.
v
Resulting in ½ MS nutritional environment gave ratio of life and germination
highly, consist with artificial seed from embryonic Vanda.
Experiment 3: Examining maintainable environment arfiticial seed.
Experimentation was set quite accident one factor, include 6 assays, 3 times
repetition.
MS environment maintained seed better, gave germinant ratio higher after
maintenance.
Experiment 4: Examining germination of arfiticial seed on different substances.
Experimentation was set quite accident one factor, include 3 assays, 3 times
repetition.
Ratio of germinant arfiticial seed on the silk- coton was highest.
CONTENT 2: EXAMINING PRESENCE OF MYCORRHIZA ON SOME
ORCHID GENUS.
Resulting in mycorrhiza had forms:
-
The hyphae was dyed with blue, divided many branches across root cells.
-
The hyphae scrolled in one cell.
-
Hypha cirumvolutions entered into cells, allyed each other by the hyphae.
The present ratio of mycorrhiza had difference among orchid genus because of
growing simulant origin.
vi
MỤC LỤC
Trang
Trang tựa ..........................................................................................................i
Lời cảm ơn .......................................................................................................ii
Tóm tắt .............................................................................................................iii
Summary ..........................................................................................................v
Mục lục .............................................................................................................vii
Danh sách các bảng .......................................................................................... x
Danh sách các biểu đồ ......................................................................................xi
Danh sách các hình........................................................................................... xii
1 GIỚI THIỆU .................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ..................................................................................................1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................2
1.2.1 Mục đích..................................................................................................2
1.2.2 Yêu cầu....................................................................................................3
2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................................4
2.1 Khái quát về cây lan ...................................................................................4
2.1.1 Phân loại thực vật học .............................................................................4
2.1.2 Lịch sử cây lan .......................................................................................4
2.1.3 Tình hình sản xuất lan .............................................................................5
2.1.4 Đặc điểm thực vật học của cây lan.......................................................... 6
2.1.4.1 Cơ quan dinh dƣỡng .............................................................................6
2.1.4.2 Cơ quan sinh dục của lan- tổ chức hoa ................................................7
2.1.5 Các điều kiện cơ bản cho cây lan ............................................................ 8
2.1.6 Các phƣơng pháp nhân giống lan ............................................................ 8
2.1.6.1 Gieo hột ................................................................................................ 8
2.1.6.2 Tách chiết ............................................................................................. 9
vii
2.2 Phƣơng pháp nuôi cấy mô lan …………………………………………...10
2.2.1 Khái quát về lịch sử nuôi cấy mô ............................................................ 10
2.2.2 Các phƣơng pháp nuôi cấy ......................................................................10
2.2.3 Chất dinh dƣỡng trong môi trƣờng nuôi cấy in vitro .............................. 12
2.2.4 Các bƣớc nhân giống in vitro ..................................................................14
2.2.5 Các yếu tố ảnh hƣởng nhân giống in vitro ..............................................15
2.3 Công nghệ tạo hạt nhân tạo………………………………………..
16
2.3.1 Khái niệm ................................................................................................ 16
2.3.2 Mục đích..................................................................................................16
2.3.3 Các nhân tố tạo hạt nhân tạo ...................................................................17
2.3.3.1 Tạo phơi vơ tính ...................................................................................17
2.3.3.2 Cơ chế phát sinh phôi soma .................................................................18
2.3.3.3 Tạo vỏ bọc bằng sodium alginate ........................................................19
2.3.3.4 Quy trình tạo hạt nhân tạo ....................................................................21
2.4 Nấm rễ cộng sinh- mycorrhiza………………………………………….. 22
2.4.1 Khái niệm ................................................................................................ 22
2.4.2 Các dạng mycorrhiza...............................................................................23
2.4.2.1 Ectomycorrhiza ...................................................................................23
2.4.2.2 Endomycorrhiza ...................................................................................23
2.4.3 Tác động có ích của mycorrhiza ............................................................. 24
2.4.3.1 Mở rộng diện tích hấp thu của rễ cây ...................................................24
2.4.3.2 Sự trao đổi dinh dƣỡng .........................................................................24
2.4.3.3 Sự hình thành chất kích thích sinh trƣởng mycorrhiza ........................24
2.4.3.4 Nâng cao sức chống chịu của cây ........................................................25
2.4.3.5 Tăng khả năng kháng bệnh của cây trồng ............................................25
2.4.4 Sự xâm nhập của mycorrhiza ..................................................................25
3 VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................... 26
3.1 Đối tƣợng thí nghiệm .................................................................................. 26
3.2 Thời gian thực hiện ..................................................................................... 26
3.3 Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 26
3.4 Vật liệu nghiên cứu ..................................................................................... 27
viii
3.4.1 Trang thiết bị và dụng cụ nghiên cứu……………………………….
27
3.4.2 Mẫu sử dụng và điều kiện nuôi cấy………………………………….. 27
3.4.3 Môi trƣờng sử dụng………………………………………………
27
3.5 Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................. 28
3.5.1 Chuẩn bị mơi trƣờng………………………………………………..
3.5.2 Bố trí thí nghiệm
3.6 Xử lý số liệu
28
……………………………………………………29
…………………………………………………………..32
4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................... 33
4.1 Nội dung 1: Nghiên cứu kỹ thuật tạo hạt nhân tạo từ phôi cây lan ............ 33
4.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ sodium alginate đến
sự hình thành hạt nhân tạo ..............................................................................36
4.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng của mơi trƣờng tạo hạt nhân tạo… 39
4.1.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát mơi trƣờng bảo quản…………………….
41
4.1.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát khả năng nẩy mầm của hạt…………….
43
4.2 Nội dung 2: Khảo sát sự hiện diện của mycorrhiza ở các giống lan........... 45
5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...........................................................................49
5.1 Kết luận ......................................................................................................49
5.2 Đề nghị .......................................................................................................50
6 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................51
7 PHỤ LỤC ......................................................................................................53
ix
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Sự phát triển của mô trên môi trƣờng nuôi cấy ....................................... 17
Bảng 4.1: Nồng độ alginate ảnh hƣởng lên hình thái vỏ hạt nhân tạo ..................... 36
Bảng 4.2: Tỷ lệ sống của hạt nhân tạo ở các nồng độ alginate ................................ 38
Bảng 4.3: Tỷ lệ nẩy mầm của hạt nhân tạo ở các nồng độ alginate khácnhau… .... 39
Bảng 4.4: Tỷ lệ sống của hạt nhân tạo ở các môi trƣờng dinh dƣỡng khác nhau… 40
Bảng 4.5: Tỷ lệ nẩy mầm của hạt nhân tạo ở các môi trƣờng dinh dƣỡng .............. 42
Bảng 4.6: Khảo sát ảnh hƣởng của môi trƣờng bảo quản hạt nhân tạo ................... 42
Bảng 4.7: Tỷ lệ nẩy mầm của hạt nhân tạo sau khi bảo quản .................................. 43
Bảng 4.8: Tỷ lệ hạt nhân tạo nẩy mầm trên các giá thể ........................................... 44
Bảng 4.9: Sự hiện diện của mycorrhiza trên các giống lan..................................... 45
x
DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 4-1: Tỷ lệ sống của hạt nhân tạo ở các nồng độ alginate khác nhau . 38
Biểu đồ 4-2: Tỷ lệ sống sót của hạt nhân tạo ở môi trƣờng khác nhau .......... 40
Biểu đồ 4-3: Sự hiện diện của mycorrhiza trên các giống lan ........................ 46
xi
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2-1: Cấu tạo hoa lan ............................................................................... 8
Hình 2-2: Cấu tạo hạt nhân tạo ....................................................................... 16
Hình 2-3: Các giai đoạn phát sinh phơi soma ................................................. 19
Hình 2-4: Cơng thức hố học của alginate ...................................................... 20
Hình 2-5: Các dạng phơi soma ............................................................................................ 21
Hình 2-6: Quy trình tạo hạt nhân tạo .............................................................. 22
Hình 4-1: Các dạng phơi vơ tính ..................................................................... 33
Hình 4-2: Cấu trúc của phơi vơ tính .................................................................34
Hình 4-3: Mơi trƣờng tạo hạt nhân tạo ............................................................ 34
Hình 4-4: Các bƣớc tạo hạt nhân tạo................................................................ 35
Hình 4-5: Sự hình thành hạt nhân tạo ............................................................. 35
Hình 4-6: Cấu tạo vi thể của hạt nhân tạo ........................................................36
Hình 4-7: Hạt nhân tạo ở các nồng độ alginate ............................................... 37
Hình 4-8: Hạt nhân tạo nẩy mầm .................................................................... 39
Hình 4-9: Hạt nhân tạo trên các mơi trƣờng bảo quản .................................... 42
Hình 4-10: Hạt nhân tạo nẩy mầm trên các giá thể ......................................... 44
Hình 4-11: Vùng mơ có mycorrhiza ................................................................ 47
Hình 4-13: Các dạng mycorrhiza .................................................................... 47
Hình 4-12: Dạng mycorrhiza cuộn trịn .......................................................... 48
xii
CHƢƠNG I
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Hiện nay, xã hội chúng ta ngày càng phát triển và hiện đại. Cuộc sống thƣờng bị
áp lực nặng nề từ cơng việc.Vì vậy nhu cầu giải trí và vui chơi lành mạnh là rất cần
thiết đối với mỗi ngƣời. Trong đó chơi hoa, cây cảnh cũng là một thú vui tao nhã,
giúp chúng ta hoà quyện vào thiên nhiên, nâng cao chất lƣợng đời sống, giúp ta
sống lâu sống khoẻ.
Hoa là biểu tƣợng cho vẻ đẹp và điều thánh thiện. Mỗi lồi hoa có màu sắc,
hƣơng thơm đặc trƣng cho từng loài, cho từng vùng, từng miền.Từng lồi hoa lại
tƣợng trƣng cho tính cách của mỗi ngƣời, mỗi biểu tƣợng trong cuộc sống, đại diện
cho tình yêu, tình bạn, tình cảm con ngƣời. Hiện nay hoa đã trở nên phổ biến rộng
rãi đối với tất cả mỗi ngƣời, là món q, là thơng điệp trao nhau trong những ngày
lễ, ngày kỉ niệm, ngày họp mặt. Hoa cũng đƣợc xem nhƣ một vật trang trí trong nhà
tăng vẻ mỹ quan, gần gũi với thiên nhiên. Nhiều lễ hội về hoa đã đƣợc tổ chức ở các
quốc gia.
Trong đó, hoa lan hiện đƣợc nhiều ngƣời rất quan tâm và không những cảm
mến trƣớc vẻ đẹp của hoa mà cịn thắc mắc, tìm hiểu cách sinh tồn của lan trong tự
nhiên. Lan rất đa dạng phong phú về màu sắc, hƣơng thơm, chủng loại và đặc biệt
là phân bổ rộng khắp thế giới. Ngƣời trồng lan thƣờng đƣợc ví nhƣ một nghệ nhân,
cịn ngƣời thƣởng thức vẻ đẹp của chúng đƣợc xem nhƣ là nghệ sĩ.
Về mặt kinh tế, trồng và kinh doanh hoa lan là một ngành đem lại lợi nhuận
cao. Giá trị sản lƣợng hoa lan thế giới ngày nay lên tới hàng tỷ đô la. Vì vậy các
nƣớc Hà Lan, Đức, Thái Lan, Philippin, Malaysia… vốn đã nổi tiếng về nghề trồng
lan thì nay họ phát triển hơn nữa quy trình sản xuất lan nhanh hiệu quả hơn. Đồng
1
thời, đẩy mạnh lai tạo giống để chọn ra những giống mới lạ, khả năng chịu đựng với
hoàn cảnh khắc nghiệt của tự nhiên.Việt Nam chúng ta cũng nghiên cứu rất nhiều
về lan, đặc biệt là kỹ thuật nhân giống nhanh bằng kĩ thuật nuôi cấy mô.
Đặc biệt, cây lan rất khó gieo hạt ngồi tự nhiên, đa phần muốn nhân giống
nhanh thƣờng áp dụng tách chiết hoặc nuôi cấy in vitro. Với sự phát triển của kỹ
thuật tạo hạt nhân tạo, chúng ta có thể ứng dụng lấy phơi soma cho bọc vỏ nhân tạo
có chứa mơi trƣờng dinh dƣỡng, nhằm bảo quản phôi và tạo điều kiện cho hạt nhân
tạo nẩy mầm. Với kỹ thuật này, thì khắc phục hạn chế nẩy mầm của hạt lan trong tự
nhiên, và giúp nhân nhanh các giống lan trồng và các lồi thực vật khó nẩy mầm
trong tự nhiên.
Trong hệ sinh thái nơng nghiệp, rất nhiều nấm có lợi cho cây trồng, nấm cộng
sinh với rễ là rất phổ biến, chúng giúp cây nhận đƣợc một số chất khoáng từ đất,
nhất là tăng cƣờng hấp thụ photpho dễ dàng, giúp cây tăng trƣởng nhanh, đồng thời
cây lại cung cấp nguồn cacbon cho nấm, thƣờng đƣợc gọi là mycorrhiza. Nắm bắt
đƣợc mối quan hệ đó, chúng ta có thể ứng dụng vào lĩnh vực sản xuất cây in vitro.
Vì vậy, cần phải có nhiều nghiên cứu hơn nữa về mycorrhiza, đặc biệt là trên rễ lan.
Đƣợc sự đồng ý của bộ môn Công Nghệ Sinh Học cùng với sự hƣớng dẫn tận tình
của TS Trần Thị Dung, ThS Từ Thị Mỹ Thuận, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề
tài này gồm hai nội dung:
NỘI DUNG 1: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TẠO HẠT NHÂN TẠO TỪ PHÔI
CÂY LAN VANDA
NỘI DUNG 2: BƢỚC ĐẦU KHẢO SÁT SỰ HIỆN DIỆN CỦA
MYCORRHIZA TRÊN MỘT SỐ GIỐNG LAN
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
1.2.1 Mục đích
-Bảo quản phơi soma hiệu quả và lƣu trữ giống dễ dàng hơn.
-Tạo cơ sở cho việc phân lập mycorrhiza trên cây lan đồng thời thử nghiệm
trong nuôi cấy in vitro.
2
1.2.2 Yêu cầu
Theo dõi tỷ lệ sống, tỷ lệ nẩy mầm của hạt nhân tạo.
Thu thập mẫu rễ lan, nhuộm và quan sát mycorrhiza
3
CHƢƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1.Khái quát về cây lan
2.1.1 Phân loại thực vật học
Ngành: Angiospermae (hạt kín)
Lớp:Monocotyledonae
Bộ: Orchidales
Họ: Orchidaceae
Họ phụ: Orchidoideae
2.1.2 Lịch sử cây lan
Ngƣời ta tƣởng rằng cây lan đƣợc biết đến trƣớc tiên ở châu Âu qua bản viết tay
bằng tiếng Hy Lạp” Xem Xét Cây Cỏ” (Enquiry intoPlants) của Theophrastus
(khoảng năm 370-285 TCN). Kỳ thực thì cây lan đã đƣợc biết đến đầu tiên ở
phƣơng Đông: Khổng Tử (551-479 TCN) sau khi đi chu du thiên hạ, không đƣợc
nƣớc nào sử dụng, nên về lại nƣớc Lỗ. Trên đƣờng về, ông thấy hoa lan mọc chen
với cây cỏ ở rừng sâu bèn than rằng: “Ôi, hoa lan có mùi thơm vƣơng giả, nay tƣơi
tốt một mình ở chốn sơn lâm, mọc xen lẫn với loài cỏ hoang dại, chẳng khác nào
bậc hiền giả không gặp thời, đứng chung với bọn bỉ phu”, mà từ đó các bài thơ, phú,
vịnh về hoa lan sau này của các thi nhân Trung Hoa đều bị ít nhiều ảnh hƣởng.
Ở phƣơng Đông, lan đựơc chú ý đến vẻ đẹp duyên dáng của lá và hƣơng thơm
tuyệt diệu của hoa. Vì vậy trên thực tế lan chủ yếu chiêm ngƣỡng trƣớc tiên là lá
chứ không phải màu sắc của hoa. Ở phƣơng Tây, lan đƣợc biết đến trƣớc hết là
công dụng về dƣợc liệu và sau đó là sức hấp dẫn của hoa cùng các đặc tính về thực
vật của nó.Theophrastus đƣợc xem là ông tổ của thực vật học và là cha đẻ của
ngành học về lan và đến năm 1836 John Lindley đặt tên cho họ lan là Orchidaceae.
4
Ở Việt Nam, năm 1789 Joanis Loureiro, nhà truyền giáo ngƣời Bồ Đào Nha lần
đầu tiên mô tả trong cuốn”Flora Cochinchinesis” và chỉ đến khi ngƣời Pháp đến
mới có nhiều cơng trình cơng bố. H.Lecomte mơ tả 101 giống gồm 750 lồi lan cho
cả 3 nƣớc Đơng Dƣơng. Năm 1993 Phạm Hồng Hộ phát hiện và mơ tả khoảng 653
lồi.
2.1.3 Tình hình sản xuất lan
Trên thế giới
Châu Âu, Hà Lan là quốc gia duy nhất có cơng nghệ trồng lan xuất khẩu sớm,
ứng dụng trồng trong nhà kính nên xuất khẩu đƣợc quanh năm, đặc biệt là lan
Cymbidium. Còn Italia là quốc gia nhập khẩu lan nhiều nhất Châu Âu, chủ yếu từ
các nƣớc: Thái Lan 64 triệu cành, Hà Lan 10 triệu cành vào năm 1993. Mỹ nhập từ
Thái Lan 16,4 triệu cành, Singapore 289 ngàn cành Dendrobium vào năm 1994.
Châu Á, đứng đầu thế giới về nhập khẩu lan vẫn là Nhật, chủ yếu là
Dendrobium, Oncidium, Cymbidium, Phalaenopsis từ Malaysia, Singapore và Thái
Lan là nhiều nhất
Ở Việt Nam
Do chúng ta ở vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, vì vậy phong lan rất đa dạng.
Bên cạnh các loại lan rừng nổi tiếng về màu sắc và hƣơng thơm cịn có các giống
lan nhập ngoại nhƣ Dendrobium, Vanda, Mokara, Phalaenopsis, Cattleya… cịn
phân bổ lan rừng thì khắp cả nƣớc:
Vùng khí hậu lạnh: Cao Nguyên và các tỉnh phía Bắc có thể trồng đƣợc các lồi
lan nhƣ Dendrobium, Cymbidium, Phalaenopsis, Cattleya, Paphiopedilum…)
Vùng khí hậu nóng ẩm nhƣ ở Nam và Trung Trung Bộ, nhất là miền Đơng
Nam Bộ có các loại lan nhƣ: Cattleya, Vanda, Mokara, Cymbidium, Ngọc Điểm…
Tuy nhiên có những khó khăn của ngƣời trồng lan ở nƣớc ta:
-Nơng dân trồng lan cịn nhỏ lẻ, thiếu quy hoạch chiến lƣợc, kỹ thuật so với
nƣớc ngoài
-Chƣa tạo đƣợc giống lan riêng biệt cho Việt Nam có thể cạnh tranh với các
giống lan nhập ngoại, nhất là Thái Lan.
5
-Thị trƣờng tiêu thụ cịn nhiều khó khăn, chƣa ổn định kinh tế lâu dài cho
ngƣời trồng lan.
Tuy nhiên, thành phố Hồ Chí Minh đã có nhiều chính sách, nguồn vốn đầu tƣ
để xây dựng và mở rộng khu nông nghiệp cao, chuyển đổi đổi cơ cấu nông nghiệp
cho phù hợp với tình hình và xu hƣớng phát triển của thành phố, trong đó cây lan
cũng là cây chủ lực.
2.1.4 Đặc điểm thực vật học của cây lan
2.1.4.1 Cơ quan dinh dƣỡng
a) Sự phát triển ở cây đa thân
Trƣờng hợp lan Cau diệp (Spathoglottis plicata Bl.)
Đây là loài địa lan, giả hành là một thân ngắn phù mập. Mỗi giả hành có một số
lá bao che và mang rễ ở đáy. Đáy lá to ra tạo thành bẹ bao quanh giả hành. Ở nách
của mỗi bẹ lá có thể có các chồi mà mỗi chồi có thể phát triển thành cành mang hoa
(phát hoa) hay tạo ra cơ quan dinh dƣỡng mới (giả hành mới).
Các chồi ở nách lá ấy đƣợc che chở bởi những lá ngắn khơng có phiến lá bên
trên. Khi chồi bắt đầu phù to có dạng một giả hành sơ khởi thì các lá ló ra về phía
đỉnh, sau đó các rễ mới xuất hiện ở về phía đáy. Cuối cùng các lá phát triển lớn lên,
tích trữ dƣỡng chất về phía đáy làm cho giả hành lớn dần ra.
Trƣờng hợp lan Bạch câu (Dendrobium crumenatum Sw.)
Xuất hiện từ đồng bằng đến núi cao, phụ sinh sống bám trên cây hay trên hốc
đá, rễ chúng không luôn bị ẩm ƣớt nhƣ ở trong đất nhƣ lan Cau diệp.Cành lan mới
sinh ra từ gốc của cành cũ: Gồm gốc nhỏ mang rễ, tiếp là đoạn phù mập không rễ,
không lá, kế trên là đoạn dài lỏng khỏng mang lá mọc xen hai hàng, trên cùng là
đoạn dài nhỏ lỏng y nhƣ vậy nhƣng khơng có lá, tất cả gọi là giả hành. Nhƣ vậy
Bạch câu sống nhiều năm (cây đa niên) nhờ các đơn vị nối tiếp nhau, chồi mới sinh
ra từ chồi bên ở gốc của đơn vị trƣớc đó và cứ thế tiếp tục phát triển theo chiều
ngang.
6
b) Sự phát triển ở cây đơn thân
Ở kiểu phát triển độc trụ, nếu ta cắt một đoạn ở phía ngọn của thân thì đoạn bị
cắt rời này vẫn phát triển về phía đỉnh. Cịn nếu cắt đoạn thân của cây (đỉnh giả
hành) thì đoạn cắt rời ấy khơng thể phát triển về phía đỉnh.Ví dụ nhƣ cây Vanda,
Ngọc Điểm (Rhynchostys gigantea), Hồ Điệp (Phalaenopsis)… Lá có phiến hình
trụ dài và có bẹ bọc kín thân. Thân ln ln mọc cao lên về phía đỉnh. Sự mọc dài
của đỉnh khơng có giới hạn nên cây chỉ có một thân phát triển vô hạn. Sự phát triển
ngừng lại khi đỉnh bị tổn thƣơng, lúc đó chồi bên sẽ xẻ rách bẹ lá để mọc dài ra
thành nhánh, nhánh này cũng sinh trƣởng không giới hạn nhƣ đỉnh ban đầu.
2.1.4.2 Cơ quan sinh dục của lan- tổ chức hoa
Hoa lan kiểu tam phân (chia 3): 3 lá đài, 3 cánh hoa, 3 tâm bì
Phấn hoa dính lại thành phấn khối, ít khi rời từng hạt nhƣ ở các loài hoa khác
Sự hiện diện của trụ là phần hợp nhất của bộ phận sinh dục đực và bộ phận
sinh dục cái. Đó là đặc điểm quan trọng chỉ có ở hoa lan.
Hình dạng, kích thƣớc của mơi, cộng thêm vị trí của nhuỵ đực đã làm cho
hoa lan khơng đều, có sự đối xứng hai bên rõ rệt.
Tuy cấu trúc chung nhƣ vậy nhƣng trong chi tiết từng bơng hoa lan cũng có
những khác biệt mà từ đó ta chia chúng ra những giống lồi khác nhau, chỉ cần đề
cập đến cánh mơi thôi cũng đã rất phong phú. Nhƣng 99% các cây lan có 1 nhuỵ
đực thụ mà thơi số cịn lại có 2-3 nhuỵ đực thụ (Nguyễn Thiện Tịch,1996). Về phái
tính thì đại đa số cây lan là hoa lƣỡng tính, nhƣng ở giống Catasetum và Cycnoches
hoa lại là đơn tính.
Cánh mơi: Ở một số lồi thì rất lớn so với hai bên cánh, một số lồi có cánh
mơi rất nhỏ.
Hình dạng: Mơi có thể ngun hay có thuỳ, có rìa, có tua, cuộn hay nhăn…có
cấu trúc rất kỳ lạ nhƣ có sọc, có sóng, có gai, có lơng, trơn láng hay nhăn..có cựa,
móc, túi ở đằng sau..
Màu sắc: Thƣờng khác hai bên, hoặc có sọc, điểm, những màu khác biệt
7
Hình 2-1: Cấu tạo hoa lan
2.1.5 Các điều kiện cơ bản cho cây lan
Ẩm độ: Thông thƣờng tối thiểu là 70% thích hợp cho sự tăng trƣởng của
nhiều lồi. Tuy nhiên ẩm độ lý tƣởng vẫn là ẩm độ của vùng bản xứ
pH của nƣớc: pH của nƣớc phù hợp cho lan tăng trƣởng là 5-6, nếu lên 7
hoặc trên 7 thì khơng nên tƣới nƣớc cho cây.
Nhiệt độ: Tuỳ thuộc vào nhiệt độ của điều kiện địa lý, vùng cao độ thì sẽ có
sự phân bổ giống lan phù hợp.
Ánh sáng: Yếu tố quyết định cho sự quang hợp, hô hấp và nhất là cho sự trổ
hoa.
Vanda lá tròn cần 100% ánh sáng
Vanda lá sắp thành hàng cần 70% ánh sáng
Dendrobium cần 70% ánh sáng
Cattleya cần 50% ánh sáng
Phalaenopsis cần khoảng 30% ánh sáng
Độ thơng gió: Lan có 2 nhóm chính là phong lan và địa lan, tốc độ gió
khoảng 10-15 km/giờ, nghĩa là gió làm lá và các cành nhỏ hơi rung động, nếu trồng
ở nơi thơng gió và mát mẻ, cây lan sẽ tăng trƣởng nhanh và ít bị bệnh hơn (Nguyễn
Minh Trực, 1996).
2.1.6 Các phƣơng pháp nhân giống lan
2.1.6.1 Gieo hột
Trong thiên nhiên, sự thụ phấn ở lan do côn trùng thực hiện, do cấu trúc của
hoa lan thích ứng với điều này. Có 2 phƣơng cách thụ phấn:
8
- Sự tự thụ phấn: Khi phấn hoa ở hoa này đƣợc rơi vào nuốm của chính hoa
ấy, điều này khơng thể xảy ra ngồi tự nhiên đối với hoa lan đƣợc.
- Sự thụ phấn chéo: Khi phấn hoa ở hoa này đƣợc để vào nuốm của hoa khác
trên cùng cây hay cùng một loài, hay khác loài, khác giống (chỉ con ngƣời mới làm
đƣợc).
Hạt lan quá nhỏ, không chứa chất dự trữ và chỉ có một phơi chƣa phân hố nên
khơng thể phát triển theo cách bình thƣờng mà việc làm cho hạt lan nẩy mầm thành
cây lan trƣởng thành là vấn đề khó khăn.
Năm 1844, Neumann- ngƣời Pháp- đã cho nẩy mầm thành công hạt lan khi ông
liệng hạt lan quanh gốc cây lan lớn, nhƣng không hiểu vì sao.
Năm 1899, Noel Bernard- ngƣời Pháp- đã khám phá bí mật đó, vì những hạt
lan nẩy mầm đều bị nhiễm nấm. Năm 1904, ông cô lập các nấm rễ lan và cho nhiễm
lên hạt lan thì 100% hạt nẩy mầm.
Ngƣời ta đã khám phá ra 3 loài nấm giúp hạt lan nẩy mầm:
-
Rhizoctonia repens giúp hạt lan Cattleya, Laelia nẩy mầm.
-
Rhizoctonia mucoroides giúp hạt lan Vanda, Phalaenopsis nẩy mầm.
-
Rhizoctonia lanugiosa giúp hạt lan Oncidium, Miltonia nẩy mầm.
Năm 1922, Knudson ở Mỹ, đã thành công khi gieo hạt lan trên mơi trƣờng
thạch có bổ sung dinh dƣỡng (thêm 2% đƣờng )
2.1.6.2 Tách chiết
a) Tách bụi
Dùng cho các giống lan đa thân nhƣ Cattleya, Dendrobium….Ở gốc của mỗi
giả hành có ít nhất một mắt ngủ nên có thể tách mỗi hàng giả hành thành một đơn vị
để trồng, nhƣng để cây sau khi tách khoẻ hơn thì tốt nhất mỗi đơn vị có ít nhất hai
giả hành, và có mắt ngủ.
b) Tách cây con
Ở Dendrobium, Thunia… thƣờng tạo ra cây con trên giả hành, khi cây con này
khoẻ mạnh, có rễ tốt, có thể tách ra khỏi giả hành để trồng.
9
Ở Phalaenopsis có lúc cây con mọc trên cọng phát hoa đến khi có rễ tốt thì tách
ra để trồng.
Với những loài đơn thân nhƣ Vanda, Hồ Điệp, Ngọc Điểm… khoẻ mạnh, hoặc
bị tổn thƣơng ở đỉnh ngọn, chúng sẽ sinh ra cây con từ chồi bên ở gần gốc, các chồi
này có rễ dài ra, có thể tách ra để trồng riêng.
2.2 Phƣơng pháp nuôi cấy mô lan
2.2.1 Khái quát về lịch sử nuôi cấy mô
Năm 1838, hai nhà sinh vật học ngƣời Đức, Schleiden và Schwann đƣa ra
thuyết tế bào và nêu rõ mọi cơ thể sinh vật có phức tạp tới đâu thì đều có cấu tạo
đơn vị rất nhỏ là tế bào.
Năm 1902, Haberlandt thực hiện nuôi cấy tế bào thực vật đầu tiên từ lá một số
cây một lá mầm nhƣ: Errythronium, Orrnithogalum…
Năm 1922, Kotte và Robins lập lại thí nghiệm của Haberlandt nhƣng trên đỉnh
sinh trƣởng của rễ một cây hồ thảo, trên mơi trƣờng lỏng có muối khống và
glucose. Tuy nhiên sự sinh trƣởng này chỉ kéo dài trong thời gian ngắn.
Năm 1934, White và Gautheret đã nuôi cấy thành công rễ cà chua trên mơi
trƣờng muối khống và dich chiết nấm men.
Năm 1934, Nobecourt và Gautheret duy trì sự sinh trƣởng của mơ sẹo cà rốt.
Năm 1955, Các chất kích thích sự phân bào đƣợc Skoog đặt tên là kinetin, và
gộp với các chất kích thích phân bào tự nhiên gọi là cytokinin.
Năm 1956, Morel, học trò của Gautheret, áp dụng thành công nuôi cấy mô vào
cây lan (Cymbidium) tạo ra các protocorm.
Đến nay, hầu hết các giống lan đã đƣợc nhân giống nhanh bằng phƣơng pháp
nuôi cấy mô nhƣ: Cattleya, Hồ Điệp, Ngọc Điểm, ngay cả lan Hài nổi tiếng của Việt
Nam (Câu lạc bộ học viên hoa lan, 1999) .
2.2.2 Các phƣơng pháp nuôi cấy
a) Nuôi cấy nốt đơn thân
Sử dụng mẫu cấy là chồi ngọn hoặc chồi bên có mang một đoạn thân ngắn.
Chồi này đƣợc kích thích tăng trƣởng, ra rễ tạo cây nguyên vẹn, nhiều chồi và lá
10
đƣợc hình thành, tiếp tục cấy chuyền trên mơi trƣờng dinh dƣỡng thích hợp, phƣơng
pháp này dùng nhân giống vơ tính in vitro và có thể áp dụng đƣợc in vivo (Nguyễn
Đức Lƣợng, 2002).
b) Nhân chồi bên
Giống nhƣ nuôi cấy nốt đơn thân về nguyên tắc nhƣng khác là nuôi cấy nốt đơn
thân có sự kéo dài chồi, thân và thƣờng khơng cần đến cytokinin để phát triển. Cịn
phƣơng pháp nhân chồi bên, chồi ngọn đƣợc cô lập trên môi trƣờng dinh dƣỡng và
các chồi bên từ các nách lá phát triển dƣới tác dụng của cytokinin nồng độ cao.
Cytokinin có tác dụng hạn chế ƣu tính ngọn để các chồi bên phát triển (Nguyễn Đức
Lƣợng, 2002).
c) Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng
Chồi ngọn đƣợc rửa sạch và khử trùng bằng cồn, hypoclorite calcium. Sau đó
dùng dao mổ tách rời đỉnh sinh trƣởng (gồm vùng mô phân sinh và cả phần dƣới
ngọn) ra khỏi ngọn và cấy trên môi trƣờng tái sinh cây hoàn chỉnh. Với phƣơng
pháp này, chúng ta tạo đƣợc cây sạch bệnh, sạch virus.
d) Nuôi cấy mô sẹo
Tạo mô sẹo đƣợc tiến hành lần đầu tiên vào năm 1920, mơ sẹo là một khối tế
bào khơng có tổ chức, hình thành từ các mơ hoặc cơ quan đã phân hoá dƣới các
điều kiện đặc biệt (vết thƣơng, xử lý hố chất, tia phóng xạ...).Các tế bào của mơ
sẹo phải chịu sự phản phân hoá trƣớc lần phân chia đầu tiên (Halperin, 1969).
Mô sẹo tăng trƣởng nhanh trên môi trƣờng có chất auxin và trong mơi trƣờng
khơng có chất kích thích thì mơ sẹo có thể tái sinh thành cây hồn chỉnh. Cụm mơ
sẹo có thể tái sinh cùng một lúc nhiều chồi hơn là nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng, nhƣng
khả năng bị biến dị tế bào soma lại cao hơn.
e) Nuôi cấy huyền phù tế bào
Huyền phù tế bào đƣợc tạo từ các mảnh mô sẹo nuôi cấy trong môi trƣờng lỏng
lắc liên tục. Trong môi trƣờng lỏng, mơ sẹo phóng thích ra những tế bào riêng lẻ
hay những cụm tế bào dính nhau để hấp thụ dinh dƣỡng. Sau đó tế bào đƣợc chuyển
sang mơi trƣờng đặc để tái sinh thành cây.
11
f) Nuôi cấy thể đơn bội
Cây thể đơn bội mang bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa, sử dụng những phần
sau cho việc nuôi cấy in vitro:
Túi phấn: Thu túi phấn từ chồi hoa thì chỉ khử trùng chồi hoa. Cịn thu túi phấn
của hoa đã nở thì phải khử trùng túi phấn.
Hạt phấn: Đƣợc nuôi cấy trên môi trƣờng để tạo mô sẹo.
Cụm hoa: Thƣờng nuôi cấy trong môi trƣờng lỏng.
g) Nuôi cấy protoplast( tế bào trần)
Tế bào thực vật đƣợc xử lý bằng hoá lý để tách lớp vỏ cenlulose, nhƣng vẫn còn
giữ chức năng của tế bào. Trong mơi trƣờng thích hợp, protoplast có thể phân chia
tế bào hay tái sinh thành cây (Nguyễn Đức Lƣợng, 2002)
Với cách ni cấy này, ta có thể áp dụng để chuyển gene vào tế bào trần hay tạo
cây đa bội bằng cách dung hợp hai tế bào trần với nhau.
2.2.3 Chất dinh dƣỡng trong môi trƣờng nuôi cấy in vitro
Về nguyên tắc, mô thực vật nuôi cấy trong môi trƣờng in vitro cũng cần các
chất dinh dƣỡng giống nhƣ cây trồng trên đất.
a) Các chất vô cơ
Chất vô cơ ở nồng độ lớn hơn 0,5 mM/l đƣợc xếp vào nhóm đa lƣợng, cịn
nồng độ thấp hơn 0,05 mM/l đƣợc xếp vào nhóm vi lƣợng.
Nguồn đạm trong mơi trƣờng in vitro đƣợc cung cấp ở hai dạng ion NH4+ và
NO3-. Lƣợng đạm tổng số cần trong khoảng từ 12-60 mM/l, trong đó có NH4+ biến
thiên từ 6-20 mM/l và NO3- từ 6-40 mM/l ( Bùi Bá Bổng, 1995). Phần lớn cây ƣa
NO3- hơn NH4+ nhƣng cũng có những trƣờng hợp ngƣợc lại. Lƣợng K+ cần trong
môi trƣờng biến thiên từ 2-25 mM/l. Còn các ion khác Ca2+, H2PO4-, SO42-, Mg2+,
thƣờng thấp hơn khoảng 1-5 mM/l
Khoáng vi lƣợng thƣờng đƣợc dùng ở nồng độ 0,1-100 µM/l
b) Nguồn carbon
Mơ cấy trong mơi trƣờng tự dƣỡng khơng có khả năng tự dƣỡng (autotrophic),
do không tiến hành đƣợc quang hợp đầy đủ trong điều kiện không thuận lợi nhƣ
12