Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố và thiết kế hệ thống LED đến quá trình sinh trưởng của lan giả hạc dendrobium anosmum lindl in vitro

..

ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH
BAN CHẤP HÀNH TP. HỒ CHÍ MINH
----------------------

CƠNG TRÌNH DỰ THI

GIẢI THƯỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC EURÉKA
LẦN THỨ XX NĂM 2018

TÊN CÔNG TRÌNH: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ VÀ
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LED ĐẾN QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG CỦA LAN GIẢ
HẠC (DENDROBIUM ANOSMUM LINDL.) IN VITRO

LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: CÔNG NGHỆ SINH – Y SINH
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Mã số cơng trình: …………………………….
(Phần này do BTC Giải thưởng ghi)


i
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................... vi
DANH MỤC BIỂU ĐỒ ......................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..................................................................... viii
TĨM TẮT ................................................................................................ 1
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................. 2
2. Mục tiêu của đề tài .............................................................................. 4

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................... 4
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài ............................. 4
PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................... 6
1.1. Giới thiệu sơ lược về kỹ thuật nuôi cấy in vitro ............................. 6
1.1.1. Khái niệm ........................................................................................ 6
1.2. Tình hình sản xuất hoa lan trên thế giới và Việt Nam .................. 6
1.2.1. Tình hình sản xuất hoa lan trên thế giới .......................................... 6
1.2.2. Tình hình sản xuất hoa lan ở Việt Nam ........................................... 8
1.3. Tình hình nghiên cứu hoa lan trên thế giới và Việt Nam.............. 9
1.3.1. Tình hình nghiên cứu hoa lan trên thế giới ..................................... 9
1.3.2. Tình hình nghiên cứu hoa lan ở Việt Nam .................................... 10
1.4. Môi trường nuôi cấy in vitro .......................................................... 10
1.4.1. Các nguyên tố đa lượng ................................................................. 10
1.4.2. Các nguyên tố vi lượng ................................................................. 13
1.4.3. Vitamin .......................................................................................... 15
1.4.4. Các chất điều hòa sinh trưởng thực vật ......................................... 15
1.4.5. Carbon và nguồn năng lượng ........................................................ 16
1.4.6. Agar ............................................................................................... 16
1.4.7. Than hoạt tính ................................................................................ 17
1.4.8. Nước dừa ....................................................................................... 17
1.5. Chitosan ........................................................................................... 18
1.6. Giá thể ............................................................................................. 19


ii
1.6.1. Định nghĩa ..................................................................................... 19
1.7. Ánh sáng .......................................................................................... 21
1.7.1. Các loại ánh sáng cơ bản ............................................................... 21
1.7.2. Tác động của ánh sáng đối với thực vật ........................................ 21
1.7.3. Vai trò của ánh sáng đối với quá trình sinh trưởng và phát triển của

thực vật .......................................................................................... 24
1.7.3.1. Cường độ sáng ............................................................................ 25
1.7.3.2. Quang phổ sáng .......................................................................... 25
1.7.3.3. Vai trò của một số ánh sáng đơn sắc đối với đời sống thực vật . 27
1.7.4. Đèn LED ........................................................................................ 28
1.7.4.1. Sơ lược về đèn LED ................................................................... 28
1.7.4.2. Ưu và nhược điểm của đèn LED ................................................ 29
1.7.4.3. Các nghiên cứu ứng dụng đèn LED ........................................... 30
1.8. Sự phát sinh hình thái thực vật ..................................................... 32
1.8.1. Định nghĩa ..................................................................................... 32
1.8.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát sinh hình thái thực vật ............ 33
1.9. Keiki ................................................................................................. 35
1.9.1. Khái niệm ...................................................................................... 35
1.9.2. Vai trò của Keiki ........................................................................... 36
1.10. Giả hành ........................................................................................ 36
1.11. Giới thiệu về lan Giả Hạc Dendrobium anosmum LindL. ......... 37
1.11.1. Nguồn gốc lịch sử ........................................................................ 37
1.11.2. Nguồn gốc và phân bố ................................................................. 37
1.11.3. Phân loại khoa học ...................................................................... 38
1.11.4. Đặc điểm hình thái ...................................................................... 38
1.11.5. Điều kiện sinh thái ....................................................................... 39
1.11.6. Tình hình nghiên cứu lan Giả Hạc hiện nay ................................ 39
PHẦN 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ........................................ 42
2.1. Địa điểm và thời gian tiến hành đề tài .......................................... 42
2.1.1. Địa điểm tiến hành đề tài ............................................................... 42


iii
2.1.2. Thời gian tiến hành đề tài .............................................................. 42
2.2. Vật liệu và phương pháp ................................................................ 42

2.2.1. Thiết bị và dụng cụ ...................................................................... 42
2.2.1.1. Thiết bị ....................................................................................... 42
2.2.1.2. Dụng cụ ...................................................................................... 42
2.2.2. Điều kiện thí nghiệm ..................................................................... 42
2.3. Nội dung nghiên cứu ...................................................................... 43
2.4. Hệ thống chiếu sáng........................................................................ 43
2.5. Bố trí thí nghiệm ............................................................................. 47
2.5.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng khoáng MS
đến sự tạo chồi và cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc Dendrobium
anosmum Lindl. ............................................................................. 47
2.5.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của chitosan đến sự tạo chồi
và cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc Dendrobium anosmum Lindl. 48
2.5.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của kiểu bổ sung các thành
phần dinh dưỡng đến sự tạo chồi và cây hoàn chỉnh của lan Giả
Hạc Dendrobium anosmum Lindl. ................................................. 49
2.5.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nguồn chiếu sáng LED
đơn sắc đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả
Hạc Dendrobium anosmum Lindl. ................................................. 52
2.5.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng LED hỗn hợp
hai nguồn sáng đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh của lan
Giả Hạc Dendrobium anosmum Lindl. .......................................... 53
2.5.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của chu kỳ chiếu sáng đến sự
tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc Dendrobium
anosmum Lindl. ............................................................................. 54
2.5.7. Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng của giá thể đến khả năng tăng
trưởng và tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc Dendrobium
anosmum Lindl. ............................................................................. 55
2.6. Chỉ tiêu theo dõi .............................................................................. 56
2.7. Thống kê và xử lý số liệu ................................................................ 57
PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 58

iv
3.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của hàm lượng khống của MS đến sự
tạo chồi và cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc Dendrobium
anosmum Lindl. ............................................................................. 58
3.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của chitosan đến sự tạo chồi và cây
hoàn chỉnh của lan Giả Hạc Dendrobium anosmum Lindl. ........... 66
3.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của kiểu bổ sung thành phần môi trường
dinh dưỡng đến sự tạo chồi và cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc
Dendrobium anosmum Lindl. ........................................................ 76
3.4. Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của nguồn chiếu sáng LED đơn sắc đến
sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc
Dendrobium anosmum Lindl. ........................................................ 86
3.5. Thí nghiệm 5: Ảnh hưởng của ánh sáng LED hỗn hợp hai nguồn
sáng đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc
Dendrobium anosmum Lindl. ........................................................ 96
3.6. Thí nghiệm 6: Ảnh hưởng của chu kỳ chiếu sáng đến sự tăng
trưởng và tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc Dendrobium
anosmum Lindl. ........................................................................... 104
3.7. Thí nghiệm 7: Ảnh hưởng của giá thể đến sự tăng trưởng và tạo
cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc Dendrobium anosmum Lindl. .. 114
PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................. 124
4.1. Kết luận ......................................................................................... 124
4.2. Đề nghị ........................................................................................... 124
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 126
PHỤ LỤC ............................................................................................. 130


v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BA

Benzyladenine

BAP

6 - Benzyl Amino Purin

GA3

Acid gibberellic

IAA

Acid β-Indolyaxetic

IBA

Acid β-Indolybutyric

IFR

Cường độ ánh sáng đỏ xa

IR

Cường độ ánh sáng đỏ

KH2PO4

Monopotassium phosphate

KHCN

Khoa học và công nghệ

Kin

Kinetin

LED

Light-Emitting Diode

MS

Murashige và Skoog (1962)

NAA

Acid α-naphtaleneacetic

TDZ

Thidiazuron

ZT

Zeatin

2,4-D

2,4-Dichlorophenoxy acetic acid


vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Ảnh hưởng của các bước sóng khác nhau lên thực vật ....................... 26
Bảng 2.1. Hàm lượng khoáng MS........................................................................ 48
Bảng 2.2. Nồng độ của chitosan........................................................................... 49
Bảng 2.3. Kiểu bổ sung thành phần môi trường dinh dưỡng ............................... 52
Bảng 2.4. Nguồn chiếu sáng LED đơn sắc .......................................................... 53
Bảng 2.5. Nguồn sáng LED hỗn hợp với tỷ lệ 50:50 ........................................... 54
Bảng 2.6. Chu kỳ chiếu sáng ................................................................................ 55
Bảng 2.7. Giá thể .................................................................................................. 56
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng khống MS đến q trình tăng trưởng và
tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc ................................................... 59
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của chitosan đến quá trình tạo chồi và cây hoàn chỉnh
của lan Giả Hạc ................................................................................... 67
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của kiểu bổ sung môi trường dinh dưỡng đến quá trình
tạo chồi và cây hồn chỉnh của lan Giả Hạc ....................................... 77
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nguồn chiếu sáng LED đơn sắc đến sự tăng trưởng
và tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc ............................................... 87
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của ánh sáng LED hỗn hợp hai nguồn sáng đến sự tăng
trưởng và tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc ................................... 97
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của chu kỳ chiếu sáng đến q trình tăng trưởng và tạo
cây hồn chỉnh của lan Giả Hạc ....................................................... 105
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của giá thể đến q trình tăng trưởng và tạo cây hồn
chỉnh của lan Giả Hạc ....................................................................... 115

vii
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng khống MS đến trọng lượng tươi và
trọng lượng khơ của lan Giả Hạc ................................................... 60
Biểu đồ 3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng khoáng MS đến số lá, số chồi, số rễ,
chiều dài rễ, chiều cao cây của lan Giả Hạc ................................... 61
Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của chitosan đến trọng lượng tươi và trọng lượng khô
của lan Giả Hạc .............................................................................. 68
Biểu đồ 3.4. Ảnh hưởng của chitosan đến số lá, số chồi, số rễ, chiều dài rễ,
chiều cao cây của lan Giả Hạc ....................................................... 69
Biểu đồ 3.5. Ảnh hưởng của kiểu bổ sung thành phần môi trường dinh dưỡng
đến trọng lượng tươi và trọng lượng khô của lan Giả Hạc ............ 78
Biểu đồ 3.6. Ảnh hưởng của kiểu bổ sung thành phần môi trường dinh dưỡng
đến số lá, số chồi, số rễ, chiều dài rễ, chiều cao cây của lan Giả
Hạc.................................................................................................. 79
Biểu đồ 3.7. Ảnh hưởng của nguồn chiếu sáng LED đơn sắc đến trọng lượng
tươi và trọng lượng khô của lan Giả Hạc ....................................... 88
Biểu đồ 3.8. Ảnh hưởng của nguồn chiếu sáng LED đơn sắc đến số lá, số chồi,
số rễ, chiều dài rễ, chiều cao cây của lan Giả Hạc ......................... 89
Biểu đồ 3.9. Ảnh hưởng của ánh sáng LED hỗn hợp hai nguồn sáng đến trọng
lượng tươi và trọng lượng khô của lan Giả Hạc............................. 98
Biểu đồ 3.10. Ảnh hưởng của ánh sáng LED hỗn hợp hai nguồn sáng đến số
lá, số chồi, số rễ, chiều dài rễ, chiều cao cây của lan Giả Hạc....... 99
Biểu đồ 3.11. Ảnh hưởng của chu kỳ chiếu sáng đến trọng lượng tươi và trọng
lượng khô của lan Giả Hạc ........................................................... 106
Biểu đồ 3.12. Ảnh hưởng của chu kỳ chiếu sáng đến số lá, số chồi, số rễ, chiều
dài rễ, chiều cao cây của lan Giả Hạc .......................................... 107
Biểu đồ 3.13. Ảnh hưởng của giá thể đến trọng lượng tươi và trọng lượng khô

của lan Giả Hạc ............................................................................ 116
Biểu đồ 3.14. Ảnh hưởng của giá thể đến số lá, số chồi, số rễ, chiều dài rễ,
chiều cao cây, tỷ lệ sống sót của lan Giả Hạc .............................. 117


viii
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Mơ hình thiết kế hệ thống chiếu sáng đèn LED đơn ........................... 44
Hình 2.2. Hệ thống đèn LED đơn sau khi thiết kế ............................................... 45
Hình 2.3. Mơ hình hệ thống chiếu sáng LED hỗn hợp hai nguồn sáng ............... 46
Hình 2.4. Hệ thống chiếu sáng đèn LED kết hợp sau khi thiết kế ....................... 47
Hình 3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng khoáng MS đến sự tạo chồi và cây hoàn
chỉnh của lan Giả Hạc ......................................................................... 64
Hình 3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng khống MS đến sự tạo chồi và cây hoàn
chỉnh của lan Giả Hạc ......................................................................... 65
Hình 3.3. Ảnh hưởng của chitosan đến sự tạo chồi và cây hồn chỉnh của lan
Giả Hạc ............................................................................................... 73
Hình 3.4. Ảnh hưởng của chitosan đến sự tạo chồi và cây hồn chỉnh của lan
Giả Hạc ............................................................................................... 75
Hình 3.5. Ảnh hưởng của kiểu bổ sung thành phần môi trường dinh dưỡng đến
sự tạo chồi và cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc .................................. 83
Hình 3.6. Ảnh hưởng của kiểu bổ sung thành phần môi trường dinh dưỡng đến
sự tạo chồi và cây hồn chỉnh của lan Giả Hạc .................................. 85
Hình 3.7. Ảnh hưởng của nguồn chiếu sáng LED đơn sắc đến sự tăng trưởng
và tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc ............................................... 93
Hình 3.8. Ảnh hưởng của nguồn chiếu sáng LED đơn sắc đến sự tăng trưởng
và tạo cây hồn chỉnh của lan Giả Hạc ............................................... 95
Hình 3.9. Ảnh hưởng của ánh sáng LED hỗn hợp hai nguồn sáng đến sự tăng
trưởng và tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc ................................. 102
Hình 3.10. Ảnh hưởng của ánh sáng LED hỗn hợp hai nguồn sáng đến sự tăng

trưởng và tạo cây hồn chỉnh của lan Giả Hạc ................................. 103
Hình 3.11. Ảnh hưởng của chu kỳ sáng đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn
chỉnh của lan Giả Hạc ....................................................................... 111
Hình 3.12. Ảnh hưởng của chu kỳ sáng đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn
chỉnh của lan Giả Hạc ....................................................................... 113
Hình 3.13. Ảnh hưởng của giá thể đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh
của lan Giả Hạc ................................................................................. 121
Hình 3.14. Ảnh hưởng của giá thể đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh
của lan Giả Hạc ................................................................................. 123


1
TÓM TẮT
Từ trước đến nay, việc nghiên cứu nhân giống cây lan Giả Hạc
(Dendrobium anosmum Lindl.) tại Việt Nam chưa nhiều, chỉ có một vài cơng
trình nghiên cứu được cơng bố. Ngoài ra, lan Giả Hạc là một trong những lồi lan
q hiếm, có giá trị kinh tế cao, đang có nguy cơ tuyệt chủng ngồi tự nhiên.
Chính vì vậy, việc nhân giống thành cơng lồi lan này là một điều vơ cùng có ý
nghĩa thì một số cơng trình nghiên cứu tại Việt Nam chỉ tập trung vào khảo sát
ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng thực vật đến q trình nhân giống và
cũng chưa có nhiều nghiên cứu đi sâu hơn về nhiều yếu tố ảnh hưởng trong đó có
cải tiến mơi trường để q trình nhân giống đạt chất lượng cao. Do đó, trong
nghiên cứu này chúng tôi tiến hành các hướng sau đây:
Đầu tiên, chúng tơi nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng khống đến sự
tạo chồi và cây hoàn chỉnh đến lan Giả Hạc. Kết quả cho thấy rằng việc thay đổi
hàm lượng khoáng có ảnh hưởng rất lớn đến sự tăng trưởng, phát triển của cây
lan Giả Hạc. Trong đó, mơi trường khống MS½ là thích hợp với lồi lan này.
Thứ hai là nghiên cứu ảnh hưởng của chitosan đến sự tạo chồi và cây hoàn
chỉnh đến lan Giả Hạc. Kết quả cho thấy, việc bổ sung nồng độ chitosan 5 mg/l
thích hợp cho sự tạo chồi và tăng trưởng của lan Giả Hạc.

Thứ ba là nghiên cứu ảnh hưởng của các kiểu bổ sung thành phần môi
trường dinh dưỡng đến sự tạo chồi và cây hoàn chỉnh đến lan Giả Hạc. Đây là
một hướng nghiên cứu hồn tồn mới và chưa có báo cáo nghiên cứu nào trên
đối trượng lan Giả Hạc. Kết quả cho thấy, việc bổ sung môi trường với lớp dưới
đen đặc, lớp trên đen lỏng là thích hợp cho sự tạo chồi và phát triển của lan Giả
Hạc.
Thứ tư là nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn sáng LED (LED đơn và LED
hỗn hợp) đến sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc. Kết quả cho
thấy, ở nguồn chiếu sáng LED đơn thì LED vàng cho kết quả thích hợp cịn ở
LED hỗn hợp thì 50% LED xanh dương + 50% LED vàng là phù hợp.
Thứ năm là nghiên cứu ảnh hưởng của chu kỳ chiếu sáng đến sự tăng
trưởng và tạo cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc. Kết quả cho thấy, chu kỳ chiếu
sáng với 2 tuần sáng/2 tuần tối luân phiên thích hợp cho sự tăng trưởng và tạo
cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc.
Thứ sáu là nghiên cứu ảnh hưởng của giá thể đến sự tăng trưởng và tạo
cây hoàn chỉnh của lan Giả Hạc. Kết quả cho thấy, giá thể vụn xơ dừa cho kết
quả thích hợp nhất để cây tăng trưởng và phát triển của lan Giả Hạc.


2
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong thế giới hoa, lan là một trong những loài hoa đẹp nhất. Hoa lan
được coi là loài hoa tinh khiết, vương giả cao sang vua củacác lồi hoa. Hoa lan
khơng những đẹp về màu sắc mà cịn đẹp cả về hình dáng, cái đẹp của hoa lan
thể hiện từ những đường nét của cánh hoa tao nhã đến những hình dạng thân lá,
cành dun dáng ít có lồi hoa nào sánh nổi.
Chi lan Hoàng thảo (Dendrobium) là một chi lớn trong họ phong lan
(Orchidaceae) trên thế giới có đến 1600 lồi phân bố trải dài từ Triều Tiên, Nhật
Bản qua Đông Dương, Malaysia, Indonesia đến Australia và các đảo Polynesi. Ở

Việt Nam có đến 100 lồi thuộc chi Dendrobium xếp trong 14 tơng phân biệt
nhau phức tạp bằng than (củ giả), lá, hoa.
Lan Giả Hạc (Dendrobium anosmum Lindl.) là một loài trong chi Hoàng
thảo (Dendrobium). Đặc điểm của loài này là hoa thường mọc dọc theo các đốt ở
hai phần ba thân phía ngọn. Tùy vùng miền xuất xứ mà hình dáng hoa khác nhau,
độ đậm nhạt khác nhau, độ bay của cánh, hình dáng mơi hoa, phân bố màu sắc,...
khác nhau. Lan Giả Hạc khơng chỉ là một lồi hoa đẹp có giá trị về mặt tinh thần
mà cịn có giá trị kinh tế cao, đóng vai trị quan trọng trong ngành công nghiệp
cắt cành cũng như cây cảnh trên thế giới.
Tuy nhiên, ở Việt Nam, nghề trồng lan phát triển chậm hơn so với các
nước khác, số lượng cây sản xuất được hiện nay vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu
ngày càng tăng của thị trường. Việc trồng lan Giả Hạc trên địa bàn thành phố Hồ
Chí Minh lâu nay chủ yếu do tự phát nên diện tích trồng cịn nhỏ, trình độ tay
nghề nơng dân chưa đồng đều, chưa chủ động được nguồn giống. Để có được số
lượng lớn cây giống chất lượng tốt cung cấp cho thị trường còn gặp nhiều khó
khăn.
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường là tạo được số lượng
hoa lớn, nguồn hoa mới ổn định,… thì việc nghiên cứu gia tăng hiệu quả nhân
giống cây trồng rất đáng được quan tâm. Phương pháp nghiên cứu nhân chồi tạo
ra số lượng lớn cây con hoàn chỉnh của lan Giả Hạc trong một thời gian ngắn,
làm nguồn mẫu cho nghiên cứu cũng như trong thực tiễn, góp phần nhân nhanh


3
giống lan Giả Hạc. Tuy nhiên, ở nước ta, các cơng trình nghiên cứu về lan Giả
Hạc chỉ được thực hiện ở các phịng thí nghiệm của một số trường Đại học, Viện
nghiên cứu hoặc ở các Trung tâm Công nghệ sinh học và cịn nhiều vấn đề vẫn
chưa có được kết quả thỏa đáng.
Ở Việt Nam, kể từ năm 2013 đến nay, lan giả hạc làm mưa làm gió trên
các trạng mạng xã hội với giá dao động khá phổ biến từ 600.000 – 1.200.000

đồng một ký.Đến năm 2017, chúng ta dễ dàng nhận thấy sự lên ngôi của lan giả
hạc khi mà mức giá giữa lan Trầm tím rừng và lan Giả Hạc khá tương đương
nhau và ở vào khoảng 1.000.000 – 1.200.000 đồng một ký. Liên tục thay đổi giá,
đầu năm nay, tức năm 2018 giá lan phi điệp tím đã chính thức lên ngơi và bỏ xa
các lồi lan cịn lại. Giá lan giả hạc tím phổ biến trong khoảng từ 1.200.000 cho
đến 1.500.000 đồng, thậm chí có thương lái cịn bán với giá 1.800.000 đồng một
ký lan giả hạc tím. Trên thế giới một cây lan quý trị giá 400 USD, một cành hoa
lan cắt 20 đô la, một cây lan rừng khoảng 10 USD.
Do sự quý hiếm, vẻ đẹp độc đáo, mùi thơm dễ chịu mà giống lan rừng như
Giả Hạc luôn được ưa chuộng dù có giá đắt đỏ. Do đó nguồn lan rừng ngày càng
khan hiếm, những khóm lan rừng ngồi tự nhiên cịn rất ít do sự khai thác cạn
kiệt của người dân. Cần có những phương pháp nhân giống phù hợp đạt hiệu quả
cao để giảm thiểu việc khai thác lan rừng. Một trong những biện pháp hữu hiệu
để bảo tồn và phát triển loài lan quý hiếm này là cần phải tiến hành nhân giống
bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro.
Ngày nay, với công nghệ nhân giống in vitro, người ta có thể tạo được cây
con trẻ hóa và sạch bệnh nên tiềm năng sinh trưởng, phát triển và năng suất cao,
khắc phục được nhược điểm của phương pháp nhân giống truyền thống, khơi
phục lại phẩm chất vốn có của thực vật. Đồng thời hệ số nhân của phương pháp
nhân giống này cao đáp ứng được nhu cầu về số lượng và chất lượng cây giống,
đáp ứng như cầu sản xuất trên quy mơ rộng. Do đó, nhằm tạo điều kiện cho cây
hoa lan Giả Hạc phát triển có hiệu quả, đề tài đã tiến hành: “Nghiên cứu ảnh
hưởng của một số yếu tố và thiết kế hệ thống LED đến sự sinh trưởng của lan
Giả Hạc (Dendrobium anosmum Lindl.) in vitro”.


4
2. Mục tiêu của đề tài
Xác định ảnh hưởng của thành phần khoáng, kiểu bổ sung các thành phần
dinh dưỡng, ánh sáng đèn LED, chu kỳ chiếu sáng cũng như giá thể lên khả năng

hình thành chồi, rễ, tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh từ cây con lan Giả Hạc
nhằm thiết lập mơi trường thích hợp nhất cho sự sinh trưởng và phát triển của
chồi, rễ lan Giả Hạc, đồng thời góp phần nhân nhanh giống lan Giả Hạc
(Dendrobium anosmum Lindl.).
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là cây con lan Giả Hạc có chiều cao từ 1 – 1,5cm
ni trong bình mơ được cung cấp bởi Trạm Huấn luyện và Thực nghiệm Nông
nghiệp Văn Thánh để sử dụng làm nguồn mẫu cho nghiên cứu về ảnh hưởng của
thành phần khoáng, kiểu bổ sung dinh dưỡng, ánh sáng đèn LED (LED đơn và
LED hỗn hợp), chu kỳ chiếu sáng và giá thể (bơng gịn, bã mía, bã trà, mùn cưa,
xơ dừa) lên sự hình thành chồi, rễ cũng như sự tăng trưởng và tạo cây hoàn chỉnh
in vitro.
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài lên sự hình thành chồi, rễ cũng như sự tăng
trưởng và tạo cây hoàn chỉnh từ cây con lan Giả Hạc giúp tìm ra được nguồn ánh
sáng (đèn LED đơn và đèn LED hỗn hợp hai nguồn sáng), chu kỳ chiếu sáng và
kiểu bổ sung dinh dưỡng thích hợp trong thời gian ngắn, đạt hiệu quả nhân giống
cao. Từ đó, góp phần phục vụ cho những ứng dụng thực tế quan trọng, nâng cao
chất lượng cây trồng, giúp mang lại hiệu quả kinh tế cao, tiết kiệm chi phí đầu tư,
giải quyết được tình trạng khan hiếm cây giống lan Giả Hạc. Kết quả về việc sử
dụng các loại giá thể khác nhau để tìm ra giá thể có sự thơng thống tốt, giữ ẩm
cao, giá thành thấp, tận dụng được những nguồn giá thể có sẵn để giảm thiểu ô
nhiễm môi trường mà vẫn giúp cây tăng trưởng tốt, bộ rễ khỏe mạnh, có sức sống
tốt là tiền đề cho việc áp dụng các loại lan khác khi ra cây.
Ý nghĩa thực tiễn
Nghiên cứu quá trình nhân chồi, rễ cũng như sự tăng trưởng và tạo cây
hoàn chỉnh từ cây con lan Giả Hạc sẽ góp phần rất lớn trong cơng tác nhân nhanh

5
giống cây trồng, tiết kiệm chi phí trong việc đầu tư cũng như rút ngắn được thời
gian nhân giống, đồng thời mở ra triển vọng trong việc tạo được cho cây hoa lan
Giả Hạc có đặc điểm về kiểu gen và kiểu hình đồng nhất với nguồn mẫu ban đầu.
Từ đó, có thể tạo ra số lượng lớn cây con có chất lượng tốt, đồng thời làm giảm
giá thành cây giống, góp phần giải quyết vấn đề thiếu hụt trầm trọng cây giống
lan Giả Hạc chất lượng cao ở Việt Nam trong giai đoạn hiện nay.


6
PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu sơ lược về kỹ thuật nuôi cấy in vitro
1.1.1. Khái niệm
Kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào thực vật hay nhân giống in vitro đều là
thuật ngữ mô tả các phương pháp nuôi cấy các bộ phận thực vật (tế bào đơn, mơ,
cơ quan) trong ống nghiệm có chứa mơi trường dinh dưỡng thích hợp như muối
khống, vitamin, đường và các chất điều hịa sinh trưởng thực vật trong điều kiện
vơ trùng (Ngơ Xn Bình, 2009).
1.1.2. Tầm quan trọng của kỹ thuật nuôi cấy in vitro
Phương pháp nhân giống in vitro được sử dụng bảo quản và nhân nhanh
giống cây quý, có giá trị kinh tế cao. Hiện nay, phương pháp này ngày càng phổ
biến trong công tác chọn giống cây trồng.
Nhân giống in vitro là phương pháp nhân giống không còn mới mẻ nhưng
mang lại hiệu quả rất cao trong việc tạo ra cây giống chất lượng. Nhân giống in
vitro cũng đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn sản xuất, chọn, nhân giống,
tạo giống mới và gần đây một ứng dụng có ý nghĩa lớn đang được phát triển
mạnh là sản xuất các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học. Những thành tựu mà
ứng dụng này đem lại là không thể phủ nhận, đặc biệt trong lĩnh vực nơng
nghiệp.
Ngồi ra, nhân giống in vitro tạo ra nhiều, nhanh, bảo đảm chất lượng các

loại giống cây ăn quả đặc sản, các loại hoa và cây cảnh, cây lâm nghiệp, bảo
quản và lưu giữ được các nguồn gen sinh học quý của địa phương.
Vì vậy, phương pháp nhân giống in vitro đang dần khẳng định vị thế của
nó trong nền nơng nghiệp nói riêng và nền kinh tế nói chung.
1.2. Tình hình sản xuất hoa lan trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Tình hình sản xuất hoa lan trên thế giới
Hiện nay tình hình sản xuất hoa trên thế giới đang phát triển một cách
mạnh mẽ và đã trở thành một ngành thương mại có lợi cho nền kinh tế các nước
trồng và xuất khẩu hoa. Diện tích trồng hoa trên thế giới ngày được mở rộng và
không ngừng tăng lên, nhiều tạp chí về hoa lan được xuất bản, nhiều cuộc hội
thảo về lan đã được tổ chức. Trước đây việc nuôi trồng và xuất khẩu chủ yếu là


7
lan rừng nên nguy cơ khoảng 13 loài tuyệt chủng, ngày nay việc trồng lan dần
theo quy mô công nghiệp, việc xuất khẩu lan đã đạt tới số lượng hàng trăm ngàn
giò, hàng vạn cành lan trong một năm nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của
thị trường.
Loddiges (1812), là người đầu tiên trên thế giới thiết lập vườn lan thương
mại, trong những thập kỷ gần đây cùng với phương tiện giao thông phát triển
mạnh mẽ, các thành tựu khoa học kỹ thuật và sự phát triển về công nghệ sinh học
được áp dụng rộng rãi. Do đó việc xuất khẩu hoa lan ngày càng tăng với qui mô
lớn, nhiều nước đã trở thành cường quốc xuất khẩu hoa lan như Thái Lan, Đài
Loan,… (Lê Đặng Trung Tuyến, 2007).
Hiện nay, Thái Lan là nước đứng đầu thế giới về xuất khẩu hoa lan đạt
110 triệu USD trong năm 2003. Ngồi ra, chỉ tính riêng 6 tháng đầu năm 2007,
Thái Lan đã thu được hơn 30 triệu USD từ phong lan. Năm 2009, trị giá lan xuất
khẩu Thái Lan là 79,8 triệu USD. Hoa lan Thái xuất khẩu phần lớn thuộc nhóm
lan Dendrobium, hơn 80% lượng hoa thuộc nhóm này trên thị trường thế giới có
xuất xứ từ Thái Lan. Dendrobium chiếm đến 94,73% tổng số hoa lan cắt cành và

51,4% tổng số cây lan xuất khẩu của Thái Lan.
Ở Mỹ, nhu cầu sử dụng hoa lan Cattleya và Dendrobium rất lớn. Năm
2007 tổng giá trị nhập khẩu hoa lan gần 144 triệu USD, tăng gần 12% so với năm
2006 và đứng thứ hai so với những cây hoa khác.
Ở Hawai, nền công nghiệp trồng lan cũng tăng lên mạnh mẽ trong 20 năm
qua, tập trung chủ yếu vào các lồi lan rừng và lan cơng nghiệp. Thu nhập tăng
từ 2,2 triệu USD trong năm 1980 lên tới 7,7 triệu USD năm 1990, và đạt 18,2
triệu USD năm 2002, đến năm 2006 đạt khoảng 22 triệu USD.
Có thể nói rằng sản xuất lan đã đem lại lợi nhuận rất cao cho các nước
đang phát triển và phát triển. Bên cạnh đó, hoa lan Cattleya, Dendrobium,
Oncidium chiếm phần lớn trong tổng số lượng sản xuất và tiêu thụ hoa lan trên
thế giới. Điều đó chứng tỏ các lồi hoa này mang lại hiệu quả kinh tế cao và
được người tiêu dùng ưa chuộng.


8
1.2.2. Tình hình sản xuất hoa lan ở Việt Nam
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm quanh năm
rất thuận lợi cho việc trồng hoa, cây cảnh. Tuy nhiên, chưa được đầu tưthích
đáng nên ngành trồng hoa nói chung và ngành trồng lan nói riêng vẫn chưa thực
sự phát triển, sản xuất lan ở Việt Nam mới chỉ phát triển mạnh mẽở các tỉnh phía
Nam, đặc biệt là Đà Lạt và thành phố Hồ Chí Minh.
Thành phố Hồ Chí Minh có khí hậu ấm áp quanh năm là trung tâm văn
hóa kinh tế, chính trị, khoa học kỹ thuật của miền Nam có một tiềm năng lớn về
nuôi trồng và kinh doanh hoa lan.
Từ năm 1980, Việt Nam đã xuất khẩu lan sang Liên Xô, Tiệp Khắc. Năm
1987 ở thành phố Hồ Chí Minh đã có các vườn lan quốc doanh và tư nhân cùng
với sự ra đời của nhiều hội lan, cây cảnh và có nhiều cơ sở nghiên cứu ra đời.
Theo số liệu điều tra bước đầu tính đến năm 1986 thành phố Hồ Chí Minh có
khoảng 15 gia đình có vườn lan với số lượng 1000 – 7000 chậu và đến năm 1987

ở thành phố Hồ Chí Minh đã có vườn quốc doanh tư nhân: vườn lan T78, vườn
lan Hàng Không dân dụng, từ năm 1980, năm nào thành phố cũng tổ chức Hội
Hoa Xuân. Hội Hoa Xuân là nơi hội tụ những tác phẩm đặc sắc và độc đáo nhất
của các vườn lan. Mới đây thành phố Hồ Chí Minh dự kiến, giai đoạn 2005 –
2006 thực hiện đầu tư 20 ha nuôi trồng hoa lan và 20 ha trồng cây kiểng (Dự án
đầu tư, cây và cá kiểng tại thành phố Hồ Chí Minh, T7/2005). Đến năm 2008,
diện tích trồng lan của thành phố đã tăng lên gần 80 ha và năm 2010 là 200 ha.
Ở Hà Nội, mười năm gần đây, khi đời sống người dân thủ đô nâng cao,
nhu cầu thưởng thức hoa lan tăng, nhiều khi cung không đủ cầu và phong trào
nuôi trồng lan tự phát lan rộng cả đến các vùng phụ cận khiến các nhà khoa học
phải vào cuộc, đi sâu nghiên cứu và sản xuất, kinh doanh hoa lan.
Tại Viện Sinh học Nông nghiệp thuộc Trường Đại học Nông nghiệp I Hà
Nội đã cho ra đời hàng vạn cây giống hoa lan có giá trị kinh tế như: Hồ Điệp
(Phalaenopsis), Cát lan (Cattleya), lan Thái (Dendrobium),… Ngồi ra viện cịn
làm cố vấn kỹ thuật, chuyển giao qui trình ni trồng một số giống lan có hiệu
qủa kinh tế ở các tỉnh như Hải Phòng, Bắc Giang, Lạng Sơn,… và tại Trung tâm
Kỹ thuật Rau – Hoa – Quả Hà Nội, 2 năm trở lại đây, phịng ni cấy mơ hoạt


9
động cho ra đời mỗi năm hàng vạn cây lan Hồ Điệp giống và hàng vạn cây giống
khác, đặc biệt đã thành công trong việc nhân giống lan Hài, lan Kiếm (Hồng
Vũ, Bạch Ngọc,…).
Theo Sở Nơng nghiệp và Phát triển Nơng thơn, hiện nay tại thành phố Hồ
Chí Minh và các tỉnh lân cận như Tây Ninh, Đồng Nai, Bình Dương,… có trên
100 lồi lan khác nhau. Các loại hoa lan này có thể cho doanh thu từ 500 triệu – 1
tỷ đồng/ha/năm, chủ yếu là hoa cắt cành thuộc nhóm Dendrobium và Mokara,
chiếm tỷ lệ ít hơn là lan Cattleya và Oncidium.
Ngành sản xuất hoa lan ở các tỉnh, thành phố phía Nam phát triển mạnh
hơn miền Bắc. Nói chung vấn đề sản xuất – kinh doanh – xuất khẩu hoa lan ở

Việt Nam từ trước đến nay vẫn cịn ở mức tiềm tàng, trong khi đó sức cạnh tranh
thị trường trên thế giới là rất lớn, những hoạt động, kinh doanh và xuất khẩu
trong thời gian qua chỉ có ý nghĩa khởi động và hứa hẹn sự phát triển trong tương
lai.
1.3. Tình hình nghiên cứu hoa lan trên thế giới và Việt Nam
1.3.1. Tình hình nghiên cứu hoa lan trên thế giới
Với nét quyến rũ đầy màu sắc và có giá trị kinh tế cao, hoa lan đã và đang
được nghiên cứu ở nhiều nơi trên thế giới như:
Li và Xu (2009), đã nghiên cứu nhân nhanh giống lan hoa lan Đai Châu
đột biến màu trắng (Rhynchostylis gigantean (Lindley) Ridley) thông qua
protocorms (PLBs).
Saikat và Mandal (2009), đã nghiên cứu ảnh hưởng của auxin và than hoạt
tính đến sự hình thành rễ của Dendrobium chrysotoxum LindL.Cv. Golden Boy
bằng phương pháp nuôi cấy in vitro.
Distabanjong và cộng sự (2010), đã sử dụng hạt phong lan Đai Châu
(Rhynchostylis gigantea (Lindley) Ridley) được lấy từ quả 7 – 9 tháng và nuôi
cấy trên môi trường rắn để làm tăng khả năng nảy mầm của hạt giống.
Rosmah và cộng sự (2010), đã nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn carbon
và dịch chiết khoai tây đến sự sinh trưởng và phát triển của lan Hồ Điệp
(Phalaenopsis gigantea).


10
Nattaporn và Sompong (2012), đã nghiên cứu tạo giống mới từ giống lan
Chang Daeng (Rhynchostylis gigantean var. rubrum Sagarik) thông qua xử lý đột
biến tạo cây đa bội thể.
1.3.2. Tình hình nghiên cứu hoa lan ở Việt Nam
Việt Nam là nước có khí hậu gió mùa nóng ẩm, được thiên nhiên ưu đãi vì
khắp vùng rừng núi từ Nam chí Bắc, từ đồng bằng đến tận Cao Nguyên, nhiều
vùng nổi tiếng có nhiều giống lan quý hiếm được thế giới cơng nhận, chính vì

vậy đã có những nghiên cứu về lan ở Việt Nam từ rất sớm. Một số nghiên cứu
hoa lan ở Việt Nam như:
Nguyễn Văn Kết và Nguyễn Văn Vinh (2010), đã nghiên cứu ảnh hưởng
của môi trường khống và chất điều hịa sinh trưởng thực vật lên giống lan
Hoàng thảo sáp (Dendrobium crepidatum LindL.&Paxt.) in vitro.
Lê Hồng Giang và Nguyễn Bảo Toàn (2012), đã nghiên cứu hiệu quả của
chitosan lên sự sinh trưởng của cụm chồi và cây con lan Hồ Điệp (Phalaenopsis
sp.).
Vũ Thanh Sắc và cộng sự (2012), đã nghiên cứu ảnh hưởng của mơi
trường khống, chất điều hịa sinh trưởng thực vật, than hoạt tính lên q trình
nhân giống in vitro lan Hồng thảo trầm trắng (Dendrobium anosmum var. alba).
Nguyễn Thu Hường (2016), đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất điều hòa
sinh trưởng thực vật, dịch chiết khoai tây và dịch chiết chuối xanh lên q trình
nhân giống in vitro lan Hồng thảo phi điệp tím (Dendrobium anosmum Lindl.).
Lê Thị Thúy và Trần Thị Anh Thoa (2017), đã nghiên cứu ảnh hưởng của
ánh sáng đèn LED lên sinh trưởng của Dendrobium lituiflorum LindL.và
Dendrobium Shavin White.
1.4. Môi trường nuôi cấy in vitro
1.4.1. Các nguyên tố đa lượng
Nitrogen (N)
Mơ, tế bào thực vật trong ni cấy có thể sử dụng nitrogen khoáng như
ammonium và nitrate, đồng thời cũng sử dụng các dạng nitrogen hữu cơ như
amino acid. Tổng nồng độ của NO3-và NH4+ trong môi trường nuôi cấy thay
đổi tùy theo đối tượng nuôi cấy và mục đích nghiên cứu. Ammonium chủ yếu


11
được dự trữ ở rễ như nguồn nitrogen hữu cơ. Nitrate có thể được vận chuyển
theo mạch xylem đến các bộ phận của cây, tại đó nó sẽ tham gia vào q trình
đồng hố nitrogen. Nitrate có thể được dự trữ ở không bào và thực hiện chức

năng quan trọng trong việc điều chỉnh sự thẩm thấu và cân bằng ion của cây
trồng. Triệu chứng thiếu N điển hình được thấy là sự thúc đẩy lão hóa ở lá già.
Khi gia tăng cung cấp N, không chỉ làm chậm sự lão hóa và sự kích thích sinh
trưởng, mà cịn làm thay đổi hình thái cây trồng có dạng đặc trưng, đặc biệt
nếu như N hữu dụng cao ở vùng rễ trong suốt giai đoạn đầu sinh trưởng
(Nguyễn Bảo Vệ, 2010). Các muối phổ biến dùng cung cấp nguồn nitrate và
ammonium là:
KNO3: Potassium nitrate (14% N)
NH4NO3: Ammonium nitrate (34% N)
NaNO3: Sodium nitrate (16,4% N)
Ca(NO3)2: Calcium nitrate (15,5% N)
CO(NH2)2: Urea (46% N)
(NH4)2SO4: Ammonium sulphate (22% N)
Phosphorus (P)
Phosphorus là nguyên tố quan trọng trong đời sống thực vật. Nó tham
gia vào việc vận chuyển năng lượng, sinh tổng hợp protein, acid nucleic và
tham gia cấu trúc của màng. Trong môi trường nuôi cấy, photphorus được cung
cấp dưới dạng mono hay dihydrogenphosphate potassium hay sodium. Ion
PO43- hóa trị 1 và 2 có thể chuyển đổi lẫn nhau tùy theo pH. Ion H 2PO4- chiếm
ưu thế ở pH nhỏ hơn 7, đây là đặc tính của hầu hết môi trường nuôi cấy mô tế
bào thực vật cũng là ion dễ được thực vật hấp thụ nhất. Cây bị thiếu P biểu
hiện sự sinh trưởng chậm lại và thường có màu hơi đỏ do sự hình thành sắc tố
anthocyanin gia tăng. Ngoài ra, cây thiếu P thường lá có màu xanh sậm hơn ở
cây bình thường có đủ P. Trong điều kiện thiếu P, sự dãn nở của tế bào lá chậm
hơn với sự hình thành diệp lục ở lá, vì vậy hàm lượng diệp lục tố/đơn vị diện
tích lá sẽ cao hơn, làm cho lá có màu xanh sậm hơn, nhưng hiệu quả quang
hợp/đơn vị diện tích diệp lục tố thì thấp hơn rất nhiều. Việc ức chế sự dãn nở


12

tế bào xảy ra đặc biệt vào ban ngày, do độ dẫn truyền thủy lực ở rễ bị giảm ở
những cây thiếu P (Nguyễn Bảo Vệ, 2010).Các dạng muối thường gặp là:
(NH4)2HPO4: Diammonium hydrogen phosphate (46% P2O5)
(NH4)3HPO4.3H2O: Triammonium hydrogen phosphate (15,21% P)
KH2PO4: Monopotassium phosphate (10,35% P)
Potassium (K)
Trong thực vật, K+ là một cation chủ yếu trong cây, giúp cho cây cân
bằng các anion vô cơ và hữu cơ. Ion K + được chuyển qua màng tế bào dễ dàng
và có vai trị chính là điều hịa pH và áp suất thẩm thấu của môi trường nội
bào. Sự thiếu hụt K+ trong môi trường nuôi cấy mô thực vật sẽ dẫn đến tình
trạng thiếu nước. K+ là một cation có tính linh động cao, ở cả mức độ tế bào
cũng như trong quá trình vận chuyển qua các khoảng cách dài trong mạch
xylem hoặc mạch libe. Trong tất cả các nguyên tố, potassium là nguyên tố có
mặt với nồng độ cao nhất. Muối potassium có vai trị quan trọng trong việc
điều chỉnh tính thấm của tế bào. Khi thiếu K làm cho sinh trưởng chậm lại và
có sự tái chuyển vị cửa K+ từ lá trưởng thành và từ thân. Trong điều kiện thiếu
K+ nghiêm trọng thì lá, thân bị vàng úa và hoại tử. Lignin hóa của các bộ phận
mạch bị giảm và vì vậy cây thiếu potassium dễ bị đổ ngã (Nguyễn Bảo Vệ,
2010).Trong môi trường nuôi cấy, muối kali thường được sử dụng là:
KH2PO4: Monopotassium phosphate (40% K2O)
K2SO4: Potassium sulphate (48% K2O)
KNO3: Potassium nitrate (44% K2O)
KCl: Potassium chlorur (60% K2O)
Calcium (Ca)
Calcium cũng là một cation chủ yếu giúp cân bằng các anion trong cây
nhưng cách thức không giống như K+ và Mg2+ vì Ca2+ khơng phải là ion linh
động. Calciun có thể liên kết các phân tử sinh học lại với nhau do đó nó góp
phần vào trong cấu trúc và hoạt động sinh lí của màng tế bào và ở phiến giữa
của thành tế bào. Trong nuôi cấy tế bào, Ca2+ có vai trị trong sự phát sinh hình
thái đồng thời với sự cảm ứng của các chất điều hòa sinh trưởng thực vật, đặc

biệt là auxin và cytokinin. Khi thiếu Ca2+ thì sẽ dễ gây ra những rối loạn như


13
triệu chứng cháy đầu lá ở rau, đen ruột ở cần tây, thối đích trái ở cà chua hoặc
dưa hấu, nốt đắng dưới vỏ ở táo (Nguyễn Bảo Vệ, 2010).Các muối thường dùng
là:
CaCl2.4H2O: Calcium chlorur
Ca(NO3)2.2H2O: Calcium nitrate
Magnesium (Mg)
Mg là nguyên tử trung tâm trong phân tử chlorophyll (quang hệ thống I
và quang hệ thống II). Trong phân tử chlorophyll, các photon được hấp thụ tạo
ra dịng điện tử, từ đó tạo ra ATP và NADPH đóng vai trị quan trọng đối với
cố định ở lục lạp. Hiện tượng vàng ở lá nở rộng hồn tồn là một triệu chứng
có thể thấy rõ nhất do thiếu Mg. Magnesium có chức năng trong sự tổng hợp
protein, tỷ lệ N trong protein giảm và tỷ lệ các chất chứa N (không phải
protein) gia tăng ở lá bị thiếu Mg. Tốc độ quang hợp ở những cây thiếu Mg
thấp hơn so với những cây bình thường, tương tự đối với tốc độ hơ hấp
(Nguyễn Bảo Vệ, 2010). Muối Mg thường dùng là:
MgSO4.7H2O: Magnesium sulphate
MgHPO4: Dimagnesium phosphate
MgCl2.6H2O: Magnesium chloride
1.4.2. Các nguyên tố vi lượng
Mặc dù sử dụng với nồng độ rất ít (khơng q 5 mg/l) nhưng nhóm này là
các ngun tố vơ cùng thiết yếu cho tế bào thực vật. Một số nguyên tố vi lượng
là: Bo, Zn, Cu, Fe, Co,…
Sắt (Fe)
Sắt rất quan trọng trong sinh tổng hợp chlorophyll: trong lá xanh 80%
sắt nằm trong lục lạp. Ngồi ra, nó cịn hoạt hóa các enzyme như catalase,
peroxidase cũng như tham gia vận chuyển e- vì sắt có mặt trong cytochrom,

pheredoxin trong chuỗi vận chuyển điện tử của quang hợp và hô hấp (Vũ Văn
Vụ, 2012). Khi thiếu sắt, lá cây mất màu xanh chuyển sang màu vàng và trắng.
Triệu chứng thiếu sắt xuất hiện ở lá non sau đến lá già vì sắt không di động từ
lá già về lá non (Hà Minh Tuấn, 2006). Trong trường hợp nghiêm trọng và lâu


14
dài, tồn lá trở nên màu trắng, cịn gân lá màu vàng, lá non phát triển còi cọc
(Upendra Sainju, Ramdane Dris, Bharat Singh, 2003).
Đồng (Cu)
Trong thực vật, đồng tồn tại dưới dạng ion hóa trị 1 và 2. Nồng độ đồng
cao sẽ gây độc cho mô. Hầu hết các môi trường ni cấy có Cu2+ với hàm
lượng 0,1 – 10μm. Các ion đồng được bổ sung vào dưới dạng sulphate đồng,
đơi khi người ta cũng có thể bổ sung đồng dưới dạng CuCl2 hoặc Cu(NO3)2.
Các enzyme mà đồng hoạt hóa liên quan rất nhiều đến các quá trình sinh lý và
sinh hóa trong cây như tổng hợp protein, acid nucleic, hoạt động quang hợp,…
Đồng đóng vai trị như một yếu tố cấu trúc trong protein điều hòa và tham gia
vận chuyển electron quang hợp, hô hấp của ti thể, phản ứng oxy hóa, chuyển
hóa tế bào và truyền tín hiệu hormone (Marschner, 1995; Raven et al., 1999).
Khi đồng bị thiếu, lá chuyển sang màu xanh đen và xuất hiện các điểm hoại
thư. Điểm hoại thư xuất hiện trước hết ở đỉnh lá non sau đó lan xuống phía
dưới dọc theo mép lá (Braz, 2005). Các lá cũng có thể bị xoắn hoặc bị thay đổi
và hiển thị úa lá hoặc thậm chí hoại tử (Marschner, 1995).
Mangan (Mn)
Mangan là thành phần của các hệ thống enzyme trong cây. Ion mangan
hoạt hóa nhiều enzyme trong tế bào thực vật, đặc biệt là các enzyme
dehydrogenase, decarboxylase trong chu trình Krep. Chức năng rõ nhất của Mn
là tham gia vào phản ứng quang phân ly nước của quang hợp. Mangan liên kết
chặt chẽ được với sắt và liên quan đến quá trình hình thành chất diệp lục. Tuy
nhiên, Mn có thể làm giảm khả năng hịa tan của sắt do q trình oxy hóa, do

đó sự có mặt của quá nhiều Mn có thể dẫn đến thiếu sắt trong thực vật
(Thomas Wallace, 1943). Triệu chứng thiếu Mn điển hình như lá màu xanh
nhạt hoặc úa lá, vàng ở giữa và lá non, dẫn đến các điểm hoại tử màu nâu ở
trung tâm của khu vực nhạt. Nếu thiếu Mn nặng thì cây bị khơ và chết (Võ Thị
Hương Anh và cộng sự, 2015).
Bo (B)
Bo đóng vai trị quan trọng trong sự hình thành nên thành tế bào và màng
tế bào thực vật. Nếu thiếu Bo sẽ ức chế sự phát sinh rễ thứ cấp và ức chế sinh


15
trưởng chiều dài của rễ. Bởi vì, khi thiếu Bo sẽ kích thích hoạt tính của enzyme
IAA oxydase nên hàm lượng của IAA bị giảm. Thiếu Bo thì mơ ni cấy sẽ
chuyển hố thành mơ sẹo, nhưng thường là mơ sẹo xốp, mọng nước, khả năng tái
sinh chồi kém (Vũ Quang Sáng, 2017).
Cobalt (Co)
Cobalt là thành phần kim loại trong vitamin B12 có liên quan đến sự
sinh tổng hợp acid nucleic nhưng chưa có bằng chứng nào về tác động của nó
lên sự tăng trưởng và phát sinh hình thái của mô trên môi trường nuôi cấy. Một
trong những mục đích của việc bổ sung cobalt vào mơi trường ni cấy làcó
vai trị quan trọng trong q trình có định nitơ, tổng hợp ARN và methionine (Vũ
Quang Sáng, 2017).
1.4.3. Vitamin
Các vitamin là rất cần thiết cho các phản ứng sinh hố. Để mơ có sức
sinh trưởng tốt phải bổ sung thêm vào môi trường một hay nhiều loại vitamin.
Các vitamin sau đây được sử dụng phổ biến: inositol, thiamine HCl (B1),
pyridoxine HCl (B6), nicotinic acid, trong đó vitamin B1 là không thể thiếu và
được sử dụng trong hầu hết những môi trường nuôi cấy mô và tế bào thực vật.
Linsmaier và Skoog đã khẳng định vitamin B1 là cần thiết cho cho sự sinh
trưởng của cây sau khi nghiên cứu kỹ lưỡng về sự có mặt của nó trong mơi

trường MS.
Inositol thường được nói đến như là một vitamin kích thích một cách
tích cực đối với sự sinh trưởng và phát triển của thực vật, mặc dù nó khơng
phải là vitamin cần thiết trong mọi trường hợp. Các vitamin khác, đặc biệt là
nicotinic acid (vitamin B), calcium pantothenate (vitamin B) và biotin cũng
được sử dụng để nâng cao sức sinh trưởng của mô nuôi cấy. Anh hưởng của
các vitamin lên sự phát triển của tế bào nuôi cấy in vitro ở các lồi khác nhau
là khác nhau hoặc thậm chí cịn có hại (gây độc).
1.4.4. Các chất điều hịa sinh trưởng thực vật
Ngồi thành phần vơ cơ và hữu cơ, chất điều hòa sinh trưởng thực vật hay
phytohormone là một thành phần không thể thiếu được cho sự cảm ứng phân chia
tế bào, sinh trưởng và phân hóa của mơ nuôi cấy.


16
Tùy thuộc vào mục đích ni cấy mà loại và liều lượng sử dụng các chất
điều hòa sinh trưởng thực vật khác nhau.
Có 5 nhóm chất điều hịa sinh trưởng thực vật quan trọng trong nuôi cấy
mô thực vật: auxin, cytokinin, gibberellin, abscisic acid và ethylene. Trong đó,
hai nhóm chất điều hòa sinh trưởng thực vật quan trọng là auxin và cytokinin
quyết định sự kích thích phân chia và biệt hóa tế bào của các mơ được ni cấy
in vitro.
Nhóm auxin (gồm IAA, IBA, NAA, 2,4-D, 2,4,5-T,…) chủ yếu được sử
dụng để kích thích sự phân bào và tạo rễ. Ở liều lượng cao, auxin thường gây nên
các đột biến.
Nhóm cytokinin (gồm kinetin, zeatin, BA,…) đẩy nhanh sự phân chia tế
bào, nhân chồi và phát triển của chồi.
1.4.5. Carbon và nguồn năng lượng
Trong nuôi cấy in vitro, nguồn carbon giúp mô và tế bào thực vật tổng
hợp nên các chất hữu cơ để tế bào phân chia, tăng sinh khối khơng phải từ q

trình quang hợp mà chính là nguồn carbon bổ sung vào môi trường dưới dạng
đường. Hai dạng đường thường gặp nhất là glucose và sucrose.
Sucrose là một nguồn carbon quan trọng đối với mô và tế bào ni cấy.
Nồng độ sucrose có thể ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng và sản lượng hợp chất
thứ cấp trong tế bào nuôi cấy.
1.4.6. Agar
Agar là một sản phẩm tự nhiên được ly trích từ các loại tảo đỏ như
Rhodophycean, Gelidium, Gracillaria và Pterocladia. Agar là một polysaccharid
gồm 2 phân đoạn: agarose và agaropectin. Agarose là một polymer trung tính, tạo
nên tính đơng của agar. Agaropectin là một polymer tích điện âm, làm cho agar
có tính nhầy. Phân đoạn agarose trong agar chiếm 50 – 90% (Adrian và
Assoumani, 1983). Khi agar được trộn chung với nước thì tạo ra dạng gel, tan ra
ở nhiệt độ 60 – 100oC và đặc lại khi nhiệt độ xuống dưới 45oC. Từ đây, chúng ta
có thể lý giải: pH càng thấp thì nồng độ H+ càng cao, agar chuyển sang trạng thái
nhầy (không đông), pH càng cao thì nồng độ H+ càng bị trung hòa nhiều khiến
agar cứng (hay còn gọi là trạng thái gel).