Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến khả năng phát sinh callus từ bao phấn cây dưa chuột (Cucumis sativus L.) in vitro

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA SINH - MÔI TRƯỜNG


CHÂU THỊ VƯỢNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ
ĐẾN KHẢ NĂNG PHÁT SINH CALLUS TỪ BAO PHẤN
CÂY DƯA CHUỘT (CUCUMIS SATIVUS L.) IN VITRO

Ngành: Công nghệ sinh học
Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Lý

Đà Nẵng – 2018


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong khóa luận là trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả khóa luận

Châu Thị Vượng


ii

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực hiện Khóa luận tốt nghiệp tại Khoa Sinh – Môi trường,
Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, tôi đã học hỏi được rất nhiều kiến thức
lý thuyết cũng như thực hành thí nghiệm về phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực
vật, qua đó bản thân tôi đã trưởng thành hơn trong tư duy, bố trí và tiến hành các
nghiên cứu khoa học.
Để hoàn thành được Khóa luận tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi
xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc sự tận tình hướng dẫn, giúp đỡ về mặt khoa học của TS.
Nguyễn Minh Lý.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô thuộc khoa Sinh- Môi trường
đã truyền dạy cho tôi rất nhiều kiến thức cũng như phát triển kĩ năng thực hành thí
nghiệm trong quá trình tôi thực hiện đề tài Khoá luận.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thành viên trong nhóm nghiên cứu, đã luôn
giúp đỡ và chia sẻ kinh nghiệm trong thời gian tôi thực hiện khóa luận.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè đã luôn động
viên, khích lệ tôi cả về vật chất lẫn tinh thần để tôi có thể đạt được kết quả tốt nhất.
Xin trân trọng cảm ơn.
Đà Nẵng, tháng 4 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Châu Thị Vượng


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1

1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................1
2. Mục tiêu đề tài ................................................................................................3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .....................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU..................................................................4
1.1.

TỔNG QUAN VỀ CÂY DƯA CHUỘT .....................................................4

1.1.1.

Nguồn gốc và phân loại cây dưa chuột ...............................................4

1.1.2.

Giá trị dinh dưỡng ................................................................................5

1.1.3.

Giá trị kinh tế ........................................................................................6

1.1.4.

Các giống dưa chuột lai đang sử dụng sản xuất hiện nay .................8

1.2. VAI TRÒ CỦA CÂY ĐƠN BỘI TRONG CHỌN GIỐNG CÂY
TRỒNG ...................................................................................................................8
1.2.1.

Giá trị của cây đơn bội .........................................................................8

1.2.2.

Phương pháp tạo cây đơn bội ..............................................................9

1.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ NUÔI CẤY BAO
PHẤN ....................................................................................................................11
1.3.1.

Ảnh hưởng của điều kiện sinh trưởng và kiểu gen cây mẹ .............11

1.3.2.

Ảnh hưởng của giai đoạn phát triển bao phấn ................................12

1.3.3.

Ảnh hưởng của việc xử lí vật liệu trước khi nuôi cấy......................12

1.3.4.

Ảnh hưởng của điều kiện sau khi nuôi cấy.......................................12

1.3.5.

Ảnh hưởng của thành phần môi trường nuôi cấy ...........................13

1.4. NGHIÊN CỨU VỀ KỸ THUẬT NUÔI CẤY BAO PHẤN Ở DƯA
CHUỘT ĐƠN BỘI VÀ CÁC CÂY TRONG HỌ BẦU BÍ ...............................14

iv

1.4.1.

Nghiên cứu về kỹ thuật nuôi cấy bao phấn trên thế giới ................14

1.4.2.

Nghiên cứu về kỹ thuật nuôi cấy bao phấn ở Việt Nam ..................17

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
...................................................................................................................................19
2.1.

ĐỐI TƯỢNG, THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ...............19

2.1.1.

Đối tượng nghiên cứu .........................................................................19

2.1.2.

Thời gian và địa điểm nghiên cứu .....................................................20

2.2.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ......................................................................20

2.3.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................20

2.3.1.

Phương pháp thu nụ dưa chuột .........................................................20

2.3.2.

Phương pháp vào mẫu ........................................................................20

2.3.3.

Bố trí thí nghiệm và xử lí thống kê ....................................................21

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ...........................................................26
3.1. CÔNG THỨC KHỬ TRÙNG MẪU NỤ HOA ..........................................26
3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA KIỂU GEN DƯA CHUỘT ĐẾN KHẢ NĂNG
PHÁT SINH CALLUS ........................................................................................27
3.3. ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH THƯỚC NỤ HOA DƯA CHUỘT ĐẾN KHẢ
NĂNG PHÁT SINH CALLUS ...........................................................................28
3.4. ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN THU MẪU VÀ THỜI GIAN XỬ LÝ
LẠNH ĐẾN HIỆU QUẢ TẠO CALLUS ..........................................................29
3.4.1.

Ảnh hưởng của thời gian thu mẫu đến hiệu quả tạo callus từ nuôi

cấy in vitro bao phấn dưa chuột ......................................................................29
3.4.2.

Ảnh hưởng của thời gian xử lý lạnh đến hiệu quả tạo callus từ nuôi

cấy in vitro bao phấn dưa chuột ......................................................................30
3.5. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG (ĐHST) ĐẾN
SỰ PHÁT SINH CALLUS ĐƠN BỘI VÀ TÁI SINH CÂY ............................31
3.5.1.

Ảnh hưởng của nồng độ 2,4-D đến hiệu quả tạo callus từ nuôi cấy

in vitro bao phấn dưa chuột .............................................................................31


v

3.5.2.

Ảnh hưởng của nồng độ 2,4-D và KIN đến hiệu quả tạo callus từ

nuôi cấy in vitro bao phấn dưa chuột..............................................................33
3.5.3.

Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh cây từ callus bao phấn

dưa chuột ...........................................................................................................34
3.5.4.

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của KIN và NAA đến khả năng tái

sinh cây từ callus bao phấn dưa chuột ...........................................................36
3.6. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY ĐẾN HIỆU QUẢ TẠO
CALLUS TỪ NUÔI CẤY IN VITRO BAO PHẤN DƯA CHUỘT .................38

3.6.1.

Điều kiện nhiệt độ ...............................................................................38

3.6.2.

Điều kiện ánh sáng ..............................................................................38

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................41
1. Kết luận .............................................................................................................41
2. Kiến nghị ...........................................................................................................41
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................42


vi

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
2,4-D

: Dichlorophenoxylacetic acid

BAP

: 6-Benzylaminopurine

ĐHST

: Điều hòa sinh trưởng

KIN

: Kinetin

MS

: Murashige và Skoog (1962)

NAA

: α-Naphthaleneacetic acid

SH

: Schenk và Hildebrandt (1972)

TDZ

: Thidiazuron


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu

Tên bảng

bảng
1.2.

Thành phần dinh dưỡng ăn được trong 100 dưa chuột

1.3.

(Theo“Bảng thành phần hóa học thức ăn Việt Nam - 2007”)
Tình hình sản xuất dưa chuột của 1 số nước trên thế giới
giai đoạn 2012-2016 (Nguồn FAOSTAT 2018)

Trang
5

6

1.4.

Điều kiện nuôi cấy bao phấn một số cây thuộc họ bầu bí

16

2.1.

Đặc điểm giống dưa chuột sử dụng trong thí nghiệm

19

2.2.

(Nguồn:
East
West Seed Lucky Seed)

Các
côngCông
thức ty
khử
trùng

21

3.1.

Hiệu quả của các công thức khử trùng mẫu nụ hoa

26

3.2.

Sự ảnh hưởng của kích thước nụ hoa dưa chuột đến khả

27

năng phát sinh callus.
3.3.

Sự ảnh hưởng của thời gian thu mẫu đến khả năng phát sinh

30

callus.
3.4.

Sự ảnh hưởng của tiền xử lý lạnh (40C đến khả năng

31

phát sinh callus.
3.5.

Sự ảnh hưởng của 2,4-D đến sự phát sinh callus.

32

3.6.

Sự ảnh hưởng của 2,4-D và KIN đến sự phát sinh callus.

33

3.7.
3.8.

3.9
3.10.

Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh cây từ callus
bao phấn dưa chuột.
Ảnh hưởng của KIN đến khả năng tái sinh cây từ callus bao
phấn dưa chuột.
Sự ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ đến khả năng tạo
callus từ bao phấn dưa chuột
Sự ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng đến khả năng tạo

callus từ bao phấn dưa chuột

35
36

38
39


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình
3.1.
3.2.

3.3.

Tên hình
Hình callus phát sinh từ bao phấn.
Callus sau 3 tuần nuôi cấy. (A) Giống dưa chuột HMT 356. (B)
Giống dưa chuột F1 Nhật
Sự ảnh hưởng của kích thước nụ hoa dưa chuột đến khả năng

Trang
26
27

29

phát sinh callus sau 3 tuần nuôi cấy.
3.4.

Callus phát sinh trên môi trường MS có bổ sung 0,33 mg/l 2,4-D

31

0

3.5.

và 0,22 mg/l KIN, nụ hoa xử lý (4 C) trong 2 ngày.
Sự tăng trưởng về kích thước của callus

32

Callus phát sinh trên môi trường MS có bổ sung 0,5 mg/l 2,4-D
3.6.

và 0,2 mg/l KIN quan sát dưới kính hiển vi. Thanh ngang tỷ lệ 5

34

mm.
3.7.

Tái sinh 1 rễ từ phôi sau 1 tuần nuôi cấy trên môi trường bổ sung

35

BAP 1,0 mg/l, thanh ngang tỉ lệ 5 mm.
3.8.

Tái sinh 4 rễ từ phôi sau 2 tuần nuôi cấy trên môi trường bổ sung

36

BAP 1,0 mg/l, thanh ngang tỉ lệ 5 mm.
3.9.

Rễ từ phôi sau 3 tuần nuôi cấy trên môi trường bổ sung BAP 1,0

36

mg/l tái sinh trở lại mô sẹo; thanh ngang tỉ lệ 5 mm
3.10.

Tái sinh 1 rễ từ phôi sau 1 tuần nuôi cấy trên môi trường bổ sung

37

KIN 4,0 mg/l; thanh ngang tỉ lệ 4 mm.
3.11.

Tái sinh 4 rễ từ phôi sau 2 tuần nuôi cấy trên môi trường bổ sung

37

KIN 4,0 mg/l; thanh ngang tỉ lệ 4 mm.
3.12.

Tái sinh 6 rễ từ callus sau 3 tuần nuôi cấy trên môi trường bổ

37

sung KIN 4,0 mg/l; thanh ngang tỉ lệ 4 mm.
Callus sau 3,4,5 tuần nuôi cấy với điều kiện nuôi cấy thích hợp
3.13.

ở nhiệt độ 320C 1 ngày sau đó 250C các ngày tiếp theo và 250C
trong quá trình nuôi cấy, tối hoàn toàn.

39


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây dưa chuột (Cucumis sativus L.) là một loại cây có giá trị kinh tế được trồng
phổ biến tại nhiều nơi trên thế giới, chúng được sử dụng chủ yếu dưới dạng tươi, cũng
có thể được dùng để chế biến một số loại món ăn, và một phần được bảo quản và chế
biến cho mục đích sử dụng lâu dài [10]. Ngoài ra, dưa chuột còn có giá trị như một
vị thuốc quý, trong quả dưa chuột có chứa hàm lượng vitamin C khá cao và một số
men có lợi kích thích tiêu hoá rất tốt cho sức khỏe. Nhiều sản phẩm chế biến sau thu
hoạch từ cây dưa chuột như dưa chuột muối, đóng hộp rất được ưa chuộng trên thế
giới. Đối với Việt Nam dưa chuột còn là một sản phẩm có giá trị xuất khẩu cao, hiện
nay sản phẩm từ dưa chuột Việt Nam đã được xuất khẩu sang nhiều thị trường rộng
lớn như: Hoa Kỳ, Hàn Quốc, Đài Loan, Trung Quốc, Nhật Bản, Singapo… [10]. Tính
chung trong 5 tháng đầu năm 2017 giá trị xuất khẩu dưa chuột đạt 20 nghìn USD [2].

Các tiêu chuẩn và các quy định về hình thức, chất lượng dưa chuột dùng trong xuất
khẩu là rất cao, vì vậy bên cạnh yếu tố năng suất các giống dưa chuột được dùng cho
mục đích này cần đáp ứng được những yêu cầu hết sức khắt khe khác như độ dày cùi,
màu sắc vỏ, kích thước quả, thời gian bảo quản, hàm lượng các chất [13].Thời gian
gần đây, tuy đã có nhiều cố gắng trong công tác chọn giống cây trồng, nhưng bộ giống
dưa chuột của nước ta vẫn còn hạn chế, các giống dùng cho tiêu thụ nội địa thì năng
suất và chất lượng thấp, các giống dùng cho chế biến thì rất ít, và hầu hết đều là các
giống nhập nội từ Nhật Bản, Liên Bang Nga, Thái Lan…[2].
Dưa chuột là cây rau ăn quả ngắn ngày. Ở nước ta nó có thể trồng nhiều vụ trong
năm, quả cho thu hoạch nhiều đợt, năng suất trung bình đạt xấp xỉ 17 tấn/ha tương
đương với năng suất trung bình toàn thế giới. Trồng trong điều kiện nhà che phủ
nylông ứng dụng công nghệ cao tại Hà Nội, năng suất đạt tới hơn 120 tấn/ha, bằng
1/3 năng suất dưa chuột ở nước ngoài trong điều kiện tương tự [13]. Mặc dù là cây
rau đa dụng, được trồng phổ biến, song năng suất và chất lượng dưa chuột ở nước ta
còn thấp, một phần do còn sử dụng nhiều giống địa phương, độ đồng đều không cao,
mẫu mã kém; các giống lai nhập nội có tính chống chịu yếu với sâu bệnh hại và môi


2

trường bất thuận đã làm ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất của giống cây trồng này
[7].
Ngoài ra, trong điều kiện nhiệt đới gió mùa ẩm quá trình sản xuất dưa chuột của
người nông dân gặp rất nhiều các loại sâu, bệnh hại do các yếu tố phi sinh học, và
sinh học gây nên (bệnh đốm lá, bệnh đốm phấn, bệnh sương mai, bệnh thối rễ, bệnh
thối quả, bệnh héo rủ, bệnh vàng lá), dẫn đến năng suất và chất lượng dưa chuột bị
giảm đi. Vì vậy, nhiệm vụ quan trọng của các nhà chọn giống hiện nay là phải tạo ra
các giống lai dưa chuột có năng suất cao, kháng bệnh tốt và thích hợp cho xuất khẩu
cũng như sử dụng ở dạng tươi. Tuy nhiên, quá trình tạo giống bằng phương pháp
thông thường đòi hỏi rất nhiều thời gian và chi phí. Ở hầu hết các nước việc chọn tạo

các giống dưa mới đều theo hướng tạo ra các giống dưa F1 có ưu thế lai cao từ các
dòng bố mẹ thuần chủng [2]. Nhưng dưa chuột có đặc điểm là cây đơn tính cùng gốc,
giao phấn chủ yếu nhờ côn trùng nên việc tạo ra các dòng thuần bằng phương pháp
truyền thống thường tốn rất nhiều thời gian và công sức. Dòng thuần được tạo ra bằng
cách tự thụ phấn và chọn lọc qua nhiều thế hệ (7 - 8 thế hệ). Mặc dù vậy phương pháp
này nhiều khi vẫn không đạt được dòng bố mẹ đồng hợp tử ở tất cả các cặp alen [2].
Điều này dẫn đến một sự cần thiết là phải sử dụng các kỹ thuật công nghệ sinh
học để tạo ra những giống dưa chuột có phẩm chất tốt, nhằm cải thiện vốn gen của
dòng dưa chuột hiện tại, khắc phục được những nhược điểm tồn tại của phương pháp
chọn giống truyền thống. Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn, các tiểu bào tử và noãn đã trở
thành một công cụ tối ưu, cung cấp giống cây đơn bội phổ biến, nhằm tạo ra nguồn
nguyên liệu phát triển cây dưa chuột đồng hợp, phục vụ cho công tác chọn giống cây
trồng. Qua đó tạo ra nguồn biến dị phong phú, đồng thời phục vụ trong công tác
chuyển gen ở cây trồng. Sản xuất cây đơn bội dưa chuột thông qua nuôi cấy bao phấn
cho phép các nhà nhân giống dưa chuột tạo các dòng mới nhanh hơn.
Trong Họ Dưa chuột Cucurbitaceae, sinh sản đơn tính đực đã được báo cáo đối
với cây bí, dưa hấu [39]. Sinh sản đơn tính cái bằng nuôi cấy noãn sản xuất giống lai
F1 đã được báo cáo trong họ bầu bí [50, 57].
Các thí nghiệm, các nghiên cứu trên cùng cho rằng nuôi cấy bao phấn và nuôi
cấy noãn phụ thuộc vào kiểu gen. Việc xác định được callus từ giao tử hay tế bào


3

soma còn nhiều hạn chế. Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kết quả, sự thành công của việc
nuôi cấy bao phấn (kiểu gen cây trồng, điều kiện sinh trưởng của cây mẹ cho bầu
nhụy và bao phấn, các giai đoạn phát triển của bao phấn, tiền xử lý nụ hoa, điều kiện
và môi trường nuôi cấy [26] vẫn chưa khảo sát đầy đủ. Vì những lý do trên, chúng
tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến khả năng phát
sinh callus từ bao phấn cây dưa chuột (Cucumis sativus L.) in vitro’’.

2. Mục tiêu đề tài
Xây dựng quy trình tạo callus từ bao phấn dưa chuột in vitro tạo nguồn vật liệu
cho quá trình tái sinh cây đơn bội phục vụ công tác chọn giống.

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Kết quả của đề tài sẽ cung cấp thêm dẫn liệu khoa học về ảnh hưởng của các
yếu tố nội và ngoại sinh đến quá trình phát sinh callus từ bao phấn dưa chuột đơn bội
in vitro.
Nguồn callus được tạo ra trong nghiên cứu sẽ được sử dụng để phục vụ quá
trình tái sinh cây tạo dòng dưa chuột đơn bội kép phục vụ cho công tác chọn giống,
và các nghiên cứu trong lĩnh vực di truyền cây dưa chuột.


4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

TỔNG QUAN VỀ CÂY DƯA CHUỘT

1.1.1. Nguồn gốc và phân loại cây dưa chuột
Dưa chuột là loại rau ăn quả trồng lâu đời nhất, được biết đến cách đây
khoảng 5.000 năm. Song cho đến nay vẫn có nhiều ý kiến khác
nhau về nguồn gốc xuất xứ của loại cây này. Phần lớn các nhà nghiên cứu đều thống
nhất rằng cây dưa chuột có nguồn gốc từ Tây Ấn Độ (Nam Á), nơi tồn tại các loài họ
hàng hoang dại với số lượng nhiễm sắc thể 2n = 14. Loài hoang dại Cucumis
hardiwickii Royle là loài dưa chuột quả nhỏ, có vị đắng, có gai quả cứng và thưa được
tìm thấy mọc hoang dại ở dưới chân núi Hymalaya. Một số nhà khoa học Liên Xô
như Vavilov, Tcachenco (1967), Taracanov cho rằng khu vực miền núi phía Bắc Việt

Nam giáp Lào là nơi phát sinh cây dưa chuột vì ở đây còn tồn tại dạng dưa chuột
hoang dại [11].
Từ kết quả nghiên cứu qua các chuyến thám hiểm thực địa, nhà thực vật học
Vavilov (1926) đã cho rằng Trung Quốc là trung tâm khởi nguyên thứ 2 của loài dưa
này. Các tài liệu cổ của Trung Quốc cũng ghi nhận ngay từ thế kỷ thứ IV ở đây đã
trồng dưa chuột. Từ việc phát hiện ra dạng cây dưa chuột hoàn toàn hoa cái
(Gynoecious) trong tập đoàn giống từ Trung Quốc, giống như các dạng cây này của
Nhật Bản được phát hiện trước đó, Mochshorov cho rằng dưa chuột Trung Quốc được
trồng từ lâu ở những vùng có điều kiện khí hậu mát mẻ của Nhật Bản. Từ vùng nguyên
sản, dưa chuột được du nhập vào Châu Âu từ thế kỷ XV. Từ Châu Âu, dưa chuột
được đưa tới Châu Mỹ và cuối thế kỷ XVII chúng mới được phổ biến rộng rãi tại lục
địa này. Hiện nay dưa chuột được trồng hầu như khắp nơi trên thế giới, từ vùng nhiệt
đới Châu Á, Châu Phi đến tận 63 vĩ độ Bắc [16].
Việc phân loại dưa chuột theo đặc tính sinh thái và di truyền học giúp các nhà
chọn tạo giống dễ dàng lựa chọn nguồn vật liệu khởi đầu. Theo Trần Khắc Thi (1985)
bảng phân loại của Gabaev (1932) loài C. sativus L. được chia thành 3 loài phụ là:
loài phụ Đông Á (ssp. rigidus Gab.), loài phụ Tây Á (ssp.graciolor Gab.) và loài hoang
dại (ssp. agrostis Gab., var. Hardwickii (Royle) Alef.)


5

1.1.2. Giá trị dinh dưỡng
Quả dưa chuột có hàm lượng nước thấp hơn các loại quả khác thuộc họ bầu bí
(Cucrbitaceae) nhưng lại có hàm lượng protein cao. Dưa chuột chứa nhiều loại đường,
một số loại axit amin, beta-carôten, vitamin B1, C, các chất canxi, phốt pho, sắt và
kali. Do đặc điểm giàu các nguyên tố khoáng như Kali và ít Natri, dưa chuột kích
thích sự lưu thông nước trong cơ thể, có tác dụng lợi tiểu và tái tạo khoáng [3]. Ngoài
ra, dưa chuột có công dụng thanh nhiệt, chống khát, giải độc, tốt cho người tiểu tiện
khó, rôm sảy. Dưa chuột có tác dụng ức chế sự hình thành mỡ trong cơ thể, người

béo ăn nhiều dưa chuột rất có lợi, đồng thời giảm lượng cholesterol và chống khối u.
Bên cạnh đó dưa chuột còn có tác dụng làm đẹp, đắp mặt nạ bằng dưa chuột có tác
dụng bảo vệ da và chống lại các nếp nhăn.
Bảng 1.2. Thành phần dinh dưỡng ăn được trong 100 dưa chuột
(Theo “Bảng thành phần hóa học thức ăn Việt Nam - 2007”)
Thành phần dinh dưỡng
Nước
Năng lượng
Protein
Lipid
Glucid
Celluloza
Tro
Đường tổng số
Calci
Sắt
Magie
Mangan
Phospho
Kali
Natri
Kẽm
Vitamin C
Vitamin B1
Vitamin B2
Vitamin PP

Đơn vị
g
Kcal

g
g
g
g
g
g
mg
mg
mg
mg
mg
mg
mg
mg
mg
mg
mg
mg

Hàm lượng
95
16
0,8
0,1
2,9
0,7
0,5
1,67
23
1,00

15
0,250
27
169
13
0,18
5
0,03
0,04
0,1


6

1.1.3. Giá trị kinh tế
a. Tình hình sản xuất dưa chuột trên thế giới.
Quả dưa chuột có thể chế biến thành nhiều mặt hàng khác nhau. Do đó loại
cây này đang là nguồn thu của nhiều quốc gia. Trong những năm gần đây đã có nhiều
nước trên thế giới xuất, nhập khẩu dưa chuột dưới dạng ăn tươi hay chế biến [2]. Dưới
đây là bảng số liệu thống kê tình hình sản xuất dưa chuột của 1 số nước trên thế giới
giai đoạn 2012- 2016.
Bảng 1.3 : Tình hình sản xuất dưa chuột của 1 số nước trên thế giới giai đoạn
2012-2016 (Nguồn FAOSTAT 2018)
Chỉ
tiêu

Diện
tích
(ha)

Năng
suất
(kg/ha)

Sản
lượng
(tấn)

Nước

2012

2013

2014

2015

2016

Trung
Quốc

1.159.291

1.166.529

1.175.850

1.173.693

1.155.840

Nga
Mỹ
TBN
TNK
Thế
giới
Trung
Quốc

67.965
49.720
8.876
38.313

67.267
48.750
8.100
38.173

69.946
49.370
8.899
38.228

69.635
49.810
8.146

38.610

68.710
48.030
8.504
37.561

2.115.757

2.110.656

2.132.916

2.134.960

2.144.672

447.977

466.012

484.714

518.610

535.966

248.058
162.235
844.189

454.644

252.828
158.786
931.358
459.648

260.218
162.005
871.899
465.751

274.296
158.717
866.408
472.059

290.055
167.015
906.242
482.330

334.132

346.792

357.353

369.578

375.893

51.933.520

54.361.601

56.995.062

60.868.942

61.949.091

1.685.930
806.630
749.302
1.741.878

1.700.700
774.080
754.400
1.754.613

1.820.123
799.820
775.903
1.780.472

1.910.063
790.570
705.776

1.822.636

1.992.968
802.220
770.704
1.811.681

70.694.189

73.195.785

76.220.322

78.903.368

80.616.692

Nga
Mỹ
TBN
TNK
Thế
giới
Trung
Quốc
Nga
Mỹ
TBN
TNK
Thế

giới


7

Nhìn chung, diện tích, năng suất và sản lượng dưa chuột của các nước trên thế
giới đều tăng qua các năm. Diện tích trồng dưa chuột trên thế giới năm 2016 là
2.144.672 ha tăng 1,37% so với năm 2012 với diện tích 2.115.757 ha. Sản lượng dưa
chuột đạt 375.893 tấn (năm 2016) tăng 12,5% so với năm 2012 (334.132 tấn). Do nhu
cầu về rau xanh nói chung và dưa chuột nói riêng của người tiêu dùng ngày càng cao
khi lương thực và các loại thức ăn giàu đạm được đảm bảo. Đặc biệt là các nước phát
triển như Trung Quốc, Nhật Bản, Anh. Canada, Đức…
Năm 2005, 5 nước nhập khẩu dưa chuột lớn nhất thế giới là Hoa Kỳ (423.431
tấn), Đức (410.084 tấn), Anh (104.054 tấn), Newtherlands (66.091 tấn) và Pháp
(59.019 tấn). Trong khi đó, 5 nước xuất khẩu dưa chuột lớn nhất thế giới là: Tây Ban
Nha (399.256 tấn), Mexico (398.971tấn), Newtherlands (360.054 tấn), Jordan
(64.308 tấn) và Canada (54.967 tấn), như vậy nhiều quốc gia vừa xuất khẩu vừa nhập
khẩu dưa chuột. Điều đó cho thấy rằng công nghệ chế biến đồ hộp chỉ đang tập trung
vào một số nước phát triển như Hoa Kỳ, Canada, Newtherlands... Những nước này,
ngoài lượng dưa chuột sản xuất trong nước, đã nhập khẩu một lượng lớn dưa chuột ở
dạng quả tươi, sau quá trình chế biến, xuất khẩu dưa chuột dưới dạng đồ hộp.

b. Tình hình sản xuất dưa chuột ở Việt Nam
Trong số các cây thực phẩm thì dưa chuột là cây trồng ngắn ngày cung cấp
nguyên liệu cho ngành chế biến rau quả xuất khẩu, được nhiều quốc gia ưa thích.
Diện tích, năng suất, sản lượng dưa chuột tăng mạnh trong những năm gần đây.
Ở nước ta, dưa chuột được sản xuất chủ yếu ở một số tỉnh như Tây Ninh, Đồng Nai,
Tiền Giang, Đồng Tháp, An Giang, Lý Nhân (Hà Nam), Nam Định, Bắc Giang,
Thanh Hóa... thu lợi nhuận cao. Các mặt hàng dưa chuột xuất khẩu chủ yếu dưới dạng
dưa quả tươi, dưa bao tử, dưa chuột muối, dầm giấm... sang một số nước châu Âu,

châu Mỹ, châu Á: Trung Quốc, Đài Loan, Hoa Kỳ, Nhật Bản, Hàn Quốc [11]. Năm
2007, tổng công ty rau quả Việt Nam đã xuất khẩu được 47.423 tấn dưa chuột hộp và
522 tấn dưa chuột đóng lọ thủy tinh. Năm 2008, tổng diện tích trồng là 1.685,56 ha,
sản lượng xuất khẩu là 70.478 tấn. Năm 2009, diện tích trồng dưa chuột: 31.570
ha/năm (tăng gấp 18 lần so với năm 2008). Sản lượng dưa chuột: 577.218 tấn/năm
(năm 2009) (Số liệu Tổng cục Thống kê Việt Nam, năm 2009).


8

1.1.4. Các giống dưa chuột lai đang sử dụng sản xuất hiện nay
Các giống dưa chuột hiện đang trồng phổ biến ở Việt Nam khá đa dạng và
theo xu thế phát triển chung của thế giới. Phân theo kích thước quả gồm có nhóm
giống quả nhỏ, nhóm quả trung bình và nhóm quả to. Phân theo mục đích sử dụng
các giống được chia thành 02 nhóm: nhóm giống ăn tươi và nhóm giống phục vụ chế
biến. Theo thị hiếu vùng miền các giống dưa chuột lại được chia thành 02 nhóm là
nhóm giống sử dụng cho các tỉnh phía Nam và nhóm giống sử dụng cho các tỉnh phía
Bắc. Nhóm các giống sử dụng cho các tỉnh phía Nam (bao gồm cả miền Trung) gồm
các giống: Ninja 179, Amata 765, Trang Nông 20, Hưng Thịnh... Nhóm các giống
được trồng tập trung ở các tỉnh phía Bắc như các giống Yên Mỹ, CV5, Ninja 179.
Một số giống đã được chọn tạo như:
Nhìn chung các giống dưa chuột hiện có của chúng ta còn chưa đáp ứng được
yêu cầu về sản xuất và tiêu dùng. Các giống địa phương vẫn chưa được khai thác triệt
để trong công tác chọn giống dưa chuột ở Việt Nam. Chưa có những giống chuyên
dùng cho chế biến và phục vụ xuất khẩu mà thường phải nhập từ nước ngoài như:
giống dưa chuột lai F1 TO, TK của Nhật Bản; giống dưa chuột bao tử nhập từ Thái
Lan MTXTE; giống Marina quả chùm hoặc giống Levina quả đơn, v.v.., giá hạt giống
cao. Đó là một yếu tố quan trọng dẫn đến chi phí sản xuất trên đơn vị diện tích tăng
[9].

1.2.

VAI TRÒ CỦA CÂY ĐƠN BỘI TRONG CHỌN GIỐNG CÂY
TRỒNG

1.2.1. Giá trị của cây đơn bội
Giá trị của cây đơn bội trong các nghiên cứu di truyền và chọn giống đã được
phát hiện từ lâu. Cây đơn bội đã được tạo ra bằng nuôi cấy bao phấn ở hàng loạt cây
trồng khác nhau. Các nhà khoa học đã tìm ra những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến
thành công của quá trình nuôi cấy như ảnh hưởng của kiểu gen, giai đoạn phát triển
của hạt phấn và các điều kiện môi trường nuôi cấy. Ngoài nuôi cấy bao phấn, các nhà
khoa học còn có những thành công rất lớn trong nuôi cấy noãn chưa thụ tinh, nuôi


9

cấy hạt phấn tách rời. Kỹ thuật tạo cây đơn bội in vitro thông qua kích thích tiểu bào
tử hoặc đại bào tử trong nuôi cấy hạt phấn và noãn cho phép tạo ra nhanh chóng hàng
loạt cây đơn bội, phục vụ đắc lực cho mục đích nghiên cứu di truyền và tạo giống cây
trồng.
Cây đơn bội mang bộ NST (n), vì vậy để cho nó sống được người ta phải tiến hành
đa bội hóa đồng hợp tử tuyệt đối, tức là tạo ra allen hoàn toàn giống nhau. Những
biểu hiện của cây đơn bội (kiểu hình) thể hiện chính xác kiểu gen mà nó đang có, kể
các gen lặn. Đây sẽ là nguồn vật liệu di truyền vô cùng quý giá trong công tác chọn
giống.
Giá trị của cây đơn bội trong các nghiên cứu di truyền và chọn giống đã được
phát hiện từ lâu. Karpachenco là người đầu tiên ngay từ năm 1929 đã chỉ ra khả năng
và triển vọng của việc sử dụng đơn bội vào mục đích chọn giống, vì trong bất kỳ một
quần thể nào, một tổ hợp mong muốn của các gen trong giao tử thường là cao hơn so
với trong hợp tử. Do đó về mặt lý thuyết sẽ thường xuyên và rất nhanh nhận được các

dạng đồng hợp tử có những tổ hợp các dấu hiệu mong muốn bằng cách gấp đôi trực
tiếp số lượng nhiễm sắc thể ở các thể đơn bội [4]. Thời gian cần thiết để tạo ra dòng
vật liệu nguồn- dòng đơn bội kép như vậy được rút ngắn rất nhiều, khoảng 3-4 lần,
tùy đối tượng cây [1].

1.2.2. Phương pháp tạo cây đơn bội
Cơ thể thực vật trong tự nhiên chỉ có thể giao tử (hạt phấn, noãn) là những tế
bào đơn bội. Nếu như chúng phát triển thành cây thì cây đó có mức bội thể đơn bội
(n). Tuy nhiên trong tự nhiên rất hiếm gặp các cây đơn bội, vì vậy các nhà khoa học
đã tiến hành nghiên cứu bằng các con đường khác nhau nhằm tạo ra cây đơn bội làm
nguồn vật liệu cho công tác chọn giống.
Tạo cây đơn bội in vitro là phương pháp chiếm ưu thế bởi sự tiện dụng và
nhanh chóng của phương pháp này. Chỉ mất 1 thế hệ để tạo ra cây đơn bội. Kỹ thuật
tạo cây đơn bội in vitro thông qua việc kích thích tiểu bào tử phát triển thành cây khi
nuôi cấy bao phấn, hạt phấn và gần đây, người ta còn nuôi cây kích thích các tế bào


10

trứng (noãn chưa thụ tinh) phát triển thành cây đơn bội. Đặc biệt với cây ngô đã nhanh
chóng tạo hàng loạt cây đơn bội ứng dụng trong công tác giống cây trồng.
- Tạo cây đơn bội bằng nuôi cấy bao phấn, hạt phấn. Nuôi cấy các hạt phấn
đơn nhân (tiểu bào tử) tách rời hay các bao phấn có chứa các hạt phấn đơn nhân trên
môi trường dinh dưỡng nhân tạo phù hợp để kích thích các hạt phấn này phát triển
thành cây đơn bội. Sự phát sinh cây đơn bội từ hạt phấn được gọi là sự sinh sản đơn
tính đực (androgensis). Khi nuôi cấy hạt phấn đơn nhân in vitro có thể có 3 phương
thức sinh sản đơn tính đực như sau:
+ Sinh sản đơn tính đực trực tiếp như ở thuốc lá, cà độc dược. Khi đó hạt phấn
đơn nhân (tiểu bào tử) tạo phôi 1n, phôi này sẽ phát triển thành cơ thể 1n (cây 1n).
+ Sinh sản đơn tính đực gián tiếp như ở lúa, ngô. Khi đó hạt phấn đơn nhân

(tiểu bào tử) tạo mô sẹo 1n, nhân nhanh thành chồi 1n, phát triển thành cây 1n.
+ Sinh sản đơn tính đực hỗn hợp: Qua trình này diễn ra tương tự như sinh sản
đơn tính đực gián tiếp, nhưng sự thành mô sẹo ngắn, khó nhận biết như ở cây cà chua.
- Tạo cây đơn bội bằng nuôi cấy noãn chưa thụ tinh. Sự hình thành cây đơn
bội từ noãn chưa thụ tinh gọi là sự sinh sản đơn tính cái hay trinh nữ sinh
(gynogensis). Đã có nhiều thành công trong việc nuôi cây bao phấn và hạt phấn để
tạo cây đơn bội. Tuy nhiên, khi đi sâu vào nghiên cứu và thực hiện người ta thấy rằng,
nuôi cấy bằng bao phấn và hạt phấn đã bộc lộ nhiều nhược điểm như tỷ lệ bạch tạng
là rất cao. Đặc biệt với các loại cây như hành, củ cải đường, hướng dương, v.v. đã
không cho kết quả như mong muốn. Trên cơ sở đó, vào những năm 70 các nhà khoa
học đã tập trung nghiên cứu giải quyết cây đơn bội bằng nuôi cấy noãn chưa thụ tinh
và đã thu được nhiều thành tựu.
Tỷ lệ tạo cây đơn bội bằng trinh nữ sinh biến động ở các loại cây khác nhau.
Đối với hành, củ cải đường tỷ lệ này là 5 - 20%; ở lúa là 1,5 - 12%; ở dâu tằm là 3 6%, … Tuy nhiên kỹ thuật nuôi cấy noãn chưa thụ tinh còn nhiều khó khăn và phức
tạp do việc tách tế bào trứng rất khó và dễ gây thương tổn. Nhằm tăng hiệu quả của


11

quá trình này, người ta tập trung nghiên cứu các yếu tố như kiểu gen cây mẹ, giai
đoạn phát triển của túi phôi, chế độ xử lý nhiệt độ, môi trường nuôi cấy, …
Trong các cây ngũ cốc, ở cây ngô việc nuôi cấy noãn chưa thụ tinh tương đối
đơn giản và thu được nhiều thành công hơn cả.
Cây đơn bội có thể ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau:
- Nghiên cứu di truyền về mối tương tác của các gen.
- Tạo đột biến ở mức đơn bội.
- Tạo dòng đồng hợp tử tuyệt đối phục vụ công tác giống cây trồng.

1.3.

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ NUÔI CẤY BAO
PHẤN

1.3.1. Ảnh hưởng của điều kiện sinh trưởng và kiểu gen cây mẹ
Bao phấn tách từ cây sinh trưởng trong điều kiện ngày ngắn (8 giờ/ngày) và ở
vùng có cường độ ánh sáng cao cho phản ứng tương đối tốt hơn so với cây dài ngày
(16 giờ/ngày) có cùng cường độ chiếu sáng. Sự phát sinh phôi hạt phấn có thể được
cải thiện nhiều hơn nếu nhiệt độ dưới điều kiện ngày ngắn duy trì ở 18oC. Sự thay đổi
mùa vụ thích hợp và tuổi cây cho bao phấn ảnh hưởng lớn đến phản ứng của các hạt
phấn. Xử lý cây bằng cách bơm thuốc trừ sâu hoặc các chất độc khác cần phải được
tránh. Cây thiếu nitrogen có thể ảnh hưởng xấu đến bao phấn hơn so với cây được
cung cấp đủ nitrogen. Vì thế, có thể khuyến cáo rằng chỉ có những nguyên liệu sinh
trưởng ở các điều kiện môi trường được điều chỉnh tốt chẳng hạn như nhà kính
(greenhouse) mới có thể dùng cho việc sinh sản đơn tính tiểu bào tử [16].
Kiểu gen của cây cho bao phấn nuôi cấy có ảnh hưởng rất lớn đến kết quả nuôi
cấy không những trong phạm vi một chi mà còn khác nhau giữa các giống trong một
loài. Bao phấn phản ứng trong môi trường nuôi cấy là một đặc điểm có khả năng di
truyền [25], [26].
Khi nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả nuôi cấy bao phấn dưa chuột.
Tác giả T.Suprunova và N.Shmykova đã nuôi cấy 10 giống (Hiziz, Gordion, Hana,


12

Melen, Kedet, Asak, Reisa, Tristan, Tarantutka và Rostovchanin). Kết quả chỉ có
giống Gordion có thể tạo cây đơn bội từ nuôi cấy noãn [26].
Zagorska N.A. khi nghiên cứu ảnh hưởng của kiểu gen cây cà chua đến hiệu
quả nuôi cấy bao phấn chỉ thu được callus từ bao phấn của 53 giống trong số 85 kiểu
gen và sự tái sinh cây chỉ có được từ callus của 15 giống. Số liệu thu được cho thấy
kiểu gen ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả nuôi cấy bao phấn [29]

1.3.2. Ảnh hưởng của giai đoạn phát triển bao phấn
Giai đoạn phát triển của bao phấn cũng có ảnh hưởng rất quan trọng đến kết quả
nuôi cấy. Bao phấn càng già thì tỷ lệ tái sinh cây càng thấp, đồng thời tỷ lệ cây bạch
tạng tăng. Tuy nhiên không phải bất cứ loài cây trồng nào cũng có hiệu suất tối ưu ở
giai đoạn trước hoặc sau một nhân, các loại hoà thảo có nhiều điểm khác nhau. Một
số yếu tố khác hỗ trợ có thể gây nên sự thay đổi về giai đoạn phản ứng tối ưu, ví dụ
đối với lúa giai đoạn phản ứng tối ưu là trước và giữa giai đoạn hạt phấn một nhân
trong điều kiện nồng độ đường trong môi trường nuôi cấy tăng từ 6 đến 9% [28].
Đối với lúa các nhà khoa học ở Viện lúa quốc tế (IRRI) đã nghiên cứu 500 bao
phấn chọn từ nhiều giống chứa hạt phấn ở các giai đoạn khác nhau, kết quả cho thấy
hạt phấn ở giai đoạn từ đơn nhân giữa đến đơn nhân muộn là tốt nhất, có nghĩa là cần
lấy hoa khi khoảng cách giữa tai lá cờ và lá đối diện là 2- 4cm [47]. Trên cây thuốc
lá Reed đã xác định được giai đoạn phát triển của bao phấn tốt nhất khi đài và tràng
hoa có chiều dài tương đương nhau [43].

1.3.3. Ảnh hưởng của việc xử lí vật liệu trước khi nuôi cấy
Áp dụng tiền xử lý nhiệt là một nhân tố quan trọng làm tăng hiệu quả kích
thích sinh trưởng ở các loại cây khác nhau [37]. Tiền xử lý nhiệt đã được sử dụng để
tạo ra phôi từ bao phấn, nó phá vỡ khung tế bào trong bào tử giai đoạn đầu và nhiệt
độ tối ưu, thời gian xử lý thay đổi từ loài này sang loài khác. Tiền xử lý nhiệt độ cao
sẽ phá vỡ sự phát triển tích hợp bình thường của các mô bao phấn soma và sau đó có
thể đồng bộ hóa các trạng thái sinh lý của 2 mô từ đó kích thích quá trình cảm ứng.

1.3.4. Ảnh hưởng của điều kiện sau khi nuôi cấy


13

Nhiệt độ trong phòng nuôi có ảnh hưởng đến khả năng hình thành callus và tái

sinh cây. Nhiệt độ tối thích cho sự hình thành callus là 250C với biên độ là 25 – 280C
và cho tái sinh cây là 20 – 250C. Nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tối thích hợp chính là
nguyên nhân làm tăng cây bạch tạng. Chen (1983) cho rằng nếu nhiệt độ phòng nuôi
cao hơn 300C thì hầu như chỉ tái sinh cây bạch tạng. Wang và cộng sự (1974) kết
luận: việc hình thành cây xanh hay cây bạch tạng chủ yếu do nhiệt độ tại thời điểm
bắt đầu phát triển bào tử chứ không phải ở pha phân hoá callus, tuy nhiên quan điểm
này vẫn cần phải làm sáng tỏ thêm [49].

1.3.5. Ảnh hưởng của thành phần môi trường nuôi cấy
Môi trường nuôi cấy giữ vị trí quan trọng ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của nuôi
cấy bao phấn, nhiều môi trường đã được xây dựng và sử dụng như môi trường White
(1953), môi trường MS, môi trường Nitsch (1969), môi trường B5 (1968)... Tuỳ theo
từng đối tượng nuôi cấy khác nhau những môi trường cơ bản này sẽ được cải tiến
thành nhiều môi trường khác cho phù hợp [8],[37].
Mặc dù trong các bao phấn rất giàu các chất điều hòa sinh trưởng thực vật như
auxin và giberillin nhưng số lượng và chất lượng của các hooc môn và sự cân bằng
giữa auxin – cytokinin đựơc xem là rất quan trọng để xác định phản ứng giữa bao
phấn với môi trường và thay đổi sự biểu hiện di truyền. Auxin cao và cytokinin thấp
sẽ xúc tiến cho quá trình tăng sinh callus, ngược lại sẽ thích hợp cho sự hình thành
chồi và cây con. Trong một vài trường hợp lại không cần thiết đến sự có mặt của
auxin [37]. Những auxin được sử dụng rộng rãi trong môi trường nuôi cấy bao phấn
là: αNAA, IAA, 2,4-D và CPA ở nồng độ 1 – 2 mg/l được coi là có hiệu quả hơn so
với các auxin đơn lẻ hay kết hợp khác [34], [29].
Chọn lọc cây đơn bội: Không phải tất cả các cây tái sinh trong quá trình nuôi
cấy bao phấn là cây đơn bội. Khi nuôi cấy bao phấn có một số trường hợp xảy ra như:
Mô giao tử có thể tự lưỡng bội hóa khi đó mô hoặc cây tạo ra từ mô này sẽ là cây
lưỡng bội. Callus hoặc phôi lưỡng bội cũng có thể được tạo ra từ tế bào vỏ bao phấn
lưỡng bội nên sau này cây tái sinh từ mô này sẽ cho ra cây lưỡng bội nhưng giống hệt
với cây mẹ. Có thể xác định cây đơn bội bằng phương pháp như: đếm trực tiếp số

14

lượng NST, đo gián tiếp hàm lượng DNA của tế bào, trồng cây tái sinh và so sánh
với cây mẹ về hình thái, kích thước và khả năng sinh trưởng và phát triển [30].

1.4.

NGHIÊN CỨU VỀ KỸ THUẬT NUÔI CẤY BAO PHẤN Ở DƯA
CHUỘT ĐƠN BỘI VÀ CÁC CÂY TRONG HỌ BẦU BÍ

1.4.1. Nghiên cứu về kỹ thuật nuôi cấy bao phấn trên thế giới
Đối với các cây trong họ bầu bí kỹ thuật nuôi cấy bao phấn để tạo cây đơn bội
cũng được nhiều nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu và đã thu được những thành
công nhất định. Tuy nhiên, dòng đơn bội kép được tạo ra thông qua nuôi cấy bao
phấn còn nhiều hạn chế [30], [33], [38]. Những yếu tố như đặc tính di truyền, điều
kiện trồng của cây mẹ, giai đoạn phát triển của tiểu bào tử, xử lý nụ hoa trước khi
nuôi cấy, môi trường và điều kiện nuôi cấy có ảnh hưởng đến kết quả của quá trình
nuôi cấy bao phấn [26].
Năm 1974 Eun và cộng sự khi nuôi cấy bao phấn dưa chuột đã phát hiện callus
phát triển từ bao phấn sau khi nuôi cấy 7 ngày trên môi trường có bổ sung 2,4D. Sau
30 ngày rễ và chồi sẽ xuất hiện [38]. Theo Lazarte, và Sasser, (1982) bao phấn dưa
chuột được trên nuôi cấy môi trường Nitsch và Nitsch cải tiến sau đó tạo callus trên
môi trường cơ bản MS. Phôi phát triển thành cây con trên môi trường Nitsch and
Nitsch đặc có chứa 20 g/l raffinos [41].
Hamidvand Y. và cs. (2013) đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các chất
điều hòa sinh trưởng đến quá trình phát sinh callus và phôi từ nuôi cấy bao phấn cây
dưa chuột trên 2 giống dưa chuột Beta Alafa và Esfahani. Hai giống cây trồng được
trồng trong điều kiện nông học tốt nhất, cây mẹ lấy mẫu từ 30- 45 ngày tuổi. Bao
phấn được lấy từ 9-10 h sáng. Kích thước bao phấn 3-5mm. Kết quả thu được tốt nhất

đối với giống Beta Alafa (môi trường cảm ứng) trên môi trường MS có bổ sung 2 µM
2,4-D kết hợp với 1,5 µM Kinetin. Cho kết quả trung bình ở cả 2 giống: MS có bổ
sung 2 µM 2,4-D + 1µM BAP. Điều kiện nuôi cấy 250C± 10C, trong thời gian chiếu
sáng là 16h. Môi trường biệt hóa: MS có bổ sung 13,32 µM BAP + 0.54 µM NAA;
3% sucrose; 0,8% agar [25].


15

Kumara H.G.A và cs. Đã quan sát được sự tái sinh callus dưa chuột được tối ưu
hóa trên môi trường B5 có bổ sung 2 µM 2,4-D và 1 µM BAP. Tiền xử lý nụ tốt nhất
ở 40C trong 2 ngày. Môi trường biệt hóa B5 + 0,09 M sucrose + 0,25 µM NAA +0,25
µM KN, sau đó cấy chuyển sang môi trường B5 + 5µM ABA, tiếp tục cấy chuyển
phát triển cây B5+ 0.09 M sucrose. Nụ hoa được xử lý, rửa sạch 1% Laboline, 0,5%
Carbendazim trong 10 phút, sau đó khử trùng bề mặt bằng 5% dd Natrihypoclorit
trong 20 phút, cuối cùng khử trùng 0,1% HgCl2 5 phút. Xử lý lạnh 40 C trong 2 ngày.
Trong số 24 cây tái sinh ở mỗi giống đã phát hiện được 21 cây giống Calypso và 17
cây giống Green Long là đơn bội [34].
Suprunova T. và cs. đã tiến hành nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến nuôi
cấy bao phấn cây dưa chuột. Nụ hoa được xử lý, tiệt trùng bề mặt trong 0,1% HgCl2
trong 10 phút sau đó rửa sạch 3 lần bằng nước cất vô trùng. Khảo sát trên môi trường
cảm ứng MSm chứa 8% sucrose, 100 mg/l serine; 800 mg/l glutamine + 2mg/l 2,4 D
+ 1mg/l BA. Môi trường biệt hóa: MSm + 2% sucrose; 0.2 mg/l BA; và 0,05 mg/l
NAA, được nuôi cấy trong 220C thời gian chiếu sáng 14h [26].
Kết quả nghiên cứu trên 20 kiểu gen dưa chuột. Kết quả khảo sát cho thấy: Môi
trường tốt nhất cho sự phát sinh callus là môi trường MS có bổ sung 4,44M BA,
2,26M 2, 4-D, 4,64M KIN, 3% sucrose và 0,8% agar. Môi trường cho sự phát sinh
phôi là MS có bổ sung 0,54M NAA, 13,32M BA, 3% sucrose và 0,8% agar. Môi
trường cho sự tái sinh cây là MS bổ sung 2,22M BA, 6% sucrose và 1,2% agar [29].

16

Bảng 1.4. Điều kiện nuôi cấy bao phấn một số cây thuộc họ bầu bí
Loài

Dưa
chuột

Bí
ngô

Giai đoạn
Đơn nhân
phát
triển

Tiền
0
4xử
C,lý2

Sốc
0
32
C,
nhiệt

Môi trường
B5+0,44mg/l

cảm ứng

Môi trường
B5 biệt
+ 0,06
mg/l
hóa

giữaphấn
của hạt
Đơn nhân

ngày
lạnh
40C, 2

1

2,4-D

KN + 0,055

0

33
C,
ngày

MS+1mg/lBAP
+0,23mg/lBAP

MS
0,5 %
mg/l+ NAA

giữa
Đơn nhân

ngày
4 C, 2–

1h

+ 1,11 mg/l KN
+ 0,442
mg/l
+B50,5
mg/l 2,4-D

mg/l BAP +

giữa

3 ngày

0

[39]

MS + 0,2 mg/l

[43]

Đơn nhân

350C,

muộn

72 h

sucrose
2,4-D
+ 1 mg/l

BAP + 0,05

Đơn nhân

250C,

BAP
5%
MS ++ 2,5

mg/l
MSNAA
+ 3%+2

giữa

4

sucrose
sucrose
+ 0,44

% sucrose
sucrose
+3

Đơn nhân

0
ngày
25
C,

mg/l 2,4-D +
MS+0,5mg/l2,4

mg/l
BAP
+
MS
+ 0.1
mg/l

giữa

30-35

0,23 mg/lBAP+
BAP
D+1mg/l

0,1 mg/l
NAA
+ 3NAA
mg/l

+ 1,5mg/l
0,37 mg/l
KN
KN
MS + 10%

BAP
MS + 0,05

sucrose + 5mg/l

mg/l KN +
0,05 mg/ NAA
MS + 0,057

Đơn nhân

4 C, 4

ngày
320C,

giữa

ngày

1 tuần

Đơn nhân

4 C, 4

35 C,

2,4-D
MS + 15%

giữa

ngày

1 tuần

sucrose + 5mg/l

mg/l KN +

2,4-D

0,05mg/l NAA

0

0

[39]

6% sucrose

2,4-D
+ 0.225
+3%
sucrose
+0,
mg/l
5%
MSm
2+
mg/l
8 BAP
%+agar

0

Nguồn
[37]

[47]

[26]

[49]

[39]

40C, 4

350C,

MS +

MS + 0,05

ngày

1 tuần

10% sucrose +

mg/l KN +

Đơn nhân

6mg/l 2,4-D
MS + 2 ppm BA

0.05mg/l NAA
MS + 3%

[52],

muộn

+ 2 ppm KN +

sucrose

[53]

0

MS + 3%

[25]

Đơn nhân

4 C, 2

35 C,

3% sucrose
MS+3% sucrose

muộn

ngày

2

+ 3mg/l BAP +

sucrose + 0,5

ngày

0,1 mg/l NAA

mg/l BAP

0

Dưa

Đơn nhân

40C, 4

350C,

MS + 9%

MS + 0,05

hấu

muộn

ngày

1 tuần

sucrose + 1 mg/l

mg/l KN +0,05

2,4-D

mg/l NAA

[40]

[43]