Đồ án tốt nghiệp tổng quan về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hạt nhân tạo lan hồ điệp (phalaenopsis sp )

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TỔNG QUAN VỀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH TẠO HẠT NHÂN TẠO LAN HỒ ĐIỆP
(Phalaenopsis sp.)

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : NGUYỄN THỊ THU HƯƠNG
Sinh viên thực hiện
MSSV: 106111004

: QUÁCH VĂN HẢO
Lớp: 07DSH1

TP. Hồ Chí Minh, 2014


LỜI CẢM ƠN

Trong q trình học tập ở trường, có những khó khăn em gặp phải mà tự bản
thân em thấy gần như mình sụp đổ. Khi đó, bên cạnh sự bao bọc của gia đình cịn có
sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của nhà trường, các thầy cơ đã giúp em vượt qua
được những khó khăn để hồn thành khóa học ngày hơm nay. Em xin chân thành

biết ơn sâu sắc đến tất cả mọi người và sẽ cố gắng để đạt được những thành công
trong cuộc sống của mình.
Cảm ơn cha mẹ - người đã sinh thành, nuôi nấng và hi sinh cho con được ăn
học dù cho con có vấp ngã cha mẹ vẫn ln bao dung trở che cho con được bước
tiếp trên con đường học vấn và trên trường đời.
Cảm ơn ban lãnh đạo nhà trường đã tạo điều kiện giúp đỡ cho e được có cơ
hội sửa sai và hồn thành khóa học của mình. Cảm ơn các thầy cơ phịng tư vấn và
giải quyết học vụ đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong các thủ tục học vụ.
Cảm ơn ban lãnh đạo khoa, các thầy cô khoa CNSH – TP – MT cùng các
thầy cô bộ môn liên quan khác trong nỗ lực giảng dạy và giúp đỡ chúng em học tốt,
tiếp thu những kiến thức để trang bị cho bản thân khi ra đời và đi làm việc.
Em cảm ơn rất nhiều sự giúp đỡ tận tình của hai cô thư ký khoa : cô Yến Ly
và cô Vân đã hướng dẫn và giúp đỡ em cách giải quyết khi em gặp phải những khó
khăn trong việc học của mình.
Cảm ơn cơ Nguyễn Thị Thu Hương đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong
việc chọn đề tài và làm đồ án tốt nghiệp.
Cảm ơn những người bạn, những người anh em đã giúp đỡ, động viên và tiếp
thêm sức mạnh tinh thần để em có thể tự tin hơn về bản thân về cuộc sống để tiếp
tục học tập.
TP.HCM, ngày 28 tháng 07 năm 2014
Sinh viên
Quách Văn Hảo


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
Trang
MỤC LỤC ..................................................................................................................... i

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ iv
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................... vi
PHẦN I: MỞ ĐẦU....................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................... 1
2. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................ 2
3. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................... 5
4. Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................................. 5
5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 5
6. Các kết quả đạt được của đề tài ............................................................................. 5
7. Kết cấu của ĐATN (Đồ án tốt nghiệp) ................................................................. 5
PHẦN II: NỘI DUNG.................................................................................................. 7
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................ 7
1.1. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu .................................................................. 7
1.1.1. Tổng quan về cây lan Hồ Điệp .................................................................. 7
1.1.1.1. Vị trí phân loại .................................................................................. 7
1.1.1.2. Đặc điểm hình thái - sinh lý .............................................................. 9
1.1.1.3. Các điều kiện thích hợp cho cây lan Hồ Điệp ................................ 10
1.1.2. Tình hình sản xuất lan Hồ Điệp trên thế giới và ở Việt Nam ................. 11
1.1.2.1. Tình hình sản xuất hoa Lan trên thế giới ........................................ 11
1.1.2.2. Tình hình sản xuất hoa Lan ở Việt Nam......................................... 12
1.2. Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu ............................................................... 13
1.2.1. Lịch sử nghiên cứu về hạt nhân tạo ......................................................... 13

i


Đồ án tốt nghiệp

1.2.1.1. Trên thế giới .................................................................................... 13

1.2.1.2. Trong nước ...................................................................................... 14
1.2.2. Tình hình nghiên cứu về hạt nhân tạo ..................................................... 14
1.2.3. Tổng quan về quy trình tạo hạt nhân tạo ................................................. 16
1.2.3.1. Các nguồn mẫu làm hạt nhân tạo .................................................... 16
1.2.3.2. Vật liệu làm vỏ bọc cho hạt nhân tạo ............................................. 18
1.2.4. Ưu nhược điểm của hạt nhân tạo ............................................................. 19
1.2.5. Ứng dụng của hạt nhân tạo ...................................................................... 20
1.2.6. Giới thiệu một số công nghệ vi nhân giống khác.................................... 20
1.2.6.1. Công nghệ vi nhân giống quang tự dưỡng ..................................... 21
1.2.6.2. Công nghệ nuôi cấy lỏng lắc ........................................................... 21
1.2.6.3. Hệ thống bình ni cấy Bioreactor ................................................. 22
1.2.6.4. Hệ thống ni cấy ngập chìm tạm thời TIS (Temporary
Immersion System)..................................................................................................... 23
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH TẠO HẠT NHÂN TẠO LAN HỒ ĐIỆP .................... 25
2.1. Kỹ thuật phát sinh phôi soma, PLB chuẩn bị mẫu cho tạo hạt nhân tạo......... 25
2.1.1. Kỹ thuật phát sinh phôi soma .................................................................. 25
2.1.1.1. Phát sinh và tăng sinh mô sẹo ......................................................... 25
2.1.1.2. Phát sinh phôi soma ........................................................................ 27
2.1.2. Kỹ thuật phát sinh PLB............................................................................ 28
2.2. Quy trình tạo hạt nhân tạo lan Hồ Điệp ........................................................... 30
2.2.1. Sơ đồ quy trình......................................................................................... 30
2.2.2. Thuyết minh quy trình ............................................................................. 31
2.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình tạo hạt nhân tạo............................. 35
CHƯƠNG 3: CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA
CÁC YẾU TỐ ĐẾN QUY TRÌNH TẠO HẠT NHÂN TẠO LAN HỒ ĐIỆP ...... 36
3.1. Các kết quả nghiên cứu về tạo mô sẹo và tạo phôi vô tính ............................. 36
3.2. Các kết quả nghiên cứu về tạo PLB ................................................................. 42
3.3. Các kết quả nghiên cứu về tạo chồi ................................................................. 42

ii

Đồ án tốt nghiệp

3.4. Các kết quả nghiên cứu về tạo hạt nhân tạo..................................................... 44
PHẦN III: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ....................................................................... 47
1. Kết luận về quy trình tạo hạt nhân tạo lan Hồ Điệp ........................................... 47
2. Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hạt nhân tạo lan Hồ Điệp ............. 48
3. Kiến nghị ............................................................................................................. 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 50

iii


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
2,4-D: 2,4-Dichlorophenoxyacetic.
BAP (BA): 6-benzylaminopurine hoặc benzyladenine.
ĐHST: Chất điều hòa sinh trưởng thực vật.
GA3: Giberellin.
Kinetin: 6-furfurylaminopurine hoặc N-(2-furanylmethyl)-1H-purine-6-amine .
MS: (Murashige và Skoog, 1962).
NAA: α-Naphthaleneacetic acid .
NSC: Thời gian hình thành mơ sẹo, tính từ ngày cấy chuyền đến khi có 50% mẫu
cấy xuất hiện mô sẹo.
PLB: Protocorm like body.
TDZ: (Thidiazuron [1-phenyl-3-(1,2,3-thidiazol-5-yl)urea]).
VW: (Vacin và Went, 1949).
Zeatin:

4-hydroxy-3-methyl-trans-2-butenylaminopurine

hoặc 6-(4-hydro-3-

methylbut-2-enyl)-aminopurine hoặc 2-methyl-4(-1H-purine-6-ylamino)-2-buten-1ol).

iv


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Thành phần khống cơ bản của mơi trường MS ....................................... 29
Bảng 2.2: Thành phần khống cơ bản của mơi trường VW ...................................... 29

v


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1: Một số hình ảnh về các lồi hoa lan Hồ Điệp ................................................ 4
Hình 1.1: Một số lồi hoa lan Hồ Điệp ........................................................................ 9
Hình 1.2: Cấu tạo của hạt nhân tạo ............................................................................ 16
Hình 1.3: Phơi hình cầu, hình tim, hình thủy lơi ....................................................... 17
Hình 1.4: Hình dạng của PLB quan sát dưới kính hiển vi soi nổi............................. 18
Hình 1.5: Cơng thức hóa học của alginate ................................................................. 19

Hình 1.6: Hệ thống vi nhân giống quang tự dưỡng ................................................... 21
Hình 1.7: Hệ thống Bioreactor ................................................................................... 23
Hình 2.1: Quy trình nhân giống lan Hồ Điệp bằng ni cấy phát hoa ...................... 25
Hình 2.2: Sơ đồ quy trình tạo hạt nhân tạo lan Hồ Điệp ........................................... 30
Hình 2.3: Mơ sẹo lan Hồ Điệp ................................................................................... 31
Hình 2.4: Phơi vơ tình hình thành từ mơ sẹo lan Hồ Điệp ........................................ 32
Hình 2.5: PLB lan Hồ Điệp ........................................................................................ 32
Hình 2.6: Mẫu và alginate được hút đồng thời vào pipette ....................................... 33
Hình 2.7: Cho alginate nhỏ giọt rồi thêm mẫu vào ................................................... 34
Hình 2.8: Hạt nhân tạo ............................................................................................... 34
Hình 3.1: Màu sắc mơ sẹo trên mơi trường có 2,4-D và BA..................................... 37
Hình 3.2: Mơ sẹo lan Hồ Điệp trên mơi trường TDZ 2mg/l ..................................... 38
Hình 3.3: Phơi lan Hồ Điệp hình thành trên mơi trường đặc ½VW ......................... 39
Hình 3.4: Chồi hình thành từ PLB lan Hồ Điệp ........................................................ 43
Hình 3.5: Chồi lan Hồ Điệp tái sinh từ mô sẹo ......................................................... 43
Hình 3.6: Hạt nhân tạo lan Hồ Điệp ở các nồng độ alginate ..................................... 44
Hình 3.7: Hạt nhân tạo nảy mầm ............................................................................... 45

vi


Đồ án tốt nghiệp

PHẦN I: MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Từ lâu hoa Lan đã được tôn vinh là “Mỹ Nữ Sơn Lâm” của các loài hoa. Hoa
Lan đẹp trang nhã bởi màu sắc, kiểu dáng, sức sống và độ bền của hoa. Có lẽ cũng
chính vì thế mà hoa Lan đã trở thành biểu tượng của sự cao quý, lịch lãm, phong
lưu của cái đẹp và sự thuần khiết.
Trong dân gian đã lưu truyền nhiều câu chuyện có liên quan đến loài hoa

này. Người đầu tiên ca ngợi hoa Lan là đức Khổng Phu Tử (Trung Quốc - 551 B.C),
ví hoa Lan là lồi hoa qn tử… Tương truyền nước ta cũng có kể rằng: khi vua
Trần Nhân Tông rời kinh thành về Yên Tử, Quảng Ninh trong đêm ngủ mộng ngài
thấy có người đến yết kiến và dâng tặng một giò hoa rất đẹp. Sáng ra nghi nghi hoặc
hoặc nhà vua đi sâu vào trong núi thì bắt gặp tại một khe sâu có một lồi hoa lạ, đẹp
và vô cùng thuần khiết. Đời sau người ta gọi loài hoa này là lan Trần Mộng (giấc
mộng của vua Trần) để chỉ điển tích rũ sạch bụi trần bước vào cõi thuần khiết của
ngài.
Khi đời sống kinh tế của người dân dần được nâng cao, việc chăm sóc cho
đời sống tinh thần cũng được quan tâm hơn. Đối với những gia đình, cá nhân ở nơi
đơ thị chật hẹp mong muốn được đưa một chút màu xanh, một chút khơng khí của
thiên nhiên cũng như việc trưng bày trang trí vào khơng gian sống của mình thì lựa
chọn trồng hoa Lan rất được quan tâm. Ngày nay, chúng ta có thể thấy hoa Lan ở
khắp mọi nơi và dễ bị choáng ngợp trước vẻ đẹp quyến rũ, biến hóa mn màu
mn vẻ của các lồi hoa Lan như: Hồ Điệp, Mokara, Vanda, Cymbidium,
Oncidium, Địa Lan, Vũ nữ…
Ở Việt Nam nghề trồng Lan phát triển chậm hơn so với các nước khác rất
nhiều. Việc trồng Lan lâu nay chủ yếu là do tự phát nên diện tích trồng cịn nhỏ và
trình độ tay nghề của người nơng dân chưa đồng đều, ngoài ra người trồng Lan vẫn
chưa chủ động được nguồn giống vì vậy việc trồng Lan gặp rất nhiều khó khăn đặc
biệt là trồng lan Hồ Điệp. Loại Lan này trồng rất khó và phải đầu tư lớn, từ việc

1


Đồ án tốt nghiệp

cung cấp dưỡng chất và giữ ẩm cho cây đến thiết bị nhà ươm, chăm sóc… đều phải
nhập ngoại và chịu thuế cao. Đặc biệt, cây lan Hồ Điệp cần ít nhất hai năm mới cho
thu hoạch. Trước xu hướng phát triển của thị trường và các nước trồng Lan thì sản

phẩm hoa Lan được sản xuất ra ngày càng nhiều dẫn đến bão hòa thị trường và vì
thế lợi nhuận thu được khơng tương xứng với cơng sức bỏ ra.
Trước tình hình đó, trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của
công nghệ sinh học, ngành vi nhân giống cây đặc biệt trên đối tượng cây hoa Lan
cũng từng bước được phát triển. Nhiều đơn vị nhà nước cũng như tư nhân đã mạnh
dạn đầu tư để sản xuất cây giống phục vụ cho nơng dân. Đã có nhiều cơng trình
nghiên cứu ni cấy in vitro lan Hồ Điệp nhằm tạo ra nguồn hoa mới ổn định. Từ
nuôi cấy mô, nguồn gene từ các dòng Lan sưu tập sẽ được lưu giữ lại để nâng cao
chất lượng giống đồng thời tổ chức nhân nhanh để cung cấp giống cho nhu cầu thị
trường trong và ngồi nước. Quy trình ni cấy in vitro từ đỉnh sinh trưởng hay
điểm sinh trưởng tạo ra những cây con đồng tính trạng, có sự tăng trưởng và chất
lượng hoa đồng đều. Tuy đã có một số thành tựu đáng kể nhưng thực tế vẫn cịn
nhiều hạn chế như khơng thể thực hiện trên quy mô lớn, việc vận chuyển tới tay
người nơng dân và nơi gieo trồng cịn nhiều khó khăn.
Các nghiên cứu về “Kỹ thuật phát sinh phơi soma và tạo hạt nhân tạo ở cây
lan Hồ Điệp (Phalaenopsis sp.)” có thể khắc phục một số hạn chế của ni cấy in
vitro nói trên. Đề tài “Tổng quan về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hạt
nhân tạo lan Hồ Điệp (Phalaenopsis sp.)” với mong muốn hồn thiện hơn cho quy
trình tạo hạt nhân tạo, góp một phần vào nền công nghiệp sản xuất hoa lan Hồ Điệp.
2. Đối tượng nghiên cứu
Hoa Lan là một món q của tạo hóa, nó khơng chỉ là một lồi hoa đẹp có
giá trị về mặt tinh thần mà cịn có giá trị kinh tế cao và hiện đang có thị trường tiêu
thụ mạnh trong nước cũng như xuất khẩu. Trong đó lan Hồ Điệp rất được ưa
chuộng và được trồng khá phổ biến bởi các đặc điểm về màu sắc hoa, cấu trúc hoa,
nhánh hoa, vòi hoa và gần đây là các giống có hương thơm. Đặc biệt, hoa lan Hồ
Điệp có độ bền cao nên có thể thu hoạch ở dạng cắt cành, việc này đã đóng góp một

2

Đồ án tốt nghiệp

phần đáng kể vào nền công nghiệp sản xuất hoa Lan cắt cành cũng như sản xuất cây
cảnh nói chung.
Hiện nay trên thế giới, các cơng trình nghiên cứu về phôi soma đã đạt được
những thành công nhất định trên thực vật hai lá mầm, trong khi ở những cây một lá
mầm vẫn cịn gặp nhiều khó khăn. Từ kết quả thu nhận được trong việc tạo phôi
soma cây lan Hồ Điệp chúng ta đi xa hơn nữa bằng cách sử dụng các phơi soma đó
để tạo hạt nhân tạo.
Công nghệ tạo hạt nhân tạo là phương pháp tạo một dạng hạt mơ phỏng hạt
tự nhiên, có một phôi sinh dưỡng hoặc chồi ngủ được bọc trong một lớp dung dịch
alginate (một chất có tác dụng tạo lớp vỏ cứng bên ngồi cho mầm hạt) có chứa
chất dinh dưỡng, phơi này sau đó nảy mầm thành cây con hoàn chỉnh. Đây là một
vấn đề đang được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm trong ứng dụng bảo quản
phơi vơ tính, chất mầm thực vật dài hạn. Đồng thời mở ra một hướng đi mới cho
việc sử dụng những hạt vơ tính thay cho các hạt hữu tính có khả năng nảy mầm thấp
và khơng đồng đều.
Công nghệ tạo hạt nhân tạo mang đến những hiểu biết mới về q trình hình
thành phơi vơ tính trên cây lan Hồ Điệp nói riêng và hoa Lan nói chung, nó là bước
ứng dụng kế tiếp thiết thực cho ngành nuôi cấy mô thực vật.

3


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1: Một số hình ảnh về các loài hoa lan Hồ Điệp

4

Đồ án tốt nghiệp

3. Phạm vi nghiên cứu
Quy trình sản xuất hạt nhân tạo lan Hồ Điệp từ phôi vô tính hoặc PLB
(Protocorm-like-body).
Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình tạo hạt nhân tạo.
4. Mục tiêu nghiên cứu
Tổng quan về quy trình tạo hạt nhân tạo lan Hồ Điệp.
Tổng quan các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hạt nhân tạo.
Nhằm tạo ra nguồn giống ổn định, những cây con có kiểu gene và kiểu hình
đồng nhất với nguồn mẫu ban đầu. Tạo ra số lượng lớn cây con có chất lượng tốt,
đồng thời làm giảm giá thành cây giống.
5. Phương pháp nghiên cứu
Nuôi cấy phát sinh mô sẹo, phát sinh PLB, tăng sinh mô sẹo, phát sinh phôi
soma và tái sinh chồi cây lan Hồ Điệp trên môi trường rắn trên đĩa petri, bình tam
giác. Thử nghiệm ni cấy tăng sinh mô sẹo trong môi trường lỏng lắc và ghi nhận
kết quả cảm biến tạo phôi soma từ phương pháp tăng sinh mô sẹo này.
6. Các kết quả đạt được của đề tài
Biết được các yếu tố cần thiết và ảnh hưởng đến q trình phát sinh phơi
soma, quá trình tạo hạt nhân tạo trên cây lan Hồ Điệp. Từ đó tìm ra phương pháp tốt
nhất, tối ưu nhất cho việc tạo hạt nhân tạo cây lan Hồ Điệp.
Tạo ra số lượng lớn các hạt nhân tạo có chất lượng tốt, đồng đều có khả năng
sinh trưởng và phát triển tốt.
Việc tạo ra hạt nhân tạo thành công, hạt nhân tạo có khả năng nảy mầm và
cây con phát triển tốt giúp tạo ra nguồn giống ổn định với số lượng lớn và cũng góp
phần làm giảm giá thành cây giống.
Quá trình tạo hạt nhân tạo cây lan Hồ Điệp đạt kết quả tốt mở ra triển vọng
cho việc nghiên cứu tạo hạt nhân tạo trên các giống Lan và các loại cây trồng khác
có giá trị kinh tế cao.

7. Kết cấu của ĐATN (Đồ án tốt nghiệp)
Gồm 3 chương:

5


Đồ án tốt nghiệp

Chương 1: Cơ sở lý thuyết
Tìm hiểu tổng quan về cây lan Hồ Điệp.
Tình hình sản xuất hoa Lan nói chung và lan Hồ Điệp nói riêng.
Tình hình nghiên cứu tạo hạt nhân tạo.
Cấu tạo và ý nghĩa của hạt nhân tạo.
Chương 2: Quy trình tạo hạt nhân tạo lan Hồ Điệp
Tìm hiểu về các kỹ thuật nuôi cấy phát sinh mô sẹo, phát sinh phôi soma,
phát sinh PLB và tái sinh chồi cùa cây lan Hồ Điệp.
Sơ đồ quy trình và thuyết minh quy trình tạo hạt nhân tạo lan Hồ Điệp.
Chương 3: Các kết quả nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến quy
trình tạo hạt nhân tạo lan Hồ Điệp
Các kết quả nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến q trình phát
sinh và tăng sinh mơ sẹo, phát sinh phôi soma, phát sinh PLB và tái sinh chồi của
cây lan Hồ Điệp.

6


Đồ án tốt nghiệp

PHẦN II: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu
1.1.1. Tổng quan về cây lan Hồ Điệp [3], [8], [24]
1.1.1.1. Vị trí phân loại
Giới:

Thực vật (Plantae)

Ngành:

Hạt kín (Angiospermae)

Lớp:

Một lá mầm (Monocotyledoneae)

Bộ:

Lan (Orchidales)

Họ:

Phong lan (Orchidaceae)

Chi:

Lan Hồ Điệp (Phalaenopsis)

Loài:

Một số loài như: Hồ Điệp, Mãn Thiên Hồng,

P.Amabilis blume, P.Gigantean, P.Mannii…
Lan Hồ Điệp là một trong những loài hoa Lan quý phái lộng lẫy và rất lâu
tàn. Nếu được chăm sóc tốt thì một chậu lan Hồ Điệp có thể trưng bày từ 3 đến 4
tháng.

P.Viridis

P.Amabilis blume

7


Đồ án tốt nghiệp

Hồ điệp

Mãn thiên hồng

P.Gigantean

P.Javalin

8


Đồ án tốt nghiệp

Hồ điệp ấn (P.Mannii)

P.Stuartiana

Hình 1.1: Một số lồi hoa lan Hồ Điệp
1.1.1.2. Đặc điểm hình thái - sinh lý
Lan Hồ Điệp là cây đơn thân, ngắn, lá to, dày, mọc sát vào nhau. Hoa nở
luôn phiên hết cái này đến cái khác, thời kỳ nở hoa thay đổi theo loài và thường nở
trong vài tháng. Phát hoa mọc từ nách lá, dài, chùm hoa nở từng cái, ba đài to tròn,
hai cánh xòe rộng, màu sắc đẹp. Mơi hoa cong dẹp có hai râu dài nên cả đóa hoa
trơng giống như con bươm bướm. Trụ có hình bán nguyệt với hai phân khối u lên
chứa đầy phấn hoa.
Lan có rễ khí sinh phát triển mạnh, màu lục, phía ngồi có lớp mơ xốp dày
có tác dụng dự trữ nước và bảo vệ rễ khỏi bị khô. Lá đơn ngun, dày, khơng cuống
và có bẹ.
Cây lan Hồ Điệp sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện khí hậu Việt
Nam. Đây là lồi thực vật có hoa đẹp và đa dạng, màu sắc phong phú, trung bình
mỗi cây có từ 7 - 15 hoa, thời gian để hoa lớn mất đến 3 hoặc 4 tháng. Đó cũng là

9


Đồ án tốt nghiệp

tính chất làm cho cây lan Hồ Điệp có giá trị kinh tế cao. Khả năng tự sinh ra cây
con trong môi trường tự nhiên là rất thấp, bởi vì ảnh hưởng của nhiều lý do khác
nhau.
Quả của lan Hồ Điệp thuộc loại quả nang, mở bằng các khe nứt dọc theo hai
bên đường của giá noãn. Phần lớn hạt bị chết khơng nảy mầm được vì chứa phơi
chưa phân hóa.
1.1.1.3. Các điều kiện thích hợp cho cây lan Hồ Điệp
✓ Nhiệt độ: Cây lan Hồ Điệp là loại lan thích hợp với mơi trường khí hậu nóng

ấm. Trung bình khoảng 17 - 21oC ở ban đêm và khoảng 22 - 26oC ở ban
ngày. Nhiệt độ lý tưởng để phát triển tốt là 25 - 27oC, khoảng nhiệt độ này là
thích hợp với cây lan Hồ Điệp, giúp cây phát triển tốt.
✓ Ánh sáng: Cây lan Hồ Điệp không cần quá nhiều ánh sáng, ánh sáng với
cường độ 1200 – 2000 lux là thích hợp cho cây. Để một cây Lan được phát
triển tốt cần đặt cây trong bóng râm, hạn chế để cây dưới ánh nắng mặt trời
trực tiếp. Làm giàn che phải che khoảng 70% nắng. Khoảng thời gian tốt
nhất để cây Lan phát triển là từ đầu tháng 12 cho đến giữa tháng 3.
✓ Nước: Nên dùng vòi phun sương để tưới và nên tưới nước cho cây lan Hồ
Điệp vào buổi sáng. Vào mùa nắng có thể tưới 3 lần/ngày. Khơng sử dụng
nước cứng để tưới cho cây, bởi vì có thể làm cho cây không hấp thu được
chất dinh dưỡng. Đối với vườn lan trồng trong nhà kính thì tưới nước rất ít
khoảng 3 - 5 ngày/lần.
✓ Độ ẩm: Lan Hồ Điệp là lồi thực vật khơng có túi chứa nước, do đó khơng
thể giúp cây chứa hơi nước đọng lại. Vì vậy, độ ẩm là rất cần thiết, độ ẩm từ
50 – 70% là thích hợp cho cây.
✓ Dinh dưỡng: Cây lan Hồ Điệp cần dinh dưỡng thường xuyên, quanh năm.
Hồ Điệp cần phân bón tưới với nồng độ lỗng và có thể tưới nhiều lần trong
tuần.

10


Đồ án tốt nghiệp

✓ Thời gian ra hoa: Lan Hồ Điệp là một trong những giống hoa có thời gian ra
hoa kéo dài nhất từ 2 đến 6 tháng và có thể ra hoa 2 đến 3 lần trong một năm
khi cây đã đạt đến kích thước trưởng thành.
1.1.2. Tình hình sản xuất lan Hồ Điệp trên thế giới và ở Việt Nam [3], [9]
Hoa Lan được mệnh danh là nữ hồng của các lồi hoa, trong đó hoa lan Hồ

Điệp khơng chỉ đẹp mà cịn có một lợi thế rất lớn bởi độ bền của hoa rất lâu, nhánh
hoa to nên có thể thu hoạch ở dạng cắt cành và xuất khẩu.
Trước đây hoa lan Hồ Điệp có giá trị khá cao bởi các đặc điểm của hoa và
thời gian sinh trưởng của cây (phải mất khoảng từ 18 - 20 tháng cây mới cho thu
hoạch), nên được xem là một loại mặt hàng cao cấp trên thị trường. Trong 20 năm
trở lại đây, cùng với sự phát triển của ngành công nghệ sinh học đã giúp cho loại
sản phẩm này trở nên phổ biến với người tiêu dùng đặc biệt là trong các ngày lễ, tết.
Công nghệ lai giống và gieo hạt ngày càng tạo ra nhiều chủng loại giống mới, nổi
bật về màu sắc và kích thước hoa…
1.1.2.1. Tình hình sản xuất hoa Lan trên thế giới
Thị trường tiêu thụ hoa Lan của khối Châu Âu rất lớn bao gồm cả xuất khẩu
và nhập khẩu. Năm 2006 khối EU có sản lượng xuất khẩu hoa Lan trên thế giới đạt
55 tỉ sản phẩm, mang lại giá trị kim ngạch xuất khẩu hoa Lan là 73 tỉ EUR. Sản
lượng nhập khẩu hoa Lan từ các nước là trên 155 tỉ sản phẩm, giá trị kim ngạch
nhập khẩu đạt gần 90 tỉ EUR. Trong đó, Hà Lan là một quốc gia duy nhất ở Châu
Âu có cơng nghệ trồng Lan xuất khẩu, do trồng trong nhà kính nên Hà Lan có thể
xuất khẩu hoa quanh năm, đồng thời là đầu mối trung gian nhập khẩu hoa Lan từ
các nước khác trên thế giới (37%). Năm 2006, Hà Lan xuất khẩu hoa Lan chiếm
95% (52.049 ngàn sản phẩm) tổng sản lượng hoa Lan trong khối EU (trích dẫn bởi
Đào Thị Lý, 2009).
Hiện tại, Thái Lan là nước đứng đầu trên thế giới về hoa Lan và xuất khẩu
chủ yếu là hoa Lan nhiệt đới, đặc biệt là Dendrobium, phổ biến nhất là Dendrobium
Sonia và Jumbo white. Ngồi ra cũng cịn một số loài khác như: Aranda, Mokara,
Oncidium và Vanda. Chỉ với loại hoa Lan chủ lực là Dendrobium, Thái Lan đạt

11


Đồ án tốt nghiệp

doanh thu mỗi năm gần 600 triệu USD từ giá trị xuất khẩu loại hoa này. Lan
Dendrobium được chọn là mặt hàng chủ lực vì sản phẩm của nó có thể xuất khẩu
liên tục trong năm. Thái Lan có khoảng 24 triệu m2 trang trại trồng hoa Lan (trích
dẫn bởi Đào Thị Lý, 2009).
Hoa Lan của Thái Lan hiện đang chiếm lĩnh rộng trên thị trường thế giới:
Bắc Mỹ, hợp chủng quốc Hoa Kỳ, Canada, Tây Ban Nha, Thụy Điển, Ba Lan, Nhật,
Hàn Quốc, Trung Quốc, một số nước Trung Đơng và Châu Phi. Thị trường chính là
Nhật, Ý và Mỹ.
Đài Loan là nước đứng đầu trên thế giới về sản xuất và xuất khẩu hoa lan Hồ
Điệp bằng quy trình cơng nghệ cao, giá trị doanh thu từ xuất khẩu loại hoa này hàng
năm khoảng 43 triệu USD. Trên thị trường thế giới, sản phẩm chủ yếu của hoa lan
Hồ Điệp là hoa chậu, sản phẩm này có giá trị kinh tế cao gấp nhiều lần so với hoa
Hồ Điệp cắt cành.
1.1.2.2. Tình hình sản xuất hoa Lan ở Việt Nam
Diện tích trồng hoa ở Việt Nam hiện nay khoảng 2.500 ha nhưng hoa Lan
chỉ chiếm 5 - 6%. Nước ta chỉ mới bắt đầu sản xuất và thương mại hoa Lan tập
trung khoảng mấy năm trở lại đây nhưng tốc độ phát triển khá nhanh. Chỉ riêng
tp.HCM diện tích vườn Lan tới nay đã gần 80 ha, hoa Lan đang mang lại thu nhập
cao cho nhiều hộ nông dân. Tuy nhiên hiện nay cây giống trong nước không đủ
cung cấp cho sản xuất, các nhà vườn nhập cây giống ồ ạt từ nước ngoài như: Thái
Lan, Đài Loan, Trung Quốc (trích dẫn bởi Đào Thị Lý, 2009).
Theo thống kê của Sở NN & PTNT tp.HCM trong năm 2003 doanh số kinh
doanh hoa Lan cây kiểng chỉ đạt 200 - 300 tỉ đồng nhưng năm 2005 đã tăng lên 600
- 700 tỉ đồng và ngay từ đầu năm 2006 doanh số đạt được là 400 tỉ đồng.
Theo TS. Dương Hoa Xô - trung tâm công nghệ sinh học, đến nay đã hồn thiện
quy trình nhân giống in vitro cho 7 nhóm giống hoa Lan, có khả năng cung cấp
200.000 cây con hoa Lan cấy mô thuộc nhóm Mokara, Dendrobium, Phalaenopsis,
Carlleya. Năm 2007 đã cung cấp cho các nhà vườn khoảng 50.000 cây hoa Lan cấy

12

Đồ án tốt nghiệp

mô các loại. Năm 2008 sản xuất 100.000 cây giống hoa Lan cấy mơ, tập trung vào
nhóm hoa Lan cắt cành Mokara, Dendrobium và một số giống Lan rừng quý.
Đến năm 2009, chiếm lĩnh thị trường hoa tết là những loại hoa mới, lạ và cao
cấp: Tiểu Quỳnh, Lily, Tulip, Địa Lan, Hồ Điệp... Nhân giống bằng công nghệ in
vitro.
Hiện nay rất nhiều loại hoa được sản xuất bằng phương pháp nuôi cấy mô tại
Việt Nam như: Dendrobium, Hồ Điệp, Vanda, Carlleya, Vũ Nữ và một số giống
hoa khác. Thị trường tiêu thụ hoa trong nước ngày càng mở rộng, mỗi năm tiêu thụ
hàng triệu cây hoa các loại, riêng cây Lan cũng gần 2 triệu cây.
Đặc biệt Đà Lạt là nơi sản xuất hoa Lan sớm nhất cả nước. Năm 1980 Đà Lạt
đã xuất khẩu số lượng lớn cành hoa sang các nước Đông Âu. Những năm gần đây,
cùng với sự phát triển của ngành công nghệ sinh học, các kỹ thuật tiên tiến được áp
dụng vào sản xuất đã giúp làm giảm chi phí trồng từ 40.000 - 70.000 đồng/gốc Lan
trước đây xuống còn 4.000 - 7.000 đồng/gốc.
Lan Đà Lạt đã và đang mở rộng thị trường ra nhiều châu lục, trong đó có
những thị trường khó tính như: Mỹ, Nhật, Đài Loan... Nhiều doanh nghiệp trong và
ngoài nước đang tiến hành khảo sát lập trang trại sản xuất hoa Lan quy mô lớn tại
Đà Lạt bởi các lợi thế tự nhiên của nơi này.
1.2. Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu
1.2.1. Lịch sử nghiên cứu về hạt nhân tạo
1.2.1.1. Trên thế giới [8]
✓ Năm 1978 Murashige phát hiện đầu tiên về kỹ thuật hạt nhân tạo.
✓ Năm 1985 Kitto và Janick bọc hạt nhân tạo cà rốt bằng polyxyethylene đạt tỉ
lệ sống 3%.
✓ Năm 1987 Redenbaugh và cộng sự đã phát triển thành công kỹ thuật tạo hạt
nhân tạo.

✓ Năm 1987 Gray tạo thành cơng trên nho và cây cỏ nón.
✓ Năm 1988 McKersie và cộng sự đã tạo thành công hạt nhân tạo cây cỏ đinh
lăng, 65% hạt biến đổi sau bước làm khô.

13


Đồ án tốt nghiệp

✓ Năm 1988 Janick tạo hạt nhân tạo thành cơng trên cần tây.
✓ Năm 1988 lúa mì được tạo hạt nhân tạo thành công bởi Carmana và cộng sự.
1.2.1.2. Trong nước [6], [7], [8]
✓ Năm 1992 Viện Sinh Học Nhiệt Đới cũng đã thực hiện việc sản xuất hạt
nhân tạo trên cây cà phê.
✓ Liêu Hồng Phú (2005) đã tiến hành nghiên cứu kỹ thuật phát sinh phôi soma
và tạo hạt nhân tạo ở cây lan Hồ Điệp (Phalaenopsis sp.). Mơi trường ½MS
là mơi trường thích hợp nhất để làm vỏ bao hạt nhân tạo ở lan Hồ Điệp, tỉ lệ
nảy mầm cao nhất 77,78% (60NSC).
✓ Nguyễn Hoàng Quân (2007) đã nghiên cứu tạo hạt nhân tạo từ phôi cây lan
Vanda. Nồng độ của sodium alginate là 30 g/l cho vỏ hạt nhân tạo tròn, đều,
đẹp và tỉ lệ nảy mầm cao.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu về hạt nhân tạo [8]
Hầu hết các loài thực vật được nhân giống bằng hạt: lúa, bắp, rau, cà phê,
điều, cao su… đó là những hạt giống hữu tính được tạo ra từ quá trình thụ phấn ở
cây trồng. Tuy nhiên, phương pháp nhân giống từ hạt không hiệu quả do tỉ lệ nảy
mầm thấp, không đảm bảo độ đồng đều và khơng đảm bảo về mặt di truyền. Vì vậy,
nhân giống vơ tính hiện được xem là một phương pháp hiệu quả để tạo ra một
lượng lớn cây giống đạt chất lượng phục vụ cho sản xuất. Để đẩy nhanh q trình
nhân giống cũng như sản xuất, hạt giống có thể được trồng trọt nhanh với các thiết
bị cơ giới.

Xuất phát từ ý tưởng này. Các nhà nghiên cứu tại Việt Nam đã tiến hành
nhiều thí nghiệm tạo hạt nhân tạo trên nhiều đối tượng cây trồng khác nhau bằng
công nghệ sinh học.
“Khái niệm công nghệ về hạt nhân tạo là một khái niệm rất mới và hiện nay
các nhà khoa học ở nước ngoài, ở các nước phát triển và đang phát triển, người ta
cũng mong muốn trong tương lai, có một kỹ nghệ về cơng nghiệp hạt giống vơ tính
khác với hạt hữu tính mà chúng ta thường hay gặp trong tự nhiên. Ý nghĩa khoa học
của hạt vơ tính là nó tạo nên những cá thể đồng nhất về mặt di truyền, tính ổn định

14


Đồ án tốt nghiệp

cũng như chất lượng cây giống. Kỹ thuật về hạt nhân tạo thì hiện nay người ta đã
cơng bố nhiều trên các sách, tạp trí khoa học. Tuy nhiên, có thể chuyển hạt nhân tạo
thành hạt đem gieo trồng bên ngồi thì hiện nay rất ít cơng trình nói về tính khả thi
của việc thương mại hóa hạt nhân tạo. Tính đến thời điểm này, có một vài cơng
trình người ta thành cơng trên đối tượng hạt nhân tạo mà có thể chuyển hạt đó ra
bên ngồi trong những điều kiện đặc biệt có thể nảy mầm như những hạt tự nhiên,
như là hạt nhân tạo của cây mía, cây dâu… Mới đây, chúng tơi cũng thành công
trong việc nghiên cứu hạt nhân tạo trên đối tượng cây Địa Lan. Và cơng trình này
đã được chấp nhận đăng trên tạp chí khoa học quốc tế ở Bungari và cũng là một
trong những cơng trình được bầu chọn là có ý nghĩa trong việc chuyển hạt vơ tính ra
bên ngoài sinh trưởng và phát triển thành một cây hồn chỉnh” (Dương Tấn Nhựt,
2007).
Đây là một thành cơng khơng chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học mà cịn có ý
nghĩa về mặt kinh tế. Hiện nay, các nhà khoa học đang tìm cách nhân nhanh giống
lan Hồ Điệp - một lồi lan đẹp có giá trị kinh tế cao ở Việt Nam. Trước đây, các nhà
vườn ươm trồng lan Hồ Điệp tự nhân giống bằng tách chồi. Sau này khi kỹ thuật

nuôi cấy mô phát triển, người ta chuộng cây giống Lan từ ni cấy mơ hơn vì tạo ra
được số lượng lớn, độ sạch bệnh cao nhưng cây giống được tạo ra từ nuôi cấy mô
vẫn chưa đủ để đáp ứng nhu cầu thị trường. Muốn có cây giống lan Hồ Điệp từ nuôi
cấy mô thường các nhà vườn phải đặt trước tại các cơ sở nhân giống nuôi cấy mô từ
6 tháng cho đến cả một năm trước đó. Ngày nay với phương pháp nhân gống bằng
hạt nhân tạo sẽ mở ra triển vọng mới cho ngành trồng Lan tại Việt Nam.
Hạt nhân tạo của cây lan Hồ Điệp được bọc bằng dung dịch sodium alginate
với nhiều nồng độ khác nhau. Tỷ lệ hạt sống sót của các hạt nhân tạo trong điều
kiện in vitro là 100% và khả năng tái sinh cũng khá cao. Hạt nhân tạo khơng bị
giảm khả năng sống sót sau khi được bảo quản một năm trong môi trường lỏng
không chứa đường. Cây con được tạo ra từ những hạt nhân tạo này đều sống sót sau
6 tháng ngồi nhà kính.

15


Đồ án tốt nghiệp

1.2.3. Tổng quan về quy trình tạo hạt nhân tạo [4], [6], [8], [16]
Hạt nhân tạo là một dạng hạt mô phỏng hạt tự nhiên, hạt nhân tạo chứa phơi
vơ tính được bọc trong một lớp alginate có chứa chất dinh dưỡng, sau đó, các phơi
vơ tính có thể nảy mầm thành cây con hồn chỉnh (Redenbaugh et al, 1987;
Saiprasad, 2001). Về cơ bản, hạt nhân tạo giống hạt tự nhiên, điểm khác biệt là hạt
nhân tạo được tạo thành từ tế bào sinh dưỡng và không có lớp nội nhũ bao quanh.

Hình 1.2: Cấu tạo của hạt nhân tạo

1.2.3.1. Các nguồn mẫu làm hạt nhân tạo
➢ Mô sẹo
Mô sẹo là một khối tế bào phát sinh vơ tổ chức nhưng có khả năng biệt hóa

thành rễ, chồi hoặc phơi để có thể hình thành nên cây hồn chỉnh. Mơ sẹo được hình
thành từ mặt cắt của thân hay rễ, bao gồm tế bào nhu mô và thành phần tế bào rây
(Esau, 1977).
Mô sẹo là nguồn nguyên liệu cơ bản sử dụng cho nuôi cấy mô thực vật in
vitro. Đặc điểm sinh trưởng của mơ sẹo có quan hệ với cơ quan hình thành mơ sẹo,
thành phần môi trường nuôi cấy, điều kiện nuôi cấy.
➢ Phôi vô tính (Phơi soma)
Phơi vơ tính hay phơi soma là các thể nhân giống có tính lưỡng cực bất định
bao gồm cực chồi và cực rễ bắt nguồn từ các tế bào sinh dưỡng, bao gồm cả phần
mô phân sinh ngọn và mô phân sinh gốc.

16


Đồ án tốt nghiệp

Sự phát triển của phơi vơ tính trải qua 4 giai đoạn hình thái: hình cầu, hình
tim, hình thủy lơi và hình lá mầm. Dưới các điều kiện thích hợp thì phơi vơ tính có
thể phát sinh thành một cơ thể có chức năng hồn chỉnh.
Khơng giống các tế bào nhân thật (Eukaryote), hầu hết các tế bào thực vật
đều có khả năng phát triển thành phơi dưới những điều kiện thích hợp. Phơi vơ tính
rất giống phơi hữu tính ở hình thái và sinh lý nhưng khơng có tái tổ hợp di truyền,
do đó tất cả những cây con tái sinh bằng con đường này thì có vật chất di truyền y
hệt các tế bào sinh dưỡng đã sinh ra chúng.

Hình 1.3: Phơi hình cầu, hình tim, hình thủy lơi

17