Nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED và chất điều hòa sinh trưởng đến khả năng nhân nhanh và ra rễ loài lan thạch hộc tía (dendrobium officinale kimura et migo)

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực tập tốt nghiệp tại phịng thí nghiệm Bộ mơn cơng nghệ tế
bào thực vật – Viện Công nghệ sinh học Lâm nghiệp – Đại học Lâm nghiệp Việt
nam, nhờ sự giúp đỡ và dìu dắt tận tình của các thầy cơ giáo, các anh chị cán bộ của
Bộ môn, cùng với sự nỗ lực học tập của bản thân, em đã hồn thành khóa luận tốt
nghiệp với đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED và chất điều
hòa sinh trưởng đến khả năng nhân nhanh và ra rễ loài lan Thạch hộc tía
(Dendrobium officinale Kimura et Migo).
Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Việt, ThS. Nguyễn Thị
Huyền, KS. Nguyễn Thu Hƣơng đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ, tạo mọi điều
kiện tốt nhất để giúp em hoàn thành tốt q trình thực tập, nghiên cứu đề tài và
hồn thiện báo cáo khóa luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn sự cho phép, tạo điều kiện giúp đỡ của các thầy
cô trong bộ môn Công nghệ tế Bào thực vật – Viện Công nghệ sinh học Lâm
nghiệp, Ban lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học Lâm nghiệp, Trƣờng Đại học
Lâm nghiệp Việt Nam.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Bùi Xuân Hoàng

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
MỤC LỤC ............................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................... iv

DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................... v
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ .............................................................................. vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................... vii
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................... 3
1.1. Tổng quan về cây lan Thạch hộc tía............................................................... 3
1.1.1. Vị trí phân loại. ........................................................................................... 3
1.1.2. Đặc trƣng hình thái và phân bố. .................................................................. 3
1.1.3. Cơng dụng và hiệu quả kinh tế: .................................................................. 4
1.1.4. Tình hình nghiên cứu. ................................................................................. 5
1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến nuôi cấy nhân nhanh và ra rễ lan Thạch hộc tía. ....... 7
1.2.1. Ảnh hƣởng của các chất hóa học. ............................................................... 7
1.2.2. Ảnh hƣởng của các yếu tố vật lý. .............................................................. 11
1.3.Những thành tựu trong nghiêu cứu ảnh hƣởng của ánh sáng đèn LED đến
nhân giống cây trồng. .......................................................................................... 18
PHẦN 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 23
2.1. Mục tiêu nghiên cứu. .................................................................................... 23
2.2. Nội dung nghiên cứu. ................................................................................... 23
2.4. Vật liệu nghiên cứu. ..................................................................................... 23
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu. ............................................................................. 23
2.5.1. Địa điểm và điều kiện bố trí thí nghiệm.................................................... 23
2.5.2. phƣơng pháp nghiên cứu. .......................................................................... 24
PHẦN 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 28
3.1. Kết quả ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng đến khả năng nhân nhanh
chồi lan. ............................................................................................................... 28
ii


3.2. Kết quả ảnh hƣởng của 3 loại đèn LED chiếu sáng đến khả năng nhân nhanh
chồi lan. ............................................................................................................... 31

3.3. Kết quả ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng đến khả năng ra rễ lan......... 35
3.4. Kết quả ảnh hƣởng của 3 loại đèn LED đến khả năng ra rễ lan. ................. 38
PHẦN 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................. 42
4.1. Kết luận. ....................................................................................................... 42
4.2. Kiến nghị. ..................................................................................................... 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO

iii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật đèn tube LED T5. ................................................. 17
Bảng 2.1. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng đến khả năng nhân nhanh
chồi lan Thạch hộc tía. ........................................................................................ 24
Bảng 2.2. Ảnh hƣởng của 3 loại đèn LED chiếu sáng đến khả năng nhân nhanh
chồi lan. ............................................................................................................... 25
Bảng 2.3. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng đến khả năng ra rễ lan. .... 26
Bảng 2.4. Ảnh hƣởng của 3 loại đèn LED đến khả Năng ra rễ lan. ................... 26
Bảng 3.1. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng đến khả năng nhân nhanh
chồi lan. ............................................................................................................... 28
Bảng 3.2. Ảnh hƣởng của các loại ánh sáng LED đến khả năng nhân nhanh. ... 32
Bảng 3.3. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng đến khả năng ra rễ lan. .... 35
Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của 3 loại đèn LED đến khả ra rễ lan. ............................. 39

iv


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Lan Thạch hộc tía [2]…………………………………………………3
Hình 1.2. Cấu tạo và hoạt động của đèn LED [6]. ............................................. 12

Hình 1.3. Đèn tube LED T5 [7]. ......................................................................... 17
Hình 3.1. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng tới khả năng nhân nhanh
chồi lan. ............................................................................................................... 30
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của các loại đèn LED chiếu sáng tới khả năng nhân nhanh
chồi lan. ............................................................................................................... 34
Hình 3.3.Ảnh hƣởng của chất điều hịa sinh trƣởng đến khả năng ra rễ lan…... 38
Hình 3.4. Kết quả ra rễ lan sau 6 tuần nuôi cấy trong môi trƣờng ánh sáng đèn
LED. .................................................................................................................... 41

v


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. Tỉ lệ mẫu tạo chồi dƣới ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng.29
Biểu đồ 3.2. Hệ số nhân chồi dƣới ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng. .. 29
Biểu đồ 3.3. Chiều cao chồi dƣới ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng. .... 30
Biểu đồ 3.4. Tỉ lệ mẫu tạo chồi lan dƣới ảnh hƣởng của các loại ánh sáng đèn
LED ..................................................................................................................... 32
Biểu đồ 3.5. Hệ số nhân chồi dƣới ảnh hƣởng của các loại ánh sáng LED ........ 33
Biểu đồ 3.6. Chiều cao chồi dƣới ảnh hƣởng của các loại ánh sáng LED .......... 33
Biểu đồ 3.7. Tỉ lệ ra rễ dƣới ảnh hƣởng của các chất điều hòa sinh trƣởng. ...... 36
Biểu đồ 3.8. Số rễ trung bình trên cây dƣới ảnh hƣởng của các chất điều hòa
sinh trƣởng........................................................................................................... 36
Biểu đồ 3.9. Chiều dài rễ dƣới ảnh hƣởng của các chất điều hòa sinh trƣởng. 37
Biểu đồ 4.0. Tỉ lệ ra rễ dƣới ảnh hƣởng của các loại đèn LED chiếu sáng. ....... 39
Biểu đồ 4.1. Ảnh hƣởng của ánh sáng đèn LED tới khả năng ra rễ. .................. 39
Biểu đồ 4.2. Ảnh hƣởng của ánh sáng đèn LED tới chiều dài rễ........................ 40

vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
LED

Light-emitting diode

HQĐC

Huỳnh quang đối chứng

ĐC

Đối chứng

CT

Cơng thức

CTTN

Cơng thức thí nghiệm

TB

Trung Bình

KT

Khử trùng

MS

Murashige và Skoog, 1962

BAP

6-benzylaminopurin

IBA

Indol-3-acetic acid

NAA

Naphthalene Acetic Acid

vii


ĐẶT VẤN ĐỀ

Lan Dendrobium officinale Kimura et Migo (Thạch hộc tía) có trong tự
nhiên với nhiều giá trị dƣợc học nhƣ chống ung thƣ, hộ gan lợi mật, kháng
phong thấp, kháng u bƣớu, chống lão hóa, tăng sức đề kháng của cơ thể, làm dãn
mạch máu và kháng đông máu, bảo hộ thị lực, đƣợc sử dụng rộng rãi trong lâm
sàng, làm các bài thuốc và đặc biệt là chữa bệnh tiểu đƣờng, cao huyết áp [2].
Hiện nay Dendrobium officinale Kimura et Migo phân bố rất phân tán và không
liên tục do hậu quả của sự tàn phá môi trƣờng sống bởi các hoạt động đốn gỗ và
khai thác quá mức của con ngƣời đã khiến cho giống lan này tiệt chủng, trở
thành lồi có nguy cơ liệt vào danh sách các loài cần đƣợc bảo vệ. Nhiều loài lan

quý hiếm bị đe dọa tuyệt chủng trong tự nhiên thƣờng đƣợc bảo tồn nhờ phƣơng
thức nảy mầm từ hạt [2]. Với công nghệ nhân giống in vitro hiện nay, hệ số
nhân giống từ một quả lan là rất lớn, từ vài ngàn đến một triệu cây con [1]. Do
đó, việc tiến hành nghiên cứu nhân nhanh giống lan này cung cấp cho ngƣời dân
trồng hoa phát triển kinh tế là vấn đề cần thiết. Theo phƣơng pháp nhân giống
truyền thống bằng cách tách chiết ngoài vƣờn ƣơm tạo cây giống khơng đồng
bộ, số lƣợng ít khơng đáp ứng nhu cầu trồng hoa trên qui mô công nghiệp, mặt
khác, cây thƣờng bị nhiễm bệnh, sinh trƣởng và phát triển kém, cho hoa không
đạt chất lƣợng. Ứng dụng kỹ thuật nhân giống in vitro khắc phục những hạn chế
của phƣơng pháp nhân giống truyền thống. Nghiên cứu này nhằm sản xuất giống
cây con sạch bệnh cung cấp cho ngƣời dân địa phƣơng trồng hoa lan chậu, góp
phần tăng thêm thu nhập cho ngƣời dân địa phƣơng. Trong những năm gần đây
Viện Viện Công nghệ sinh học Lâm nghiệp đã thành công khi áp dụng công
nghệ nuôi cấy mô nhân giống một số loài lan bản địa thuộc chi Thạch hộc.
Phƣơng pháp này đã đƣợc ứng dụng rất hiệu quả trong việc nhân giống và lai tạo
các loài lan nhằm bổ sung thêm giống lan thuốc, đẩy mạnh phát triển loại lan
dƣợc liệu quý hiếm cho Việt Nam.
Sự phát triển công nghệ đèn LED (Light-Emitting Diodes) và ứng dụng của
đèn LED trong sản xuất nông nghiệp đã đƣợc triển khai ở nhiều nƣớc trên thế
1


giới. Quang phổ đèn LED ứng dụng cho cây trồng chủ yếu dựa trên nền tảng về
quang phổ hấp thụ của các sắc tố quang hợp (diệp lục a: 430 và 662nm, diệp lục
b: 453, 642nm), và một số thụ thể ánh sáng (photoreceptors): Dƣới tác động của
ánh sáng đỏ, phytochrome chuyển từ dạng bất hoạt động (Pr) sang dạng hoạt
động (Prf). Trong khi đó, dƣới điều kiện ánh sáng đỏ xa hay điều kiện tối,
phytochrome chuyển từ dạng hoạt động sang dạng bất hoạt [5].
LED-công nghệ chiếu sáng thế hệ mới, là nguồn ánh sáng bán dẫn, cung
cấp lƣợng ánh sáng đơn sắc khi có dịng điện một chiều chạy qua nó. Đèn LED

có ƣu điểm là có bƣớc sóng xác định, phát ra ánh sáng màu đơn sắc, hiệu quả
cao, sinh nhiệt thấp, tuổi thọ lâu dài và tiết kiệm năng lƣợng. Do vậy, công nghệ
đèn LED hiện đang đƣợc sử dụng khá rộng rãi trong chiếu sáng nơng nghiệp [5].
Tuy nhiên, mỗi lồi thực vật có nhu cầu ánh sáng khác nhau do đó việc
khảo sát các nguồn ánh sáng phù hợp là cần thiết trong ứng dụng đèn LED vào
nuôi cấy mô thực vật. Từ những vấn đề nhƣ trên em đã lựa chọn thực hiện đề
tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED và chất điều hòa sinh
trưởng đến khả năng nhân nhanh và ra rễ lồi lan Thạch hộc tía
(Dendrobium officinale Kimura et Migo).

2


Phần 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.

Tổng quan về cây lan Thạch hộc tía.

1.1.1. Vị trí phân loại.
Bộ: Phong lan
Họ: Lan
Chi: Thạch hộc
Thạch hộc tía có tên khoa học
Dendrobium officinale Kimura
et Migo [1].

Hình 1.1. Lan Thạch hộc tía [2].
1.1.2. Đặc trưng hình thái và phân bố.

Trong điều kiện mơi trƣờng tự nhiên độ ẩm 70%, nhiệt độ khơng khí bình
quân năm 12 – 18oC, lƣợng mƣa 900 – 1.500 mm, Thạch hộc tía thƣờng tập
trung sống ở phần dốc núi râm mát, độ ẩm cao [4].
Thạch hộc là cây phụ sinh (Epiphyte) hay cịn gọi là bì sinh là những cây
sống trên thân, cành, và cả lá của các cây chủ. Chúng có thân rễ và lá với lục lạp
đầy đủ, nên có thể tự dƣỡng nhờ phản ứng quang hợp. Rễ của chúng chỉ bám
vào bề mặt bên ngồi cây chủ, hấp thu nƣớc muối khống do nƣớc mƣa và
sƣơng đọng, rồi nhờ lục lạp ở lá quang hợp tạo dƣỡng chất cho chúng sống.
Chúng khơng nhờ gì cây chủ, có chăng là giúp nó chỗ bám, chỗ tựa. Tách rời
chúng ra khỏi cây chủ và trồng riêng, chúng vẫn sống độc lập. Chúng mọc trên
cây gỗ hay vách đá, cao 30 – 50 cm, thƣờng mọc thành khóm. Thân hơi dẹt, có
rãnh dọc, phía trên hơi dày hơn, có đốt dài 2,5 – 3,0 cm, có vân dọc. Thân Thạch
hộc tía có màu tía, thân các thạch hộc khác có màu xanh. Lá mọc so le thành dây
đều hai bên thân, thuôn dài, hầu nhƣ không cuống, đầu lá hơi cuộn hình móng,
có 5 gân dọc, dài 12 cm, rộng 2 – 3 cm. Cụm hoa ở kẽ lá. Hoa to màu hồng, mọc
3


thành chùm trên những cuống dài, mang 2 – 4 cánh hoa có cánh mơi hình bầu
dục, nhọn, cuốn thành phễu trong hoa, ở họng hoa có những điểm màu tím. Quả
nang hơi hình thoi, khi khơ tự mở. Hạt rất nhiều và nhỏ nhƣ bụi phấn [2].
Mùa hoa của lan Thạch hộc tía là tháng 2 – 4, mùa quả tháng 4 – 6. Cây
mọc hoang ở rừng núi trên cây gỗ, đƣợc trồng làm cảnh ở Việt Nam [4].
1.1.3. Công dụng và hiệu quả kinh tế:
 Thành phần hóa học:
Thạch hộc làm thuốc có nhiều hoạt chất có hoạt tính sinh học quý. Thạch
hộc tía giàu polysacarit thạch hộc, alkaloit thạch hộc, các acid amine và nhiều
chất khoáng kali, canxi, magie, mangan, đồng, titan và nhiều nguyên tố vi
lƣợng, trong đó polysacarit thạch hộc tới 22%, hàm lƣợng các acid amine nhƣ
glutamic, asparagic, glucin chiếm tới 35% tổng lƣợng acid amine. Ngồi ra

Thạch hộc tía cịn có những hợp chất đặc thù nhƣ phenanthryn, bibenzyl , keton,
ester và các chất nhầy, hợp chất amidon [2].
Trong thân Thạch hộc tía có hàm lƣợng alkaloit sinh học chiếm tới 0,3%,
trong đó những chất amine đã đƣợc giám định cấu trúc gồm dendrobine,
dendramine, nobilonine, dendrin, 6-hydroxy-dendroxine, shiunin, shihunidine và
muối amoniac N-methyl-dendrobium, 8-epidendrobine, các chất này có vị hơi
đắng [2].
Thân Thạch hộc có dầu bay hơi, trong đó có chất manool của hợp chất
ditecpen chiếm hơn 50%.
Giá trị của thạch hộc có 2 loại công năng chủ yếu:
– Làm thuốc: Thạch hộc tía có giá trị độc đáo và cơng năng bảo vệ sức
khỏe, đã trở thành sản phẩm bổ dƣỡng từ lâu đời.
Nghiên cứu về dƣợc lý hiện đại, Thạch hộc tiá có tác dụng chống ung thƣ,
chống lão hóa, tăng sức đề kháng của cơ thể, làm dãn mạch máu và kháng đông
máu, đƣợc sử dụng rộng rãi trong lâm sàng và làm các bài thuốc [2].
Thạch hộc tía có thể dùng đơn độc hoặc phối trộn với các dƣợc liệu khác,
đã có hơn 100 bài thuốc từ Thạch hộc đƣợc thị trƣờng đón nhận. Trong dƣợc
điển có đề cập đến nhiều loài Thạch hộc nhƣng tốt nhất vẫn là Thạch hộc tía [2].
4


– Làm thực phẩm: Cách sử dụng làm thực phẩm có nhiều cách nhƣ nấu súp
với hồng sâm, với bách sa sâm lợi phổi sinh tân. Ngồi ra có thể nấu cháo Thạch
hộc, trà Thạch hộc và nhiều món ăn khác.
Những năm gần đây công năng làm thực phẩm chức năng đã đƣợc khám
phá thêm, là sản phẩm thiên nhiên an tồn và bổ dƣỡng.
Thạch hộc tía có vị hơi ngọt hơi đắng vào 3 kinh phế, vị, thận, công năng tƣ
âm, thanh nhiệt, chỉ khát, hƣ hao, gầy yếu, miệng khơ [2].
 Hiệu quả kinh tế:
Thạch hộc tía trồng một lần có thể thu hoạch 6 năm, đầu tƣ ban đầu có thể

tốn kém, nhƣng năm thứ 2 có thể thu hồi vốn, từ năm thứ 3 có lãi. Trong điều
kiện thâm canh, năng suất tƣơi khoảng 5 tấn/ha/năm với giá bán khoảng 3 triệu
đồng/kg, doanh thu đạt 15 tỷ đồng/ha/năm [3].
1.1.4. Tình hình nghiên cứu.
1.1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới.
Năm 1974, susannek - Mosich, Ernest A.Ball, Joseph Arditti đã nuôi cấy
thành công nốt Dendrobium trên môi trƣờng knop đề tạo chồi: Knudson C+ 15%
nƣớc chuối tạo rễ và MS + 15% nƣớc chuối tạo rễ. Kết luận chồi của nốt trên
môi trƣờng knop bắt đầu phát triển sau 2 tuần đƣợc cấy chuyền sang môi trƣờng
mới, phần lớn rễ của chồi hình thành trong thời gian này.
Năm 1976, Robert M.seulli JR đã nuôi cấy mô phân sinh ngọn và mô phân
sinh bên của giống Dendrobium offcinale Kimura et Migo trên môi trƣờng VW
+ 25% nƣớc dừa và môi trƣờng morel+ 10% nƣớc dừa + 1ppm NAA. Kết quả là
cây non sẽ hình thành trong thời gian từ 6 -8 tuần.
1.1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước.
Năm 2014, Nguyễn Thị Sơn và cs, nhân giống in vitro lan Dendrobium
offcinale Kimura et Migo (Thạch hộc tía). Một lồi lan quý đƣợc sử dụng làm
thuốc và thực phẩm chức năng chữa bệnh tiểu đƣờng và các bệnh nan y đang
đƣợc thƣơng mại hóa rộng rãi trên thế giới. Kết quả nghiên cứu đã chỉ rõ: Nhân
giống bằng gieo hạt trên môi trƣờng VW + sucrose 10 g/1 + agar 6 g/l + ND 100
ml môi trƣờng. Nhân nhanh cụm chồi tốt nhất trên môi trƣờng MS + ND 100
5


ml/1 + sucrose 20g/l + agar 6g/1 + chuối chín 60 g/1 mơi trƣờng. Nhân giống vơ
tính thơng qua ni cấy đoạn thân mang mắt ngủ sử dụng thân in vitro mang 2
mắt ngủ và nuôi cấy trên môi trƣờng MS + sucrose 20 g/l + ND 100 ml + BA
0,5 mg/1 + NAA 0,5 mg/1 + agar 6 g/1 mơi trƣờng. Mơi trƣờng tạo cây hồn
chỉnh là RE + 10 g/1 sucrose + agar 6 g/l + THT 0,3 g/l + NAA 0,5 mg/1 môi
trƣờng.

Năm 1999, Mai Thị Tâm và cs nghiên cứu trên giống lan Dendrobium.
Đối tƣợng nghiên cứu là chồi và quả của giống Dendrobium, tạo ra nguồn vật
liệu khởi đầu là protocorm. Môi trƣờng cơ bản là VW có cải tiến với 1%
sucrose, 15% nƣớc dừa và các hàm lƣợng khác nhau của BA. Kết quả cuối cùng
tìm ra đƣợc các mơi trƣờng thích hợp cho quá trình tạo nguồn vật liệu khởi đầu,
quá trình nhân nhanh tạo cây hoàn chỉnh. Cũng trên giống này, với vật liệu là
các protocorm đều, xanh mập, có mầm chồi, nghiên cứu đã xác định đƣợc ảnh
hƣởng của các chất kích thích sinh trƣởng, phụ gia nhƣ đƣờng saccarose, nƣớc
dừa, NAA, axit Nicotinic đến sự phát sinh chồi từ protocorm và sinh trƣởng của
cây. Trên mơi trƣờng VW, tìm ra hàm lƣợng các chất bổ sung hợp lý giúp cây
sinh trƣởng tốt, tăng cƣờng sức sống và tạo cây hoàn chỉnh. Năm 2007, Nguyễn
Thị Tâm và cs nghiên cứu ảnh hƣởng của một số yếu tố môi trƣờng và giá thể
đến sinh trƣởng của cây lan Dendrobium hybrid in vitro. Sử dụng môi trƣờng
nên là VW (Vacin Went) + đƣờng sacaroza 20 g/1 + agar 9g/l + nƣớc dừa 100
ml/ + than hoạt tính 2 g/l. Nồng độ BAP 2 mg/1 và kinetine 3 mg/1 thích hợp
cho sự sinh trƣởng và phát triển của cây lan Dendrobium hybrid, cho hệ số tạo
chồi và lá mới cao nhất (sau 6 tuần nuôi cấy). Khi bổ sung kết hợp NAA 0,3
mg/l với BAP 2 g/1 cho hệ số nhân chồi và tạo lá cao nhất (1,80 và 2,04). Bổ
sung NAA 0,3 mg/1 có ảnh hƣởng tốt đến khả năng ra rễ và phát triển của bộ rễ
(số rễ đạt 15,83 cái/cây và chiều dài rễ đạt 2,3 cm). Khi ra cây trên 3 nền giá thể:
rêu ngoại, rêu ngoại: xơ dừa (1:1), xơ dừa đều cho tỷ lệ sống khá cao (57,89 % 67,67 %). Trong đó, giá thể rêu ngoại đạt tỷ lệ sống cao nhất 67.67 %.

6


1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến nuôi cấy nhân nhanh và ra rễ lan Thạch hộc tía.
1.2.1. Ảnh hưởng của các chất hóa học.
Trong ni cấy in vitro, cả yếu tố hóa học và yếu tố vật lý của cây trong
các bình ni đều phải đƣợc cung cấp đầy đủ. Môi trƣờng dinh dƣỡng phải cung
cấp tất cả các ion khoáng cần thiết, nguồn chất hữu cơ bổ sung nhƣ amino acid

và vitamin, nguồn cacbon cố định, và một thành phần cần cho sự sống cũng phải
đƣợc cung cấp đó là nƣớc.


Mơi trƣờng hóa học: Hiện nay trên thế giới có rất nhiều mơi trƣờng

đƣợc sử dụng nhƣ mơi trƣờng Murashige và Skoog (1962), môi trƣờng
Gamborg (1968), môi trƣờng Knop (1974), mơi trƣờng Anderson, Went,
Knudson, Lindemann…Trong đó mơi trƣờng MS đƣợc đánh giá là phù hợp rộng
rãi nhất với nhiều loại cây trồng, bao gồm cả cây hai lá mầm và cây một lá mầm.
Thông thƣờng trong một môi trƣờng ni cấy phải đảm bảo các thành phần hóa
học sau: Các nguyên tố khoáng Tùy theo nồng độ sử dụng, các ngun tố
khống đƣợc chia vào hai nhóm là nguyên tố đa lƣợng và nguyên tố vi lƣợng
[12].
• Nguyên tố đa lƣợng: Các nguyên tố này thƣờng chiếm 0,1 % khối lƣợng
khô của thực vật. Nitơ, phốt pho, kali, magiê, canxi, và lƣu huỳnh là các muối
vô cơ. Chúng có mặt trong các hợp chất quan trọng (diệp lục, protein, acid
nucleic, acid amin…), tham gia vào các quá trình nhƣ điều chỉnh áp suất thẩm
thấu tế bào, vận chuyển năng lƣợng trong hô hấp, quang hợp, thực hiện vai trị
tín hiệu tế bào,… [14].
• Ngun tố vi lƣợng: Đƣợc cung cấp với lƣợng rất thấp cho thực vật sinh
trƣởng, phát triển và có nhiều vai trị khác nhau. Mangan, iốt, đồng, coban, bo,
mo, sắt và kẽm là các nguyên tố vi lƣợng, ngồi ra niken và nhơm cũng đƣợc
tìm thấy trong một số công thức. Nguyên tố vi lƣợng thƣờng có mặt trong thành
phần của một số coenzyme, vitamin; tham gia vào các phản ứng trao đổi điện tử,
sinh tổng hợp diệp lục,… [16].
• Các vitamin là những chất hữu cơ tham gia vào cấu trúc enzyme và
cofactor trong nhiều phản ứng sinh hóa. Các loại vitamin B1, B6, PP và
7

myoinositol là cần thiết cho nuôi cấy tế bào thực vật in vitro. Tuy nhiên, vì lý do
lịch sử các loại vitamin khác nhau cũng đƣợc thêm vào để nuôi cấy [15].
• Các amino acid có vai trị quan trọng trong việc phát sinh hình thái, amino
acid, aLanine, glutamic acid, glutamine và proline cũng đƣợc sử dụng nhƣng
trong nhiều trƣờng hợp là không cần thiết. Nguồn cacbon Các mô và tế bào thực
vật ni cấy nói chung, khơng thể tự quang hợp hoặc quang hợp yếu do thiếu
clorophin và các điều kiện khác…do đó phải bổ sung thêm cacbon. Saccharose
thƣờng đƣợc sử dụng làm nguồn cacbon do đó những đặc tính nhƣ rẻ, dễ kiếm,
đồng hóa triệt để và tƣơng đối ổn định. Ngoài ra, các loại đƣờng khác nhƣ
glucose, maltose, galactose và sorbitol cũng có thể đƣợc sử dụng và trong những
trƣờng hợp đặc biệt có thể cung cấp tốt hơn đƣờng saccharose. Đƣờng vừa là
nguồn cacbon cung cấp cho mẫu ni cấy, đồng thời cịn tham gia điều chỉnh áp
suất thẩm thấu của mơi trƣờng. Đƣờng đóng góp khoảng 50-70 % vào khả năng
thẩm thấu của môi trƣờng. Thông thƣờng đƣờng saccharose đƣợc sử dụng ở
nồng độ 0,2-0,3 %, nhƣng nồng độ này có sự thay đổi ở từng đối tƣợng khác
nhau và mục đích ni cấy khác nhau, có khi xuống tới 0,2 % (tạo dịng), có khi
tăng lên đến 12 % (gây cảm ứng stress nƣớc). Sự hình thành rễ địi hỏi một
lƣợng đƣờng đƣợc cung cấp từ quang hợp hoặc ngoại sinh. Theo George (1993)
hầu hết các loại thực vật khi ra rễ thích hợp với lƣợng đƣờng 20-30 g/lít. Tuy
nhiên, cũng có lồi u cầu nguồn carbohydrate ngoại sinh cao hơn. Ví dụ theo
Sharma (1993) cây Gentiana kurroo chỉ có thể ra rễ tốt khi bổ sung 60 g/lít
saccharose trong mơi trƣờng. Thí nghiệm áp dụng phƣơng pháp quang tự dƣỡng
cho thấy các cây in vitro đã phát triển tốt trên môi trƣờng không có đƣờng và
vitamin, độ thống khí cao. Tỷ lệ nhiễm nấm giảm đáng kể. Cây có diện tích lá
lớn hơn và sự đóng mở của lá theo quy luật tự nhiên ngay khi gặp điều kiện thay
đổi của môi trƣờng. Trong khi đó cây ni cấy theo điều kiện truyền thống (có
đƣờng và vitamin) có diện tích lá nhỏ, khí khổng luôn luôn ở trạng thái mở trong
nhiều giờ khi chuyển từ điều kiện in vitro ra vƣờn ƣơm. Tỷ lệ sống 95-100 %
sau một tháng ở vƣờn ƣơm đối với cây ni cấy trên mơi trƣờng khơng có

đƣờng, trái lại chỉ từ 70-80 % theo phƣơng pháp truyền thống [14].
8


Chất điều hòa sinh trƣởng: Chất điều hòa sinh trƣởng thực vật là thành
phần môi trƣờng khắt khe trong việc xác định con đƣờng phát triển của tế bào
thực vật. Các chất điều tiết sinh trƣởng đƣợc sử dụng thông thƣờng là các
hormome thực vật hoặc các chất tổng hợp tƣơng tự chúng, phổ biến là auxin và
cytokinin, gibberellins, abscisic acid, ethylene. Trong đó auxin và cytokinin là
hai nhóm đƣợc sử dụng phổ biến nhất [12].
 Nhóm auxin gồm một số hợp chất có chứa nhân idol trong phân tử.
Trong nuôi cấy in vitro, auxin thúc đẩy sinh trƣởng của mẫu do hoạt hóa sự
phân chia và giãn nở của tế bào, kích thích các q trình tổng hợp và trao đổi
chất, tham gia điều chỉnh sự phân hóa của rễ, chồi… Các auxin đƣợc sử dụng
với nồng độ thấp từ 10-6 – 10-1 M tùy theo từng chất, mục đích và đối tƣợng
nghiên cứu. Hàm lƣợng auxin thấp sẽ kích thích sự phân hóa rễ, hàm lƣợng cao
kích thích hình thành mơ sẹo. Auxin đƣợc chia thành hai nhóm có nguồn gốc
khác nhau: trong các auxin tự nhiên, quan trọng nhất là IAA. Nhƣng IAA chỉ
đƣợc dùng trong một số mơi trƣờng ni cấy do có đặc tính khơng ổn định với
nhiệt độ và ánh sáng. Vì vậy, các amino acid kết hợp với IAA ổn định hơn đƣợc
sử dụng phổ biến hơn làm giảm bớt liên kết khi sử dụng IAA. Nhóm auxin tổng
hợp tƣơng tự IAA đƣợc sử dụng rộng rãi hơn trong các môi trƣờng nuôi cấy nhƣ
2,4-D, IBA. NAA [19].
 Cytokinin kích thích sự phân chia và ảnh hƣởng tới sự sinh trƣởng của tế
bào, cảm ứng hình thành chồi phụ và loại bỏ ƣu thế. Trong nuôi cấy mô thực vật
cytokinin đƣợc dùng để kích thích sự phát sinh chồi, sử dụng kết hợp với auxin
kích thích phân chia tế bào. Nồng độ cytokinin cao kìm hãm sự hình thành và
phát triển của rễ. Trong các cytokinin tự nhiên có hai nhóm đƣợc sử dụng trong
mơi trƣờng ni cấy, đó là zeatin và 2iP (2-isopentyl adenine). Nhƣng chúng
khơng đƣợc dùng phổ biến vì rất đắt (đặc biệt là zeatin) và không ổn định. Các

chất tổng hợp tƣơng tự nhƣ kinetin và BAP đƣợc sử dụng phổ biến hơn. Các
chất hóa học khơng có based purin và thay thế bằng phenylureas, cũng đƣợc sử
dụng nhƣ cytokinin trong môi trƣờng nuôi cấy tế bào thực vật. Trong cây có sự
cân bằng nội hoocmone [11].
9


Do vậy, khi sử dụng các chất điều tiết sinh trƣởng trong nuôi cấy cần đặc
biệt lƣu ý để sử dụng nồng độ thích hợp đạt hiệu quả cao. Nhiều tác giả đã tổng
kết, tỷ lệ auxin/cytokinin nếu nghiêng về phía auxin sẽ kích thích hình thành rễ;
nghiêng về phía cytokinin sẽ thúc đẩy hình thành chồi; ở tỷ lệ trung gian sẽ hình
thành mơ sẹo. Than hoạt tính Than hoạt tính ban đẫu đƣợc bỏ sung vào mơi
trƣờng ni cấy để cố gắng mô phỏng điều kiện trồng trọt, sau đó nó đƣợc sử
dụng rộng rãi trong nhiều mơi trƣờng nuôi cấy. Nhiều nghiên cứu cho thấy tác
dụng của than hoạt tính trong mơi trƣờng ni cấy mơ thực vật. Đó là: sự hấp
thụ các chất màu, các hợp chất phenol, các sản phẩm trao đổi thứ cấp, ảnh
hƣởng tới pH, xúc tác bẻ gãy đƣờng saccharose trong khử trùng. Ngoài ra than
cũng hút các chất hữu cơ nhƣ phytohormone, vitamin, sắt, kẽm, … Điều tra tác
dụng của than hoạt tính, sự khử trùng, và mơi trƣờng ni cấy trong thủy phân
đƣờng cho thấy, sự thủy phân của đƣờng trong môi trƣờng nuôi cấy phụ thuộc
vào cả ion H+ và sự khử trùng và thành phần than hoạt tính. Sau khử trùng, ở
môi trƣờng MS + 5 % saccharose bổ sung than hoạt tính cho tỷ lệ đƣờng thủy
phân là 70 %, tỷ lệ tƣơng ứng ở môi trƣờng Gamborg là 56 %, cịn ở mơi trƣờng
khơng có than hoạt tính là 20 %. Nhƣ vậy than hoạt tính có ảnh hƣởng rõ ràng
tới mơi trƣờng ni cấy, nhiều nghiên cứu đã cho thấy tác dụng kích thích của
mơ in vitro nhƣ kích thích tạo củ của hoa Lili, tác dụng hình thành rễ ở
Pawlownia… Các chất hữu cơ bổ sung Ngoài các thành phần dinh dƣỡng bắt
buộc kể trên trong môi trƣờng nuôi cấy mô tế bà thực vật in vitro, ngƣời ta còn
bổ sung thêm một số thành phần hỗn hợp tự nhiên khác nhƣ nƣớc dừa, dịch
chiết nấm men, nƣớc ép cà chua, khoai tây, chuối… Các thành phần này thƣờng

chứa nguồn dinh dƣỡng và chất điều hòa sinh trƣởng đa dạng nhƣ amino acid,
đƣờng, vitamin, nucleic acid, auxin, cytokinin. Nƣớc dừa là thành phần khá phổ
biến trong nhiều môi trƣờng nuôi cấy. Tất cả phân tích thành phần của nƣớc dừa
từ non tới già của Tulecke et al.,(1961) cho thấy trong nƣớc dừa có: amino acid,
acid hữu cơ, đƣờng, RNA, DNA, Inositol, auxin, cytokinin,… Hàm lƣợng sử
dụng của nƣớc dừa từ 10-20 %. Tác nhân làm đặc môi trƣờng Tùy thuộc vào
loại sinh trƣởng, môi trƣờng nuôi cấy cần đƣợc sử dụng ở dạng lỏng hoặc đặc,
10


nhiều loại mơi trƣờng ni cấy địi hỏi tế bào hoặc mô thực vật phải sinh trƣởng
trên bề mặt, agar là tác nhân làm đặc môi trƣờng đƣợc sử dụng phổ biến nhất.
Agar đƣợc sản xuất từ tảo biển, loại tinh khiết hay agarose có thể cũng đƣợc sử
dụng, nhƣng có thể khác nhau về độ đặc [16].
1.2.2. Ảnh hưởng của các yếu tố vật lý.
Các yếu tố vật lý chính là ánh sáng, nhiệt độ, độ pH, trạng thái môi
trƣờng,…
 Ánh sáng: Trong môi trƣờng nuôi cấy, quang tổng hợp không phải là
một hoạt động cần thiết do sự có mặt của đƣờng trong mơi trƣờng, nhƣng ánh
sáng cần thiết để điều hịa một số q trình liên quan tới phát sinh hình thái của
cây. Tùy từng loại ni cấy, yêu cầu cƣờng độ cũng nhƣ thời gian chiếu sáng
khác nhau. Ánh sáng còn ảnh hƣởng tới sinh trƣởng của mô nuôi cấy thông qua
tác động nên trạng thái và cấu trúc của các chất điều hòa sinh trƣởng cũng nhƣ
dinh dƣỡng khống. Thơng thƣờng trong phịng ni cấy ngƣời ta sử dụng ánh
sáng huỳnh quang sáng 14-15 giờ/ ngày với cƣờng độ 2000 lux [8].
 Đèn huỳnh quang compact.
- Bóng đèn huỳnh quang Rạng Đơng T8 Galaxy sử dụng dây tóc xoắn 3,
tăng trữ lƣợng bột điện tử, giúp bóng đèn dễ sáng, tăng hiệu suất phát quang,
tăng tuổi thọ bóng đèn.
- Áp dụng cơng nghệ tráng bột nƣớc và phủ lớp bột oxít nhơm (Al 2O3) bảo

vệ, tăng tuổi thọ của đèn, giảm hiện tƣợng suy giảm quang thông.
- Ƣu điểm:
+ Sử dụng viên thủy ngân amalgam, hàm lƣợng thủy ngân thấp
+ Tiết kiệm 10% điện năng
+ Tuổi thọ cao, giảm chi phí thay thế, lắp đặt.
+ Giảm 38% thể tích bóng đèn, giảm thiểu phế thải, thân thiện với môi
trƣờng [5].

11


 Đèn LED và ứng dụng của đèn LED trong nhân giống cây trồng.
 Đèn LED.
Khái niệm: LED là một loại đi-ốt bán dẫn đặc biệt mà có thể phát ra ánh
sáng phổ hẹp, rời rạc khi bị kích thích. Màu sắc của ánh sáng LED có thể là
hồng ngoại, cận cực tím hay ánh sáng nhìn thấy, phụ thuộc vào vật liệu bán dẫn
sử dụng và điều kiện hoạt động [9].
Cấu tạo: Hoạt động của LED dựa trên công nghệ bán dẫn. Trong khối điốt
bán dẫn, electron chuyển từ trạng thái có mức năng lƣợng cao xuống trạng thái
có mức năng lƣợng thấp hơn và sự chênh lệch năng lƣợng này đƣợc phát xạ
thành những dạng ánh sáng khác nhau. Màu sắc của LED phát ra phụ thuộc vào
hợp chất bán dẫn và đặc trƣng bởi bƣớc sóng của ánh sáng đƣợc phát ra [5].

Hình 1.2. Cấu tạo và hoạt động của đèn LED [6].
 Ứng dụng của LED trong nhân giống cây trồng.
Trong nhân giống in vitro thực vật, ánh sáng khác nhau về chất lƣợng,
cƣờng độ và thời gian chiếu sáng đều có ảnh hƣởng lên sự phát triển của thực
vật. Tổng lƣợng ánh sáng mà cây thu nhận trong suốt q trình chiếu sáng có tác
động trực tiếp lên quang hợp, sự tăng trƣởng và năng suất của cây. Sự tác động
này có thể đo đƣợc dựa trên kích thƣớc cây, số lƣợng hoa và những thuộc tính

khác [14].
12


Ở các phịng ni cấy mơ thƣơng mại, nguồn ánh sáng bức xạ đƣợc dùng
thông dụng nhất cho vi nhân giống trong các phịng ni cấy với điều kiện mơi
trƣờng đƣợc kiểm soát là đèn huỳnh quang. Mặc dù một số đèn huỳnh quang thích
hợp cho sự tăng trƣởng thực vật nhƣng tất cả các đèn huỳnh quang này đều tỏa
nhiệt, do đó lại phải tiêu tốn thêm một phần điện năng để làm giảm nhiệt độ nóng
do các đèn này gây ra. Chi phí điện năng ƣớc tính khoảng 65% dùng cho thắp sáng
trong phịng ni cây và khoảng 25% để làm mát phịng ni. Do đó, sự phát triển
nguồn bức xạ hiệu quả hơn đƣợc sử dụng trong các phịng ni cấy mơ sẽ mang
lại nguồn lợi đáng kể để giảm chi phí sản xuất trong vi nhân giống [23].
Gần đây các điốt phát sáng (LED) là thiết bị chiếu sáng đƣợc xem là đầy
hứa hẹn cho các phịng ni cấy mơ và nâng cao khả năng tăng trƣởng sinh học
nhờ vào kích thƣớc nhỏ, cấu trúc rắn, an toàn và tuổi thọ cao (Bula et al., 1991),
LED có những đặc tính tốt hơn so với các nguồn sáng khác nhƣ: đèn huỳnh
quang, đèn hơi kim loại, đèn natri cao áp. Bƣớc sóng của nó phát ra rất đặc biệt,
chiều rộng của vạch quang phổ ngắn, do vậy hiện nay LED đƣợc sử dụng trong
rất nhiều lĩnh vực nghiên cứu về quang sinh học nhƣ là sự tổng hợp chlorophyll
(Tripathy and Brown, 1995), quang hợp (Tennessen et al., 1994) và phát sinh
hình thái (Hoenecke et al., 1992). Một vài loại cây trồng thành công dƣới hệ
thống LED, những cây này bao gồm: Tiêu, Dƣa, Lúa mì, Bó xơi (Bula et al.,
1991; Hoenecke et al., 1992; Brown and Shuerger, 1993) [25].
Phản ứng của cây con đƣợc nuôi cấy với tỷ lệ ánh sáng đỏ và xanh khác
nhau đã đƣợc nghiên cứu từ khi ứng dụng đèn LED trong vi nhân giống. Tùy
thuộc vào từng loại thực vật thì khả năng đáp ứng với từng loại ánh sáng sẽ khác
nhau. Nhiều nghiên cứu trƣớc đây đã cố gắng khảo sát tỷ lệ kết hợp ánh sáng đỏ
và xanh nhƣng vẫn chƣa thành công trong việc nâng cao chất lƣợng chiếu sáng
cho thực vật nuôi cấy in vitro. Wheeler và cộng sự (1991) cho rằng cây Đậu nành

sinh trƣởng dƣới đèn cao áp natri bổ sung ánh sáng đèn huỳnh quang xanh ít có
tác động lên sự tích lũy vật chất khô của thân và sản lƣợng hạt so với ánh sáng
đèn LED đỏ. Trong khi đó, việc bổ sung 10% ánh sáng đèn huỳnh quang xanh

13


vào ánh sáng LED đỏ đã cho trọng lƣợng khô và sản lƣợng hạt của cây Lúa mì
gần với cây sinh trƣởng và phát triển dƣới điều kiện ánh sáng trắng [24].
Moreira da Silva và Debergh (1997) đã đánh giá ảnh hƣởng của tỷ lệ ánh
sáng xanh/đỏ cao (2,3), thấp (0,9) và tỷ lệ ánh sáng đỏ/đỏ xa cao (1,1), thấp (0,6)
lên sự phát triển chồi cây Azorina valadii (Wats.) Feer trong nuôi cấy in vitro.
Chiều cao, chiều dài đốt thân, diện tích lá của cây Azorina valadii (Wats.) Feer đạt
cao nhất khi nuôi cấy dƣới tỷ lệ thấp ánh sáng đỏ/đỏ xa. Tuy nhiên, tỷ lệ chồi bất
định phát sinh trong điều kiện này lại rất thấp. Ánh sáng xanh khi phối hợp với ánh
sáng đỏ ở các tỷ lệ dù cao hay thấp cũng ức chế sự phát triển chiều cao, chiều dài
đốt thân cũng nhƣ diện tích lá (Moreira da Silva, Debergh, 1997). Mặc dù ánh sáng
xanh ức chế sự phát triển chiều cao cây nhƣng nếu thiếu ánh sáng xanh trong quá
trình sinh trƣởng thì thân và cuống lá của cây con kéo dài bất thƣờng. Sự tăng
trƣởng bình thƣờng của cây rõ ràng có liên quan đến sự hiện diện của loại ánh sáng
này. Ánh sáng xanh dƣờng nhƣ tƣơng tác với hệ thống phytochrome hoặc thông
qua một thụ quan ánh sáng xanh, gây ra các phản ứng của thực vật (Rajapakse et
al., 1992). Sung và cộng sự (1998) đã cho rằng trọng lƣợng khô và chiều dài thân
tăng đáng kể dƣới ánh sáng xanh ở cƣờng độ thấp (30 mol.m-2.s-1). Hahn và cộng
sự (2000) đã báo cáo rằng ánh sáng LED xanh với mức trao đổi khơng khí 3,5 là có
hiệu quả nhất đối với việc thúc đẩy sự kéo dài thân in vitro của cây Rehmannia
glutinose,

bất

kể

mơi

trƣờng

có

sucrose

hay

khơng.

Từ khi đèn LED xanh đƣợc sản xuất, các cơng trình nghiên cứu đƣợc tiến
hành nhằm tìm ra tỷ lệ giữa ánh sáng LED đỏ và ánh sáng LED xanh phù hợp với
sinh trƣởng và phát triển của từng loại cây trồng nhằm hƣớng tới việc nâng cao
chất lƣợng cây giống và giảm giá thành trong sản xuất thƣơng mại. Báo cáo của
Hahn và cộng sự (2000) đã chỉ ra rằng tốc độ quang hợp của cây Rehmannia
glutinose nuôi cấy in vitro rất cao dƣới hệ thống LED hỗn hợp (50% LED đỏ và
50% LED xanh), trong khi đó, dƣới hệ thống chỉ có đèn LED xanh hay LED đỏ
có tốc độ quang hợp rất thấp. Cây Dâu tây tăng trƣởng khỏe mạnh khi nuôi cấy
dƣới nhiều tỷ lệ đỏ/xanh khác nhau, nhƣng chúng tăng trƣởng tốt nhất ở điều kiện
70% ánh sáng LED đỏ và 30% ánh sáng LED xanh (Nhut et al., 2003a). Mặt
14


khác, cây Chuối, Eucalyptus citriodora, Phalaenopsis tăng trƣởng tốt dƣới điều
kiện 80% ánh sáng LED đỏ và 20% ánh sáng LED xanh (Nhut et al., 2000;
2002a; 2002b; 2003b).

Nhìn chung, các nghiên cứu đều cho rằng, sự sinh trƣởng và phát triển có
thể đƣợc thúc đẩy bằng cách gia tăng tốc độ quang hợp ở thực vật dƣới vùng
quang phổ là đỉnh hấp thu của các sắc tố quang hợp, vùng quang phổ này thƣờng
là giao thoa giữa hai ánh sáng xanh (450 nm) và đỏ (660 nm). Tanaka và cộng sự
(1998) báo cáo rằng trọng lƣợng tƣơi và khô của mẫu cây Địa lan ngày càng gia
tăng khi nuôi cấy chúng dƣới vùng ánh sáng LED xanh và LED đỏ kết hợp. Các
củ Lilium có kích thƣớc lớn nhất khi nuôi cấy dƣới vùng ánh sáng 50% ánh sáng
LED đỏ phối hợp với 50% ánh sáng LED xanh (Lian et al., 2002). Hiện nay, ngày
càng có những nghiên cứu nhằm cải biến hệ thống nhằm giảm giá thành và tăng
cƣờng độ chiếu sáng đèn LED, chúng ta hy vọng có thể cung cấp đƣợc hệ thống
phát sáng hiệu quả để kích thích sự sinh trƣởng và phát triển của cây trồng và
kinh tế so với các loại đèn khác [5].
 Tình hình nghiên cứu về ánh sáng đèn LED trong nuôi cấy in vitro.
Một trong những vấn đề cần thiết để thiết lập một qui trình cơng nghệ
ni cấy mơ tối ƣu, tiết kiệm chi phí đó chính là làm thế nào để cải tiến hệ thống
chiếu sáng sao cho thực vật vẫn sinh trƣởng và phát triển bình thƣờng nhƣng chi
phí cho nguồn điện năng là thấp nhất. Tuy nhiên, các nghiên cứu trong nƣớc về
lĩnh vực nuôi cấy mô hiện nay chủ yếu tập trung vào nghiên cứu ảnh hƣởng của
các phytohormone trong quá trình phát sinh hình thái hay sinh trƣởng và phát
triển của thực vật nuôi cấy mà chƣa đi sâu tìm hiểu vai trị của ánh sáng trong vi
nhân giống, đặc biệt là nguồn chiếu sáng đơn sắc.
Việc ứng dụng đèn LED làm nguồn sáng trong nuôi cấy mô tế bào thực
vật đã thành công trong kích thích sự sinh trƣởng và phát triển tốt khơng những
ở điều kiện in vitro, mà cịn cả ở điều kiện ex vitro. Những nghiên cứu về giải
phẫu học, quang hợp cũng chứng minh rằng những cây nuôi cấy dƣới hệ thống
LED thì tốt hơn khi so sánh với hệ thống chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang [6].

15

Ngoài việc sử dụng rộng rãi trong các thiết bị nhƣ đèn báo giao thơng, đèn
đƣờng... thì LED cũng đƣợc ứng dụng trong các nghiên cứu nông nghiệp (Bula
và cộng sự, 1991; Hoenecke và cộng sự, 1992; Yanagi và Okamoto, 1993). Việc
sử dụng đi-ốt phát quang làm nguồn chiếu sáng cho thực vật trong nuôi cấy in
vitro đƣợc đặc biệt chú trọng đến vì nó có ý nghĩa thƣơng mại rất lớn. Hệ thống
bức xạ LED tồn phần có một số lợi điểm vƣợt trội so với hệ thống chiếu sáng
đang đƣợc sử dụng rộng rãi trong nuôi cấy mô (Nhut, 2002). Sự phát sáng cực
đại của LED đỏ và xanh với độ dài sóng thích hợp tạo hiệu quả quang hợp tối đa
( McCree,1972). LED là nguồn sáng có tuổi thọ dài, dễ thay đổi do đó góp phần
giảm chi phí cho thí nghiệm. Hệ thống LED sinh ít nhiệt do đó giúp giảm thiểu
nhu cầu làm lạnh.
LED đỏ có thể đƣợc ứng dụng trong thực tiễn vi nhân giống do sự phát
photon cao cũng nhƣ giá thành thấp khi so sánh với các LED có màu khác. Sự
kết hợp giữa các đèn LED khác nhau có thể tạo ra ánh sáng thích hợp cho q
trình quang hợp [6].
 Đèn tuýp LED T5.
- Đèn tube LED T5 sử dụng trực tiếp điện 220V không dùng chấn lƣu và
tắc te nhờ có chip LED driver. Sử dụng chip cree SMD2835 gồm 99 bóng LED
siêu sáng và cho ánh sáng trung thực, tản nhiệt bằng đế nhơm, có chụp mica
chống lố, không bị nháy, không gây tiếng ồn, không phát ra tia UV, tia cực tím
và thân thiện với mơi trƣờng [9].
- Bộ máng đèn tuýp LED T5 không chứa thuỷ ngân và yếu tố độc hại, tiết
kiệm tới 90% điện năng so với bóng đèn tuýp compact truyền thống, độ bền trên
40,000 giờ. Gồm 3 màu: Đỏ, trắng và xanh dƣơng.

16


Hình 1.3. Đèn tube LED T5 [7].
Bảng 1.1. Thơng số kỹ thuật đèn tube LED T5.

Hãng sản xuất

TLC(Việt Nam)

Điện áp đầu vào(V)

165-265

Tần suất(Hz)

50-60

Công suất(W)

10

Cƣờng độ ánh sáng(Lux)

900

Nhiệt độ màu(K)

6500

Ánh sáng

Đỏ/Trắng / Xanh dƣơng

Kích thƣớc(m)

0,6

Góc phát sáng(Độ)

120
Hợp kim nhơm tĩnh điện siêu

Chất liệu đèn

bền, chịu nƣớc.

Tuổi thọ(giờ)

40.000

 Nhiệt độ: Nhiệt độ trong phịng ni cấy mơ thƣờng đƣợc điều chỉnh ổn
định trong khoảng 25

2oC. Tuy nhiên tùy từng loại nuôi cấy và đối tƣợng ni

cấy mà có sự điều chỉnh nhiệt độ phù hợp. Nhiệt độ cịn ảnh hƣởng tới ni cấy
thông qua tác đông tới cấu trúc của các chất điều hòa sinh trƣởng nhƣ IAA,
GA3,… [14].
17


 pH môi trƣờng: pH của môi trƣờng cũng là một yếu tố rất quan trọng,
ảnh hƣởng tới trạng thái lý hóa của các chất trong mơi trƣờng, do đó ảnh hƣởng
tới khả năng điện ly của các muối, sự thủy phân hóa các chất… Thơng thƣờng
pH đƣợc điều chỉnh ở mức 5,5 - 5,8. Trạng thái môi trƣờng Sự phát triển của mơ

có thể bị thay đổi hồn tồn nếu chúng nuôi cấy trên một môi trƣờng đặc, lỏng
hoặc nửa lỏng. Các mô nuôi cấy thƣờng sinh trƣởng tốt hơn trong môi trƣờng
lỏng, tuy nhiên môi trƣờng lỏng cũng gây ra hiện tƣợng thủy tinh hóa, các mơ
ni cấy bị mọng nƣớc gây khó khăn cho cấy chuyển và ra cây [4].
1.3. Những thành tựu trong nghiêu cứu ảnh hƣởng của ánh sáng đèn LED
đến nhân giống cây trồng.
 Năm 2014, Nguyễn Bá Nam và cs, nghiên cứu ảnh hƣởng của ánh sáng
đèn LED bổ sung vào ban đêm lên sự sinh trƣởng và phát triển trên ba giống cúc
(Đóa vàng, Sapphire và Kim cƣơng) đƣợc trồng trong nhà kính. Kết quả đã chỉ
rõ: Qua kết quả khảo sát các điều kiện chiếu sáng khác nhau (đèn compact; 100
% LED đỏ; 90 % LED đỏ kết hợp với 10 % LED xanh; 80 % LED đỏ kết hợp
với 20 % LED xanh; 70 % LED đỏ kết hợp với 30 % LED xanh; 60 % LED đỏ
kết hợp với 40 % LED xanh; 50 % LED đỏ kết hợp với 50 % LED xanh) lên khả
năng sinh trƣởng và phát triển của 3 giống Cúc (Sapphire, Đóa vàng, Kim
cƣơng) đƣợc trồng trong điều kiện nhà kính cho thấy, Sự kết hợp giữa ánh sáng
LED xanh và LED đỏ giúp cây sinh trƣởng và phát triển tốt. Và tỉ lệ 70 % LED
đỏ kết hợp với 30 % LED xanh phù hợp cho sự sinh trƣởng và phát triển của cây
Cúc giống Sapphire và Kim cƣơng, trong khi đó, tỉ lệ, 60 % LED đỏ kết hợp với
40 % LED xanh phù hợp cho sự sinh trƣởng và phát triển của cây Cúc giống
Đóa vàng. Kết quả này có thể khẳng định, đèn LED thích hợp để thay thế đèn
compact trong việc chiếu sáng cây Cúc. Đèn LED đƣợc sử dụng có thể giúp các
hộ nơng dân trồng Cúc giảm đáng kể chi phí điện thắp sáng [20].
 Năm (2014) Nguyễn Thanh Phƣơng và cs, nghiên cứu về tác động của
phổ ánh sáng trên các loại bình ni cấy đến sự sinh trƣởng, phát triển của giống
Cẩm chƣớng Hồng Hạc đã đƣợc tiến hành trong giai đoạn nhân nhanh và tạo cây
hoàn chỉnh. Kết quả chỉ ra trong giai đoạn nhân nhanh, sử dụng bình trụ nút
18