Góp phần nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất củ bi giống khoai tây

1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
  








GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH
SẢN XUẤT CỦ BI GIỐNG KHOAI TÂY (Solanum tuberosum L.)
TỪ CỦ SIÊU BI IN VITRO



Luận văn kỹ sƣ
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học







Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 8/2006

2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
  







GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH
SẢN XUẤT CỦ BI GIỐNG KHOAI TÂY (Solanum tuberosum L.)
TỪ CỦ SIÊU BI IN VITRO









Giảng viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện:
TS. NGUYỄN TIẾN THỊNH PHAN THỊ NGỌC HÀ

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 08/2006


3
MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING
NONG LAM UNIVERSITY. HO CHI MINH CITY
DEPARMENT OF BIOTECHNOLOGY
***000***






TO RESEACH THE PRODUCTION PROCEDURE OF
MINITUBER POTATOES (SOLANUM TUBEROSUM L.) FROM
MICROTUBER IN VITRO





Graduation thesis
Major: Biotechnology

Professor: Student:
PhD. NGUYEN TIEN THINH PHAN THI NGOC HA
Term:2002 – 2006






Ho Chi Minh City
09/2006
4
LỜI CẢM ƠN

Những gì con có được nay hôm nay và sẽ có trong tương lai, tất cả đều do
công ơn sinh thành và dưỡng dục của ba mẹ. Con xin thành kính ghi khắc trong
lòng công ơn của ba mẹ để trên đường đời con luôn sống tốt và có ý nghĩa hơn
như những gi ba mẹ đã dạy.
Em xin chân thành cảm ơn:
Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại học Nông Lâm Tp HCM đã tạo mọi điều kiện cho
em trong suốt thời gian học tập tạI trƣờng và trong suốt thời gian làm đề tài.
Phòng Công Nghệ Sinh Học - Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt đã tạo mọi
điều kiện tốt nhất trong suốt thời gian làm đề tài tại phòng.
Các thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Sinh Học và các thầy cô đã trực tiếp
giảng dạy trong suốt 4 năm qua.
Cảm ơn thầy Nguyễn Tiến Thịnh đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ em trong
suốt khoảng thời gian làm đề tài.
Th.S Hoàng Thị Mỹ Linh, Kĩ sƣ Trần Thanh Hân cùng tất cả các cô chú trong
phòng Công Nghệ Sinh Học đã tận tình giúp đỡ, động viên em trong khoảng thời
gian em thực tập tại phòng.

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn những ngƣời bạn của tôi đã giúp đớ tôi
trong suốt thời gian học tập tại trƣờng và thời gian làm đề tài. Chúc các bạn đạt
đƣợc những điều mình mơ ƣớc.
Tp HCM _tháng 7/2006
Phan Thị Ngọc Hà





5
TÓM TẮT

Phan Thị Ngọc Hà, Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2006. “GÓP
PHẦN NGHIÊN CỨU THIẾT LẬP QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦ BI GIỐNG KHOAI
TÂY (Solanum tuberosum) TỪ CỦ SIÊU BI IN VITRO ”.
Giảng viên hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Tiến Thịnh
Đề tài đƣợc thực hiện tại phòng Công Nghệ sinh Học thuộc Viện phản ứng hạt nhân
Đà Lạt trên đối tƣợng cây khoai tây giống O
7
đƣợc nuôi cấy tại phòng Công nghệ sinh
học. Trong đề tài chúng tôi tiến hành 3 thí nghiệm khảo sát sự ảnh hƣởng của BAP,
Chitosan, Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ống nghiệm ở các nồng độ khác nhau.,
đồng thời tiến hành 4 thí nghiệm nghiên cứu quá trình tạo củ bi khoai tây bằng hệ thống
thuỷ canh trên cát ở các điều kiện thí nghiệm khác nhau.
Những kết quả đạt đƣợc:
Trong thí nghiệm về tạo củ siêu bi ống nghiệm, chúng tôi nhận thấy các đốt mầm
đơn cây khoai tây nuôi cấy in vitro giống O7 đƣợc dùng tạo củ in vitro trong những môi
trƣờng có bổ sung BAP, Chitosan, Vanadium với nồng độ khác nhau, kết quả cho thấy
khi bổ sung BAP với nồng độ 3mg/l cho kết quả tốt nhất, giúp 100% đốt mầm tạo vi củ,

củ to và đồng đều hơn so với các nghiệm thức khác.
Trong thí nghiệm tạo củ bi trên hệ thống thuỷ canh, các nghiệm thức: mật độ trồng
12 12cm, sử dụng công thức thuỷ canh 1, tần số tƣới dinh dƣỡng 3 lần / tuần và phun
BAP lên lá và thời kì hình thành tia củ với nồng độ 5mg/l cho kết quả tốt hơn hẳn các
nghiệm thức khảo sát còn lại.









6
MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn ........................................................................................................................ i
Tóm tắt ............................................................................................................................. ii
Mục lục .......................................................................................................................... iii
Danh sách các chữ viết tắt ........................................................................................... viii
Danh sách các bảng ......................................................................................................... x
Danh sách các biểu đồ ................................................................................................... xii
Danh sách các hình ...................................................................................................... xiii
PHẦN I: GIỚI THIỆU .................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề .................................................................................................................... 1
2. Mục đích – yêu cầu ...................................................................................................... 2
2.1. Mục đích ................................................................................................................... 2
2.2. Yêu cầu ..................................................................................................................... 2
2.3. Hạn chế ..................................................................................................................... 2

PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................... 3
1. Tổng quan về cây khoai tây ......................................................................................... 3
1.1. Nguồn gốc – phân loại .............................................................................................. 3
1.1.1. Nguồn gốc.............................................................................................................. 3
1.1.2. Phân loại ................................................................................................................ 3
1.2. Giá trị kinh tế và giá trị dinh dƣỡng ......................................................................... 4
1.2.1. Giá trị kinh tế ......................................................................................................... 4
1.2.2. Giá trị dinh dƣỡng ................................................................................................. 5
1.3. Đặc tính sinh học ...................................................................................................... 7
1.3.1. Đặc tính thực vật học ............................................................................................. 7
1.3.1.1. Rễ ........................................................................................................................ 7
1.3.1.2. Thân .................................................................................................................... 7
1.3.1.3. Lá ........................................................................................................................ 7
1.3.1.4. Hoa - quả ........................................................................................................... 7
7
1.3.2. Đặc điểm sinh lý .................................................................................................... 8
1.3.2.1. Thời kì ngủ nghỉ ................................................................................................. 8
1.3.2.2. Thời kì nảy mầm ................................................................................................. 9
1.3.2.3. Thời kì hình thành tia củ ..................................................................................... 9
1.3.2.4. Thời kì củ phát thiển ........................................................................................... 9
1.3.3. Ảnh hƣởng của điều kiện ngoại cảnh .................................................................... 9
1.3.3.1. Nhiệt độ .............................................................................................................. 9
1.3.3.2. Ánh sáng ........................................................................................................... 10
1.3.3.3. Nƣớc ................................................................................................................. 10
1.3.3.4. Đất đai và dinh dƣỡng ...................................................................................... 11
1.4. Tình hình sâu bệnh trên cây khoai tây .................................................................... 11
1.4.1. Các loại sâu hại cây khoai tây ............................................................................. 11
1.4.1.1. Sâu xám ........................................................................................................... 11
1.4.1.2. Sâu khoang ...................................................................................................... 12
1.4.1.3. Sâu xanh .......................................................................................................... 12

1.4.1.4. Rệp sáp trắng ................................................................................................... 12
1.4.2. Bệnh hại cây khoai tây ........................................................................................ 12
1.4.2.1. Bệnh mốc sƣơng .............................................................................................. 12
1.4.2.2. Bệnh héo xanh ................................................................................................. 13
1.4.2.3. Bệnh virus ......................................................................................................... 13
1.4.2.4. Bệnh thối củ trong thời gian giữ giống............................................................. 14
1.5. Một số giống khoai tây đƣợc trồng ở nƣớc ta ........................................................ 15
1.5.1. Giống khoai tây hạt lai ........................................................................................ 15
1.5.2. Giống khoai tây củ ............................................................................................... 15
1.6. Công tác giống khoai tây ........................................................................................ 16
1.6.1. Công tác giống khoai tây theo phƣơng pháp truyền thống - sử dụng củ
làm giống ....................................................................................................................... 17
1.6.2. Phƣơng pháp trồng khoai tây bằng hạt ................................................................ 17
1.6.3. Sử dụng phƣơng pháp nuôi cấy mô ..................................................................... 18
8
1.6.3.1. Phục tráng giống khoai tây bàng phƣơng pháp nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng ...... 18
1.6.3.2. Tạo phôi và cây con đơn bội bằng cách nuôi cấy túi phấn............................... 19
1.6.4. Phƣơng pháp sản xuất củ giống mini sạch bệnh ................................................. 19
2. Giới thiệu chung về kỹ thuật thuỷ canh ..................................................................... 20
2.1. Tình hình sản xuất thuỷ canh trong nƣớc và thế giới ............................................. 21
2.1.1. Tình hình thế giới ................................................................................................ 21
2.1.2. Tình hình trong nƣớc ........................................................................................... 22
2.2. Ƣu nhƣợc điểm của kỹ thuật thuỷ canh .................................................................. 23
2.2.1. Ƣu điểm ............................................................................................................... 23
2.2.2. Nhƣợc điểm ......................................................................................................... 23
2.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến nuôi trồng thuỷ canh .................................................... 24
2.3.1. Ảnh hƣởng của dinh dƣỡng khoáng .................................................................... 24
2.3.2. Ảnh hƣởng của các loại môi trƣờng dinh dƣỡng và cách pha chế dung dịch
dinh dƣỡng đến nuôi trồng thuỷ canh ............................................................................ 24
2.3.2.1. Ảnh hƣởng của các loại môi trƣờng dinh dƣỡng .............................................. 24

2.3.2.2. Ảnh hƣởng của cách pha chế đến nuôi trồng thuỷ canh ................................... 25
2.3.3. Ảnh hƣởng của điều kiện bên ngoài đến việc hấp thu dinh dƣỡng của
cây trồng trong hệ thống thuỷ canh .............................................................................. 26
2.3.3.1. Ánh sáng ........................................................................................................... 26
2.3.3.2. Nhiệt độ ............................................................................................................ 26
2.3.3.3. Nƣớc ................................................................................................................. 26
2.3.3.4. Nồng độ CO
2
.................................................................................................... 26
2.3.3.5. Độ thoáng khí ................................................................................................... 26
2.3.3.6. pH ..................................................................................................................... 26
2.3.3.7. Độ dẫn điện ....................................................................................................... 27
2.4. Một số giá thể sử dụng trong phƣơng pháp nuôi trồng thuỷ canh ......................... 27
2.4.1. Xơ dừa ................................................................................................................. 27
2.4.2. Tro trấu ................................................................................................................ 27
2.4.3. Cát ........................................................................................................................ 27
9
2.4.4. Perlite ................................................................................................................... 27
2.4.5. Verrmiculite ......................................................................................................... 27
2.4.6. Clay Pebblex ........................................................................................................ 28
2.5. Phân loại hệ thống thuỷ canh .................................................................................. 28
PHẦN III: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ...................................... 29
1. Thời gian và địa điểm ................................................................................................ 29
2. Trang thiết bị vật liệu ................................................................................................ 29
2.1. Phòng thí nghiệm .................................................................................................... 29
2.1.1. Phòng rửa dụng cụ ............................................................................................... 29
2.1.2. Phòng chuẩn bị môi trƣờng ................................................................................. 29
2.1.3. Phòng cấy vô trùng .............................................................................................. 29
2.1.4. Phòng nuôi cấy mẫu ............................................................................................ 29
2.1.5. Một số thiết bị khác ............................................................................................. 29

2.2. Nhà lƣới (Drip system) ........................................................................................... 30
3. Môi trƣờng ................................................................................................................. 30
3.1. Môi trƣờng sử dụng trong thí nghiệm tạo củ siêu bi .............................................. 30
3.2. Môi trƣờng sử dụng trong thí nghiệm tạo củ bi ..................................................... 31
4. Vật liệu ...................................................................................................................... 31
5. Quy trình thực hiện thí nghiệm ................................................................................. 31
6. Bố trí thí nghiệm ........................................................................................................ 32
6.1. Thí nghiệm về tạo củ siêu bi ống nghiệm .............................................................. 32
6.1.1. Thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ siêu bi ......................... 32
6.1.2. Thí nghiệm về ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ................ 32
6.1.3. Thí nghiệm về ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi .................. 32
6.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo
củ bi ở cây khoai tây ..................................................................................................... 34
6.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo
củ bi ở cây khoai tây ..................................................................................................... 35

10
6.4. Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của mật độ trồng lên quá trình tạo củ của
cây khoai tây .................................................................................................................. 36
6.5. Thí nghiệm 5: Ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây ......... 38
7. Xử lý kết quả ............................................................................................................. 39
PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................... 40
4.1. Thí nghiệm 1:.......................................................................................................... 40
4.1.1. Thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ siêu bi ......................... 40
4.1.2. Thí nghiệm về ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ................ 42
4.1.3. Thí nghiệm về ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi .................. 45
4.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng lên quá trình
tạo củ bi ở cây khoai tây ................................................................................................ 47
4.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình
tạo củ bi ở cây khoai tây ............................................................................................... 49

4.4. Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của mật độ trồng lên quá trình tạo củ của
cây khoai tây .................................................................................................................. 51
4.5. Thí nghiệm 5: Ảnh hƣởng của BAP lên quá trình tạo củ bi ở cây khoai tây ......... 53
PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 56
5.1. Kết luận................................................................................................................... 56
5.2. Đề nghị ................................................................................................................... 56
PHẦN VI: TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 57









11
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT


KT Cây khoai tây
CT Công thức dinh dƣỡng
NT Nghiệm thức
C0 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 0 mg/l
C50 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 50 mg/l
C100 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 100 mg/l
C150 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 150 mg/l
C200 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 200 mg/l
C500 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 500 mg/l
C1000 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Chitosan 1000 mg/l

V0 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 0 mg/l
V20 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 20 mg/l
V50 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 50 mg/l
V100 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 100 mg/l
V150 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 150 mg/l
V200 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ Vanadium 200 mg/l
B1 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ BAP 2 mg/l
B2 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ BAP 2.5 mg/l
B3 Môi trƣờng tạo củ siêu bi chứa nồng độ BAP 3 mg/l
CT1 Công thức dinh dƣỡng 1
CT2 Công thức dinh dƣỡng 2
CT3 Công thức dinh dƣỡng 3
T1 Thí nghiệm tạo củ bi với tần số tƣới 1 lần/tuần
T2 Thí nghiệm tạo củ bi với tần số tƣới 2 lần/tuần
T3 Thí nghiệm tạo củ bi với tần số tƣới 3 lần/tuần
M1 Thí nghiệm tạo củ bi với mật độ trồng 55 cm
12
M2 Thí nghiệm tạo củ bi với mật độ trồng 88 cm
M3 Thí nghiệm tạo củ bi với mật độ trồng 1212 cm
BA0 Thí nghiệm tạo củ bi với nồng độ BAP 0 mg/l
BA1 Thí nghiệm tạo củ bi với nồng độ BAP 2 mg/l
BA2 Thí nghiệm tạo củ bi với nồng độ BAP 5 mg/l
BA3 Thí nghiệm tạo củ bi với nồng độ BAP 10 mg/l
BAP Benzyladenine (6 – benzyl - aminopurine)
Ctv Cộng tác viên
L Tỷ lệ củ lớn
M Tỷ lệ củ trung
S Tỷ lệ củ nhỏ

13

DANH SÁCH CÁC BẢNG


Bảng 2.1.Tình hình sản xuất thuỷ canh của các nƣớc trên thế giới ................... 21
Bảng 2.2. Nồng độ một số dung dịch thƣờng đƣợc sử dụng trong
thí nghiệm trồng cây bằng hệ thống thuỷ canh .................................................. 25
Bảng 3.1. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình
tạo củ siêu bi ....................................................................................................... 33
Bảng 3.2. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình
tạo củ siêu bi ....................................................................................................... 33
Bảng 3.3. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình
tạo củ siêu bi ....................................................................................................... 34

Bảng 3.4. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng
lên quá trình tạo củ bi ......................................................................................... 35
Bảng 3.5. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của tần số cung cấp dinh dƣỡng
lên quá trình tạo củ bi ......................................................................................... 36
Bảng 3.6. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của mật độ trồng lên quá trình
tạo củ bi .............................................................................................................. 37
Bảng 3.7. Mô tả thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình
tạo củ bi ............................................................................................................. 38
Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình
tạo củ siêu bi ..................................................................................................... 40
Bảng 4.2. Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình
tạo củ siêu bi ....................................................................................................... 43
Bảng 4.3. Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình
tạo củ siêu bi ....................................................................................................... 45
Bảng 4.4. Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của các công thức dinh dƣỡng
lên quá trình tạo củ bi ........................................................................................ 47
Bảng 4.5. Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của tần số cung cấp
14
dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ...................................................................... 49
Bảng 4.6. Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của mật độ trồng lên
quá trình tạo củ bi ............................................................................................... 51
Bảng 4.7. Kết quả thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP lên quá trình
tạo củ bi .............................................................................................................. 54

15

DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm ảnh hƣởng của BAP
lên sự tạo củ siêu bi ống nghiệm ........................................................................ 40
Biểu đồ 4.2. Biểu đồ thể hiện trọng lƣợng củ trung bình trong thí nghiệm
ảnh hƣởng của BAP lên sự tạo củ siêu bi ........................................................... 41
Biểu đồ 4.3. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng
của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ........................................................ 43
Biểu đồ 4.4. Biểu đồ thể hiện trọng lƣợng củ trung bình trong thí nghiệm
về ảnh hƣởng của Vanadium lên quá trình tạo củ siêu bi ................................. 44
Biểu đồ 4.5. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng

của Chitosan quá trình tạo củ siêu bi. ................................................................ 46
Biểu đồ 4.6. Biểu đồ thể hiện trọng lƣợng củ trung bình trong thí nghiệm
về ảnh hƣởng của Chitosan lên quá trình tạo củ siêu bi .................................... 46
Biểu đồ 4.7. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của
các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi. ............................................ 48
Biểu đồ 4.8. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của tần số
cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ..................................................... 50
Biểu đồ 4.9. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của
mật độ trồng lên quá trình tạo củ bi................................................................... 52
Biểu đồ 4.10. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của BAP
lên quá trình tạo củ bi ........................................................................................ 54
Sơ đồ 1.1. Phân loại hệ thống thủy canh ................................................................. 28





16

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1. Cây khoai tây ....................................................................................... 7
Hình 3.1. Mật độ trồng ...................................................................................... 37
Hình 4.1. Ảnh hƣởng của BAP lên sự tạo củ siêu bi ......................................... 42
Hình 4.2.Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của
các công thức dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi. ............................................. 49
Hình 4.3. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của
tần số cung cấp dinh dƣỡng lên quá trình tạo củ bi ........................................... 51
Hình 4.4. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của
mật độ trồng lên quá trình tạo củ bi .................................................................... 53

Hình 4.5. Tỷ lệ các kích cỡ củ trong thí nghiệm về ảnh hƣởng của
BAP lên quá trình tạo củ bi ................................................................................ 55














17
PHẦN I: GIỚI THIỆU

1. Đặt vấn đề
Trên thế giới khoai tây đƣợc xem là cây lƣơng thực quan trọng sau lúa, bắp, đại
mạch và tiểu mạch. Đây là một loại cây cho củ có giá trị dinh dƣỡng cao, dễ trồng, thời
gian sinh trƣởng ngắn, có năng suất khá cao nên đƣợc trồng rất phổ biến ở nhiều nơi trên
thế giới.
Ở Việt Nam khoai tây đƣợc xem nhƣ một loại rau cao cấp, vừa có giá trị lƣơng
thực vừa có giá trị thực phẩm. Khoai tây đƣợc trồng phổ biến nhất ở Thƣờng Tín (Hà
Đông), Từ Sơn (Hà Bắc), Trà Lĩnh (Cao Bằng), SaPa, một số vùng ngoại thành Hà Nội,
Đà Lạt.
Khoai tây đƣợc xem là một sản phẩm vụ đông quan trọng. Mặc dù diện tích gieo
trồng cả nƣớc khoảng 20000 đến 40000 ha, năng suất trung bình 20 – 27 tấn/ha, nhƣng

hàng năm nƣớc ta vẫn phải nhập khẩu hàng chục tấn khoai tây từ các nƣớc. Theo GS-TS
Nguyễn Quang Thạch - viện trƣởng Viện sinh học nông nghiệp cho biết :”Vấn đề nan giải
đặt ra cho việc phát triển cây khoai tây hiện nay không phải là thiếu diện tích canh tác mà
là chúng ta không đủ giống có chất lƣợng để cung ứng vào sản xuất”.
Khoai tây thƣờng đƣợc trồng bằng củ, hàng năm phải tốn một lƣợng củ rất lớn
dùng để làm giống làm giảm về sản lƣợng và thu nhập. Một vấn đề đƣợc đặt ra là làm sao
để tạo ra đƣợc một lƣợng lớn cây giống sạch bệnh với tốc độ nhanh, chất lƣợng tƣơng đối
đồng đều và đồng nhất về mặt di truyền mà vẫn đảm bảo phát triển bình thƣờng trong
khoảng thời gian ngắn
Với thực trạng trên, hiện nay phòng Công nghệ sinh học thuộc Viện nghiên cứu hạt
nhân Đà Lạt đang nghiên cứu hoàn thiện quy trình nhân giống khoai tây theo quy trình
chặt chẽ từ nhân nuối cấy mô, nhân nhanh cây sạch trong phòng thí nghiệm, tạo hạt nhân
tạo, tạo củ siêu bi trong ống nghiệm đến trồng cây cấy mô trong nhà kính để sản xuất ra
củ mini (củ bi). Để góp phần hoàn thiện quy trình này, chúng tôi đã tiến hành đề tài “GÓP
PHẦN NGHIÊN CỨU THIẾT LẬP QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦ BI GIỐNG KHOAI
TÂY (Solanum tuberosum L.) TỪ CỦ SIÊU BI IN VITRO”
18
Nghiên cứu hệ thống sản xuất khoai tây giống sạch bệnh, hy vọng trong thời gian
tới chúng ta sẽ chủ động đƣợc khoai tây giống trong nƣớc với năng suất, chất lƣợng cao,
đặc biệt sẽ đƣa cây khoai tây trở thành một nghề mũi nhọn cho nông dân.
2. Mục đích – yêu cầu
2.1 Mục đích của nghiên cứu
Hoàn thiện quy trình tạo củ siêu bi khoai tây trong ống nghiệm
Tối ƣu hoá các thông số kỹ thuật của hệ thống thuỷ canh cây khoai từ củ
siêu bi để sản xuất củ bi
Hoàn thiện công nghệ nhân giống khoai tây theo quy trình từ phòng thí
nghiệm ra vƣờn thực nghiệm để sản xuất khoai tây bi.
2.2 Yêu cầu của nghiên cứu
Nghiên cứu sự ảnh hƣởng của một số chất hoá học lên quá trình tạo củ siêu
bi khoai tây

Xác định công thức dinh dƣỡng thích hợp cho hệ thống thuỷ canh cho năng
suất tạo củ bi cao
Xác định tần số cung cấp các thành phần dinh dƣỡng cho năng suất tạo củ bi
cao
Xác định mật độ trồng thích hợp để đạt năng suất cao và tạo củ đồng đều
với kích thƣớc phù hợp (3-9g / củ)
Nghiên cứu sự ảnh hƣởng của BAP đến năng suất tạo củ của cây khoai tây
2.3 Hạn chế của đề tài
Vì thời gian làm đề tài có hạn nên chúng tôi không bố trí đƣợc các thí nghiệm khảo
sát khả năng tạo củ bi của các mẫu khoai tây in vitro dạng hạt nhân tạo và cây khoai tây in
vitro; chƣa thực hiện các thí nghiệm khảo sát sự ảnh hƣởng của các chất lên sự tạo củ siêu
bi ống nghiệm ở các nồng độ thấp để tìm ra nồng độ thích hợp nhất.





19
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1. Tổng quan về cây khoai tây
Nguồn gốc và phân loại
Nguồn gốc
Cây khoai tây có nguồn gốc hoang dại từ Trung và Nam Mỹ, đặc biệt là vùng Chile
và những đảo quanh vùng. Khí hậu ở Nam Mỹ có đặc điểm là mát, hơi lạnh và mƣa
nhiều. Từ một loại khoai tây ban đầu (Solanum tuberosum L.) đến nay ngƣời ta đã tạo ra
khoảng hơn 5 ngàn giống với phẩm chất khác nhau. Ngày nay hầu nhƣ cây khoai tây có
mặt ở khắp nơi trên thế giới, đặc biệt là sau khi cứu dân Châu Âu khỏi nhiều trận đói do
thiên tai và tai hoạ chiến tranh gây ra, khoai tây mới đƣợc con ngƣời tiếp nhận rộng rãi và
thu hút các nhà khoa học ở nhiều thời đại tập trung nghiên cứu.

Giống khoai tây Ackesegen lần đầu tiên đƣợc ngƣời Pháp đƣa vào Việt Nam từ
những năm 1940. Ban đầu đƣợc trồng chủ yếu ở huyện Thƣờng Tín (Hà Đông) nên
thƣờng đƣợc gọi là giống Thƣờng Tín. Những năm 1960 diện tích khoai tây ở nƣớc ta có
khoảng vài ngàn ha nhƣng đến những năm 1970 tăng nhanh đến khoảng 110.000 ha. Từ
những năm 1980 diện tích giảm nhanh chỉ còn khoảng trên dƣới 20.000 ha và lại có xu
hƣớng tăng trong những năm gần đây.
Có khoảng 200 loài khoai tây hoang dại. Tất cả các loài đều đƣợc tìm thấy ở lục địa
Châu Mỹ, từ bình độ thấp đến núi cao 4000m so với mặt nƣớc biển. Hầu hết các loại
khoai tây dại đều có củ, chúng đƣợc ngƣời da đỏ trồng ở Châu Mỹ từ Mexico (Trung Mỹ)
đến Chile (Nam Mỹ).
Phân loại
Ngành Angiospermatophyta
Lớp Dicotyledoneae
Phân lớp Asteridae
Bộ Serophulariales
Họ Solanaceae
Chi Solanum
Loài Solanum tuberosum L.
20
Cây khoai tây thuộc họ Solanaceae, chi Solanum. Dựa theo số nhiễm sắc thể là
X=12 mà các loại khoai tây trồng trọt đƣợc chia ra 8 loại theo 4 nhóm sau:
Nhóm nhị bội thể (2n=2X=24) gồm 4 loài:
S. xajanhuiri
S. goniocalyx
S. phureja
S. stenotonum
Nhóm tam bội thể (2n=3X=36) gồm hai loài:
S. xchaucha
S. xjuzeperukii
Nhóm tứ bội thể (2n=4X=48) có một loài với hai loài phụ:

S. tuberosum ssp. tuberosum
S. tuberosum ssp. andigena
Nhóm ngũ bội thể (2n=5X=60) có một loài:
S. xanrtilobum
Trong 8 loài khoai tây trồng ở trên chỉ có Solanum tuberosum ssp. là đƣợc trồng
rộng rãi trên thế giới. Hầu hết các loại khoai tây trồng là cây tứ bội thể (2n=4X=48) còn
các loài khác chỉ trồng ở các nƣớc có ngƣời da đỏ, nơi tổ tiên của loài khoai tây, đã có
hàng ngàn giống đƣợc tìm thấy ở đây.
Giá trị kinh tế và dinh dƣỡng
Giá trị kinh tế
Cây khoai tây vừa có giá trị lƣơng thực vừa có giá trị thực phẩm. Trên thế giới khoai
tây đƣợc coi là cây lƣơng thực quan trọng sau lúa, bắp, tiểu mạch và đại mạch. Khoai tây
còn là nguồn nguyên liệu quan trọng phục vụ cho ngành công nghiệp chế tạo tơ nhân tạo,
nƣớc hoa, bột khoai tây, bột hồ vải trong công nghiệp dệt, sản xuất rƣợu…ngoài ra khoai
tây còn dùng làm thức ăn gia súc rất tốt: chăn nuôi heo, bò sữa.
Nhờ có công dụng về nhiều mặt, mức tiêu thụ khoai tây ở các nƣớc trên thế giới khá
lớn:

21
Các nƣớc Tây Bắc Âu 100kg/ngƣời/năm
Ba Lan 220kg/ngƣời/năm
Đức 190kg/ngƣời/năm
Island 140kg/ngƣời/năm
Tổng sản lƣợng khoai tây trên thế giới:
1952 243 triệu tấn
1964 277 triệu tấn
1971 293.8 triệu tấn
1972 342 triệu tấn
1973 377 triệu tấn
1993 462 triệu tấn

Diện tích khoai tây so với cây lƣơng thực ở một số nƣớc: Thuỵ Sĩ, Đức: 33.1%;
Hungari, Đan Mạch: 5.1 – 10%.
Năng suất: Hà Lan: 35 – 40 tấn/ha; Đức: 27 – 35 tấn/ha; Bỉ, Mỹ: 25 – 30 tấn/ha.
Ở Việt Nam, khoai tây đƣợc coi nhƣ một loại rau cao cấp dùng làm thực phẩm.
những nơi trồng khoai tây sớm nhất: Thƣờng Tín (Hà Đông), Từ Sơn (Hà Bắc), Trà Lĩnh
(Cao Bằng), Văn Lâm (Hải Hƣng), và một số vùng ngoại thành Hà Nội, Đà Lạt.
Khoai tây là sản phẩm vụ đông quan trọng, đặc biệt là ở những vùng nhƣ đồng bằng
sông Hồng và miền Bắc Việt Nam (sản xuất 85% ở Việt Nam) và ở Đà Lạt (trồng quanh
năm - chiếm khoảng 15% sản lƣợng). Khoai tây cung cấp nguồn thực phẩm cân bằng và
tăng thu nhập trên một đơn vị diện tích canh tác trong vòng 3 tháng cao hơn lúa, ngô hay
khoai lang. Do đó diện tích trồng khoai tây tăng lên rất nhanh:
1940 1.065ha
1970 –1971 5.000ha
1973 50.000ha
Giá trị dinh dƣỡng
Khoai tây là loại rau cao cấp, có thể sử dụng làm lƣơng thực, bộ phận sử dụng là
thân củ.

22
Hàm lƣợng dinh dƣỡng:
Glucid 21% trọng lƣợng tƣơi
Nƣớc 75 – 76%
Protein 0.8 – 3.6%
Chất xơ 0.7%
Năng lƣợng: 82 – 89 callo ( lớn hơn cà rốt gấp 2 lần, hơn bắp cải 3 lần, hơn cà
chua 4 lần).
Các loại sinh tố: Sinh tố A (carotene) rất ít
B1 0.03 – 0.1mg
B2 0.02 – 0.04mg
C 1.6 – 23mg

Khoáng chất: P 21 – 107mg
Ca 9 – 64mg
Hàm lƣợng đạm là một trong những thành phần quan trọng để đánh giá phẩm chất
của củ khoai tây. Thƣờng hàm lƣợng protein trong củ không quá 1 – 2%, nhƣng gần đây
bằng con đƣờng chọn giống đã nâng hàm lƣợng protein lên 3 - 3.6%.
Chất độc solanin: trong điều kiện bình thƣờng chứa 0.0017 – 0.01% trong củ, chủ
yếu là ở vỏ. Khi khoai tây nảy mầm solanin xâm nhập vào thịt củ, tỷ lệ lớn hơn 0.015%
có thể gây ngộ độc cho ngƣời.










23
Đặc tính sinh học
1.3.1 Đặc tính thực vật học

Hình 2.1: Cây khoai tây
1.3.1.1 Rễ
Rễ khoai tây là rễ chùm, phân bố ở tầng đất 30cm. Nếu trồng bằng hạt thì rễ có thể
phân bố sâu hơn, có nhiều rễ phụ.
Quá trình hình thành rễ: Khi mắt trên củ bắt đầu nẩy mầm, ở gốc mầm xuất hiện
nhiều nốt nhỏ đó là mầm mống của rễ sau này, những rễ này xuất hiện suốt cả thời kì sinh
trƣởng sinh dƣỡng. Sự phát triển của bộ rễ mạnh nhất vào thời kì hình thành tia củ đến củ
lớn. Rễ trên tia củ có đặc điểm là ngắn, ít phân nhánh và cũng tham gia vào quá trình hấp

thu nƣớc, dinh dƣỡng nuôi củ, thân.
1.3.1.2 Thân
Sau khi trồng, phần trên thân mầm sẽ phát triển thành thân trên mặt đất (thân khí
sinh) và đoạn thân dƣới mặt đất (thân mầm, địa sinh, tia củ).
Thân trên mặt đất cao 50-80cm hoặc cao hơn, thân nhỏ, yếu, thân có lông tơ và lông
cứng khi già thì lông rụng. Thân khoai tây có màu xanh, phớt hồng, chiều cao thân phụ
thuộc vào giống, điều kiện trồng trọt. Số thân/khóm khoảng 4-8 hoặc nhiều hơn tuỳ thuộc
giống, số mầm trên củ.
24
Thân dƣới mặt đất (tia củ) phát sinh từ đốt thân nằm dƣới mặt đất. Tia củ (thân
ngầm) dài thẳng, đầu mút hơi phình to, có tính hƣớng âm, ƣa bóng tối. Củ chính là bộ
phận phình to ở đầu cuối của tia củ, chứa nhiều tinh bột và các chất dinh dƣỡng khác.
Mắt củ: đƣợc hình thành là do những lá không đƣợc phát triển. Khi củ nảy mầm, ở
những mắt đó sẽ mọc mầm và rễ, các mắt mầm xếp theo hình xoắn ốc giống nhƣ lá xếp
trên thân. Mắt củ tập trung ở phần đỉnh củ, ở phần giữa và gốc thƣa mắt hơn.
Phần củ đính với thân gọi là rốn củ, đối diện rốn củ là đỉnh củ.
Hình dạng củ: tròn, tròn dài, tròn dẹp.
Màu sắc củ: trắng, vàng, tím, hồng.
Thịt củ: trắng, vàng.
Đặc điểm về hình dạng, màu sắc củ … là do giống, nhƣng các điều kiện ngoại cảnh
và trồng trọt cũng có ảnh hƣởng.
1.3.1.3 Lá
Lá khoai tây là lá kép, mỗi lá kép gồm từ 1-4 đôi lá chét hợp thành, trên ngọn có
một lá riêng biệt. Trên phiến lá kép còn có lá giữa, lá nhỏ.
1.3.1.4 Hoa và quả
Hoa khoai tây là hoa lƣỡng tính, tự thụ phấn. Hoa thƣờng có 5 cánh, có màu trắng
hoặc tím. Trên mỗi hoa có 5 nhị đực quanh vòi nhụy cái, hoa mọc thành chùm ở đầu
ngọn, đầu cành, nách lá.
Khoai tây có quả mọng, tròn hoặc hình trứng, có màu ngà ngà xanh, khi chín có màu
vàng nhạt. Trong quả chứa nhiều hạt nhỏ nằm xen trong chất cơm nhơn nhớt, hạt chứa

nhiều dầu.
1.3.2 Đặc điểm sinh lý
1.3.2.1 Thời kỳ ngủ
Củ khoai tây sau thu hoạch phải trải qua một thời gian nhất định mới nảy mầm đƣợc.
Thời gian đó ngƣời ta gọi là thời gian ngủ nghỉ của khoai tây (thuộc loại ngủ sinh lý),
khoảng thời gian này dài hay ngắn tuỳ thuộc vào giống, điều kiện cất giữ (nhiệt độ, ẩm
độ, ánh sáng, chế độ khí), thời gian ngủ nghỉ của khoai tây khoảng từ 2-5 tháng.

25
1.3.2.2 Thời kỳ nảy mầm
Sau thời kỳ ngủ nghỉ, củ khoai tây bƣớc vào giai đoạn nảy mầm, mầm đó sẽ phát
triển thành thân lá. Trƣớc khi nảy mầm xung quanh chân thân mầm xuất hiện màu xanh
do hoạt động của chất solanin (khi có ánh sáng chiếu vào). Ở xung quanh gốc mầm bắt
đầu xuất hiện những nốt sần đỏ, đó là nơi phát sinh rễ và thân ngầm (tia củ).
1.3.2.3 Thời kỳ hình thành tia củ
Sau khi trồng 10-15 ngày, các mầm mọc lên khỏi mặt đất và sau khi trồng 20-25
ngày phần dƣới mặt đất sẽ hình thành rễ và tia củ. Tia củ dài có màu trắng và thẳng, phát
triển theo chiều ngang. Khi tia củ phát triển đến mức độ nhất định thì không phát triển dài
ra nữa mà tập trung chất dinh dƣỡng vào đầu cuối của tia củ, củ to dần và bắt đầu quá
trình tạo củ khoai tây.
1.3.2.4 Thời kỳ củ phát triển
Sau khi hình thành tia củ (sau khi trồng 20-25 ngày) do sự tích tụ chất dinh dƣỡng
mà củ lớn dần, tốc độ phát triển của củ mạnh nhất là từ sau khi trồng 40-60 ngày trở đi và
củ tiếp tục phát triển cho đến lúc thu hoạch.
Sự phát triển của củ chịu sự ảnh hƣởng lớn bởi điều kiện ngoại cảnh, điều kiện trồng
trọt. Nhiệt độ cao, ẩm độ thấp, thiếu dinh dƣỡng, vun không kín tia củ, … làm củ lớn
chậm, giảm phẩm chất và năng suất.
1.3.3 Ảnh hƣởng của điều kiện ngoại cảnh
1.3.3.1 Nhiệt độ
Sau khi củ qua giai đoạn ngủ nghỉ, khoai tây bắt đầu nảy mầm, nhiệt độ thích hợp

cho nảy mầm là 21 – 24
0
C, nhiệt độ thích hợp cho thân lá phát triển là 20 - 21
0
C, cho sự
tạo củ là 15 - 20
0
C, tốt nhất là 17
0
C. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm càng lớn
càng có lợi cho sự tạo củ vì duy trì cƣờng độ quang hợp, giảm cƣờng độ hô hấp do đó sản
phẩm quang hợp đƣợc ít bị tiêu hao, tích luỹ vào củ.
Nếu nhiệt độ cao trong thời kì hình thành thân củ, đặc biệt là giai đoạn sắp thu hoạch
sẽ phát sinh hiện tƣợng thoái hoá làm giảm năng suất. Điều này đƣợc chứng minh ở thí
nghiệm của Rudeiko 1958: khi nhiệt độ trung bình ngày đêm từ 19 - 21
0
C tỷ lệ củ bị thoái