nghiên cứu ảnh hưởng nông độ khóa đa lượng đến sự hình thành và phát triển chồi lan phalaenopsis yubidan và lan đẻnobiumsonia trong hiij thống nuôi cấy ngập tạm thời

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học,ngành vi nhân giống cây đặc biệt trên đối tượng cây hoa lan từng bước phát triển,nhiều đơn vị nhà nước cũng như tư

LỜI MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Hoa lan là một trong những giống hoa rất được yêu thích không chỉ về màusắc, kiểu dáng mà còn mang một nét đẹp rất sang trọng và trang nhã Chính vìvậy hiện nay, rất nhiều hộ gia đình đang có thú chơi hoa lan Nguyên nhân củatrào lưu trên là do cuộc sống ngày càng phát triển, nhu cầu tạo góc vườn nhỏ,mang màu xanh cây lá thiên nhiên vào trong nhà của những người dân ngày càngcao Với ưu điểm ít chiếm diện tích, không quá khó trồng, cho hoa đẹp lại lâu tànnên việc chọn, trồng và tạo một vườn lan nhỏ trong khuôn viên nhà là sự lựachọn của nhiều người

Bên cạnh đó, hoa lan là sản phẩm cây trồng có giá trị kinh tế cao, ngàycàng có nhiều cơ sở kinh doanh hoa lan mọc lên, kinh doanh nhiều chủng loại.Nhưng làm sao để có số lượng lớn cây giống, đồng đều, chất lượng cao là mộtvấn đề khó

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học,ngành vi nhân giống cây đặc biệt trên đối tượng cây hoa lan từng bước phát triển,nhiều đơn vị nhà nước cũng như tư nhân đã mạnh dạn đầu tư để sản xuất câygiống phục vụ cho nông dân Tuy nhiên qui mô cũng như những hạn chế về độingũ kỹ thuật cũng như kiến thức về lĩnh vực này có hạn, vì thế cây giống có chấtlượng thấp không đồng đều, không đáp ứng được nhu cầu của thị trường Hầu hếtcác giống hoa lan phải nhập giống từ Thái Lan, trong đó Hồ điệp chủ yếu đượcnhập từ Đài Loan

Hiện nay, việc nghiên cứu và nhân giống hoa lan đã được tiến hành ở nhiềunơi, nhưng hầu hết đều chưa có thành tựu nào đột biến để ngành nhân giống hoalan phát triển đáp ứng được nhu cầu của thị trường Những thành công hiệnnay thường là nhân giống với qui mô sản xuất nhỏ Trong đó kỹ thuật nhân giống

hoa lan phổ biến hiện nay là nhân giống trên môi trường thạch Phương pháp nàycó nhược điểm là chi phí giá thành cây giống cao do thời gian nuôi cấy dài, độäđồng đều cây giống thấp, khó áp dụng sản xuất theo qui mô công nghiệp

Hiện nay trên Thế giới nhiều nước có ngành Công nghệ Sinh học phát triểnđã ứng dụng các công nghệ cao để nhân nhanh giống cây trồng như: hệ thốngfermenter, bioreactor, quang tự dưỡng,… Ở nước ta các công nghệ này mới chỉthực hiệân ở phòng thí nghiệm của một số trường Đại Học, Viện Nghiên cứu hoặcTrung tâm Công nghệ Sinh học trong mấy năm gần đây Tuy nhiên việc nghiêncứu xác định môi trường thích hợp cho từng cây trồng nhân bằng các hệ thốngnày còn rất hiếm

Để từng bước áp dụng công nghệ mới trong sản xuất cây lan giống ở nước

ta, đẩy nhanh tiến độ sản xuất cây giống theo qui mô công nghiệp, góp phần khắcphục sự thiếu hụt cây giống trong sản xuất hiện nay Chúng tôi tiến hành đề tài:

"Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ khoáng đa lượng đến sự hình thành và phát triển

chồi lan Hồ điệp (Phalaenopsis Yubidan) và lan Dendrobium Sonia trong hệ thống

nuôi cấy ngập tạm thời TIS (Temporary Immersion System)"

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định ảnh hưởng nồng độ các khoáng đa lượng trong môi trường nuôicấy mô Murashige & Skoog (MS) đến sự hình thành và phát triển chồi lan

Phalaenopsis Yubidan và lan Dendrobium Sonia, nhằm thiết lập môi trường thích

hợp để nhân chồi lan (Phalaenopsis Yubidan) và lan Dendrobium Sonia trong hệ

thống nuôi cấy ngập tạm thời TIS (Temporary Immersion System)

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu nồâng độ các khoáng đa lượng trong môi trường MS lỏngảnh hưởng tới chồi nhân bằng hệ thống nuôi cấy ngập tạm thời TIS, đối với hai

giống lan Hồ điệp (Phalaenopsis Yubidan) và lan Dendrobium Sonia. Đây là vậtliệu nền rất quan trọng trong nuôi cấy mô vi nhân giống hoa lan

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

Ý nghĩa khoa học:

Hệ thống nuôi cấy ngập tạm thời TIS thuộc dạng bioreactor đơn giản Nhiềunghiên cứu trên Thế giới đã xác định áp dụng công nghệ TIS trong vi nhân giốngcây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao, chất lượng cây giống tốt, nâng hệ sốnhân chồi gấp 3-20 lần so với phương pháp nhân truyền thống, rút ngắn được thờigian nuôi cấy trong phòng, góp phần làm giảm giá thành sản phẩm cây giống

Ý nghĩa thực tiễn:

Áp dụng công nghệ TIS trong vi nhân giống hoa lan ở nước ta là một côngnghệ mới, nó sẽ mở ra một triển vọng cho việc sản xuất cây giống theo qui môcông nghiệp, đáp ứng đủ lượng cây giống với chất lượng cao cho sản xuất trongnước và cho xuất khẩu

Cây lan giống sản xuất bằng hệ thống TIS trong nước giúp người nông dânchủ động sản xuất, hạn chế nhập cây giống từ nước ngoài, góp phần ngăn chặnđược dịch bệnh lây lan từ nước ngoài qua con đường cây giống

5 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài thực hiện nhân chồi trong hệ thống nuôi cấy ngập tạm thời TIS,nghiên cứu 6 môi trường nuôi cấy lỏng với các nồng độ khoáng đa lượng khác

nhau trên giống lan Phalaenopsis Yubidan và giống lan Dendrobium Sonia Thí

nghiệm bố trí kiểu đầy đủ ngẫu nhiên hoàn toàn, gồm 6 nghiệm thức và 3 lần lặplại

TÓM TẮT

Trong nuôi cấy mô vi nhân giống lan, chồi là nguyên liệu nền rất quantrọng hình thành cây giống Nó ảnh hưởng trực tiếp đến số lượng và chất lượngcây giống Sự hình thành và phát triển của chồi phụ thuộc vào các yếu tố trongmôi trường nuôi cấy Đề tài nghiên cứu nồng độ các khoáng đa lượng trong môi

trường nuôi cấy MS ảnh hưởng đến chồi hai giống lan Phalaenopsis Yubidan và lan Dendrobium Sonia Kết quả đã xác định được ảnh hưởng của khoáng đa

lượngđến hệ số nhân chồi hai giống lan nhiên cứu Nếu giảm ½ khoáng đa lượngtrong môi trường MS, bổ sung 1mg/ml BA, 0,5mg/l NAA, 0.5g/l PVP, 1g/ltryptone và 30g/l sucrose sẽ tạo số chồi cao, chất lượng chồi tốt cho cả hai giống

lan Đối với lan Phalaenopsis Yubidan, nếu tăng dần khoáng đa lượng: ¼, ½ , 1 ở

giai đoạn: 2 tuần, 4-6 tuần, 8 tuần sẽ thúc đẩy nhanh khả năng tạo chồi

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 GIỚI THIỆU VỀ HOA LAN VÀ KỸ THUẬT NHÂN GIỐNG

1.1.1 Tình hình sản xuất hoa lan trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1.1 Tình hình sản xuất hoa lan trên thế giới

Hoa lan được mệnh danh là nữ hoàng của các loài hoa, thị trường tiêu thụhoa lan rộng khắp thế giới, mang lại lợi nhuận kinh tế cao cho nhiều nước

Thị trường tiêu thụ hoa lan của khối châu Âu rất hấp dẫn Năm 2006 khối

EU có sản lượng xuất khẩu hoa lan trên thế giới đạt 55 tỉ sản phẩm, mang lại giátrị kim ngạch xuất khẩu hoa lan là 73 tỉ EUR Trong đó, Hà Lan là một quốc giaduy nhất ở Châu Âu có công nghiệp trồng lan xuất khẩu, do trồng trong nhà kínhnên Hà Lan có thể xuất khẩu hoa quanh năm, đồng thời là đầu mối trung giannhập khẩu hoa lan (37%) từ các nước khác trên thế giới Năm 2006, Hà Lan xuấtkhẩu hoa lan chiếm 95% (52.049 ngàn sản phẩm) tổng sản lượng hoa lan trong

khối EU (Nguồn: AIPH/Union Fluers: Internaational Statistics Flowers and Plants

2007).

Mặc dù, khối châu Âu có sản lượng xuất khẩu hoa lan cao hơn so với cáckhối khác, nhưng do nhu cầu tiêu thụ hoa lan trong khối EU cao nên trong năm

2006 sản lượng nhập khẩu hoa lan từ các nước lên tới trên 155 tỉ sản phẩm, giá trị

kim ngạch nhập khẩu đạt gần 90 tỉ EUR (Nguồn: AIPH/Union Fluers:

Internaational Statistics Flowers and Plants 2007).

Hoa lan hiện nay đang là mặt hàng xuất khẩu chiến lược, mang lại nguồnlợi kinh tế cho nhiều Quốc gia Châu Á Thái Lan là nước xuất khẩu chủ yếu là

hoa lan nhiệt đới, đặc biệt là Dendrobium, phổ biến nhất là Dendrobium Sonia và

jumbo White Ngoài ra cũng còn còn một số loài nổi tiếng khác như Aranda,

Mokara, Oncidium và Vanda Hơn 80% Dendrobium trên thị trường Thế giới là từ

Thái Lan Chỉ với loại hoa lan chủ lực là Dendrobium, Thái Lan đạt doanh thu

mỗi năm gần 600 triệu USD từ giá trị xuất khẩu loại hoa này

Giá trị xuất khẩu năm 2000 khoảng 1.765 triệu baht Dendrobium được chọn

là sản phẩm vô địch bởi vì sản phẩm của nó xuất khẩu liên tục trong năm Hiệntại, Thái Lan là nước đứng đầu thế giới về hoa lan Nó trở thành niềm kiêu hãnhcủa người trồng hoa lan của Thái Lan Hiện nay, Thái Lan có khoảng 24 triệu m2

trang trại trồng hoa lan (Nguồn: Thailand orchid export.htm).

Hiện nay, hoa lan của Thái Lan chiếm lĩnh rộng trên thị trường thế giới: BắcMỹ, Hiệp chủng quốc Hoa Kỳ, Canada, Tây Ban Nha, Thụy Điển, Ba Lan, NhậtBản, Hàn Quốc, Trung Quốc, và một số nước Trung Đông và Châu Phi Kháchhàng chính vẫn là: Nhật, Ý, và Mỹ

Trong khi đó, Đài Loan là nước đứng đầu thế giới về sản xuất và xuất khẩuhoa lan Hồ điệp bằng qui trình công nghệ cao, giá trị doanh thu từ xuất khẩu loạihoa này hàng năm khoảng 43 triệu USD Trên thị trường thế giới, sản phẩm chủyếu của hoa lan Hồ điệp là hoa chậu, sản phẩm này có giá trị kinh tế cao gấpnhiều lần so với hoa Hồ điệp cắt cành

Hàng năm, Đài Loan sản xuất được 36 triệu Phalaenopsis Trong đó, 12

triệu hoa lan được xuất khẩu ra các nước như: 3 triệu đến Nhật Bản; 3 triệu đếnTrung Quốc; 2,5 triệu tới Hoa Kỳ và 3,5 triệu cho các quốc gia khác Trong tháng

6/2004, Hoa Kỳ đã cung cấp giấy phép xuất khẩu Phalaenopsis cho Đài Loan trên thị trường Hoa Kỳ (Nguồn: The world’s fascination with potted orchids-

Floraculture Int.htm).

1.1.1.2 Tình hình sản xuất lan ở Việt Nam

Diện tích trồng hoa ở Việt Nam hiện nay là 2.500 ha nhưng hoa lan chỉchiếm 5–6% Nước ta bắt đầu sản xuất và thương mại hoa lan tập trung khoảng 6năm trở lại đây nhưng tốc độ phát triển khá nhanh Chỉ riêng TP.HCM diện tíchvườn lan tới nay đã gần 80 ha, hoa lan đang mang lại thu nhập cao cho nhiềunông hộ Tuy nhiên hiện nay do cây giống trong nước không đủ cung cấp cho sảnxuất, các nhà vườn nhập cây giống ồ ạt từ nước ngoài như: Thái Lan, Đài Loan,

Trung Quốc (Nguồn: Báo cáo điều tra thống kê của Sở NN & PTNT TP HCM năm

2008).

Theo thống kê của Sở NN & PTNT TP HCM trong năm 2003 doanh số kinhdoanh hoa lan cây kiểng chỉ đạt 200-300 tỉ đồng nhưng đến năm 2005 đã tăng đến600-700 tỉ đồng và ngay từ đầu năm 2006 doanh số đạt được là 400 tỉ đồng

Theo TS Dương Hoa Xô - Trung tâm Công nghệ sinh học, đến nay đã hoàn

thiện quy trình nhân giống in vitro cho 7 nhóm giống hoa lan, có khả năng cung cấp 200.000 cây con hoa lan cấy mô thuộc các nhóm Mokara, Dendrobium,

Phalaenopsis, Catlleya Năm 2007, đã cung cấp cho các nhà vườn khoảng 50.000

cây hoa lan cấy mô các loại Năm 2008, sản xuất 100.000 cây giống hoa lan cấy

mô, tập trung cho nhóm hoa lan cắt cành Mokara, Dendrobium và một số giống

lan rừng quý

Đến 2009, chiếm lĩnh thị trường hoa tết là những loại hoa mới, lạ, và cao

cấp như: tiểu quỳnh, lily, tulip, địa lan, Hồ điệp nhân giống bằng công nghệ in

vitro.

Hiện nay, rất nhiều loại hoa đã được sản xuất bằng phương pháp nuôi cấymô tại Việt Nam, như: lan dendro, lan Hồ điệp, vanda, catleya, vũ nữ, vạn thọPháp, cúc Đài Loan, hoa salem, cẩm chướng, hoàng thảo, hoa đồng tiền nhập nội(các giống Tamara, Banesa, Caliente, Redbull) Thị trường tiêu thụ hoa trongnước ngày càng mở rộng, mỗi năm tiêu thụ hàng triệu cây hoa các loại, riêng hoalan cũng gần 2 triệu cây

Đặc biệt Đà Lạt là nơi sản xuất hoa lan sớm nhất cả nước với nguồn câygiống phong phú săn tìm trong rừng sâu Lâm Đồng dẫn đầu cả nước về nguồn lợilan rừng với 101 chi và 396 loài, chiếm 55,3% về chi và 76,5% về loài lan rừngcủa Việt Nam Không ít loài lan được phát hiện lần đầu tiên trên thế giới mangtên Đà Lạt, 10/12 loài lan quý của Việt Nam phân bố ở vùng rừng Lâm Đồng.Những năm 1980, Đà Lạt đã xuất khẩu số lượng lớn cành hoa sang các nướcĐông Âu.

Những năm gần đây, ngành sản xuất hoa lan ở Đà Lạt đã hồi sinh và pháttriển mạnh mẽ nhờ ứng dụng kỹ thuật công nghệ cao vào sản xuất Với côngnghệ hiện đại, đã giúp làm giảm chi phí trồng từ 40.000-70.000 đồng/gốc lantrước đây, xuống chỉ còn 4.000-7.000 đồng/gốc Sử dụng công nghệ nuôi cấy mô,và đặc biệt bằng phương pháp gây vết thương kết hợp nuôi cấy lỏng

TS Dương Tấn Nhựt cùng các cộng sự ở Phân viện Sinh học Đà Lạt đãnhân giống thành công Hồng hài - loài lan hài duy nhất trên thế giới có hươngthơm, được Tổ chức Bảo vệ động thực vật hoang dã thế giới đưa vào danh mụcthực vật cần bảo vệ bởi chỉ phân bố hẹp ở Việt Nam, khó sống, khó sinh sản.Theo TS Dương Tấn Nhựt, Thành phố Đà Lạt là cỗ máy điều hòa khổng lồcho phép sản xuất địa lan trong thiên nhiên theo hướng công nghiệp với chi phísản xuất chỉ bằng 1/10 so với các quốc gia phải trồng lan trong nhà kính, có hệthống điều hòa nhiệt độ

Lan Đà Lạt đã và đang mở rộng thị trường ra nhiều châu lục, trong đó cónhững thị trường khó tính như Mỹ, Nhật Bản, Đài Loan Nhiều doanh nghiệptrong và ngoài nước đang tiến hành khảo sát lập trang trại sản xuất hoa lan quymô lớn bởi tiềm năng, triển vọng đầu tư tại Đà Lạt là rất lớn so với Trung Quốcvà các nước ASEAN khác

1.1.2 Giới thiệu về giống lan Hồ điệp

Lan Hồ điệp là một trong những giống lan rất được yêu thích không chỉ vềmàu sắc, kiểu dáng mà còn mang một nét đẹp rất sang trọng và trang nhã Chính

vì vậy, nó đã nhanh chóng trở thành sản phẩm trồng trọt mang lại hiệu quả kinhtế cao không chỉ ở Việt Nam mà còn nhiều nước trên thế giới như Đài Loan, NhậtBản, Hà Lan, Mỹ…

Loài hoa đẹp này thường trồng chậu và người ta thường có dịp gặp nhiềunơi như trên ti vi, trong nhà, trong vườn, tạp chí, nơi bạn làm việc và thậm chíđược dùng làm quà tặng cao cấp giá trị Bên cạnh đó hoa Hồ điệp rất lâu tàn, độbền bông cao nên là sự lựa chọn làm vật trang trí, tạo cảnh quan trong các ngàylễ, tết

1.1.2.1 Phân loại

Vị trí phân loại:

1.1.2.2 Nguồn gốc và sự phân bố

Phalaenopsis Hồ điệp, có tên từ chữ Grec Phalaina có nghĩa là bướm và

Opsis có nghĩa là sự giống nhau Lan Hồ điệp là lan có hoa giống bươm bướmphất phơ rất đẹp Giống Hồ điệp có trên 70 loài và ngày càng được lai tạo ra rấtnhiều Hồ điệp là một loại lan đại chúng được xếp vào bậc nhất Hoa to, hìnhdáng đẹp, nhiều màu, dễ trồng Vì những đặc điểm trên Hồ điệp hiện nay rấtđược ưa chuộng

Hồ điệp được khám phá năm 1750, đầu tiên được ông Rumphius đặt tên là

Angraecum album Năm 1753 Linne đổi tên thành Epidendrum Năm 1825 nhà

thực vật Hà Lan định danh lại là Phalaenopsis.

Hồ điệp phân bố chủ yếu ở Malay, Indo, Philippine, phía đông Ấn Độ vàÚc Ở Việt Nam cũng có một số loài vì có hoa nhỏ nên được gọi là tiểu Hồ điệp.Hồ điệp có thể mọc ở khí hậu nhiệt đới và đồi núi cao 2000 m nên vừa chịu đượckhí nóng ẩm vừa chịu được khí hậu mát

Một số loại lan Hồ Điệp rừng ở Việt Nam:

Hồ điệp dẹt (Phalaenopsis Coenu) Cây sống phụ, rễ lớn, không có thân, lá

hình bầu dục thuôn dài Phát hoa dài 30 cm, hoa màu vàng xanh, có từ 6- 12 hoa,hoa nở rất lâu tàn và có hương thơm Cây mọc ở miền Trung, có dáng đẹp có thểtrồng ở Đà Lạt Hoa nở vào mùa thu

Hồ điệp ấn (Phalaenopsis Mannii) Cây mảnh, có lá dạng bầu thuôn, hơi

cong, màu xanh bóng Phát hoa dài thường buông thòng xuống, hoa tập trung ởđỉnh cánh màu vàng nghệ với vân màu đỏ Cây mọc ở Trung Bộ, Đà Lạt- LâmĐồng Hoa nở vào mùa hè

Lan Hồ điệp trung (Phalaenopsis parishii) Cây nhỏ, lá hình trái xoan, màu

xanh bóng, rụng vào mùa khô Phát hoa mọc thẳng đứng, mang 3-9 hoa ở đỉnhmàu vàng nhạt môi hồng tươi, giữa có 2 vạch nâu Cây mọc đẹp, hoa đứng, màusắc sặc sở nên được trồng làm cảnh, trang trí trong phòng hợp Hoa nở mùa xuân

Lan tiểu Hồ điệp hay Hồ điệp nhài (Phalaenopsis Pulcherrima) Cây nhỏ

sống trên đất cát trong các rừng chồi, rễ mập khỏe, lá hình trái xoan Phát hoa nởdài mang hoa ở đỉnh Hoa có màu trắng, hồng tím… Hoa nhỏ, cánh bầu dục, lưỡicó màu đậm hơn, họng màu tím Cây mọc ở miền Trung, Đồng Nai, Bình Châu…Cây ra hoa vào mùa mưa

Ngoài ra còn một số cây như: Phalaenopsis manni, Phalaenopsis gibbosa,

Phalaenopsis lobbii, Phalaenopsis fuscata, Phalaenopsis cornu cervi, Phalaenopsis petelotii Những cây này thường có hương thơm.

Một số cây Hồ điệp ngoại nhập có hoa đẹp:

Ph Pilong Cardino + Phuket beauty có hoa chùm to đẹp, đài và cánh đều

trắng tinh, lưỡi đỏ uốn cong, có hai râu dài rất đẹp, hoa rất lâu tàn

Ph Gaint Forst “ Snowbound” đài và cánh đều trắng tuyền, to, kín, lưỡi

nhọn màu vàng, rất đẹp

Phalae- Rousserol “Francois Lecouple”, đài và cánh màu hồng có rất nhiều

chấm đỏ, lưỡi vàng rất đẹp

Ph Sujianna Wijanto “Sunshine” toàn màu vàng tươi có đốm đỏ nhỏ rất đẹp.

1.1.2.3 Đặc điểm thực vật

Hồ điệp là loài lan đơn thân, mập, ngắn, lá to, dày mọc sát vào nhau Đâylà giống gồm các loài có hoa lớn, đẹp Phát hoa mọc từ nách lá, dài, đơn hayphân nhánh, cánh hoa phẳng, trải rộng, hoa nở từng cái, 3 đài to tròn, 2 cánh xòarộng kín Môi cong, dẹp, có 2 râu dài Trụ có hình bán nguyệt với 2 phân khối ulên chứa đầy phấn hoa Ngày nay Hồ điệp được lai tạo với nhiều màu sắc và kíchthước đa dạng: trắng, tím, đỏ, vàng, hồng

Lan có rễ khí sinh phát triển mạnh, màu lục, phía ngoài có một lớp mô xốpdày gọi là màng bao - có tác dụng dự trữ nước và bảo vệ rễ khỏi bị khô Lá đơnnguyên, dày, không cuống và có bẹ, dạng bầu dục, màu xanh bóng, đậm và nhẵn.Hoa mọc thành cụm, lưỡng tính, đối xứng hai bên Bao hoa dạng cánh, rờinhau, xếp thành hai vòng: ba mảnh vòng ngoài và hai mảnh vòng trong bé hơn,mảnh thứ ba có hình dạng và màu sắc khác hẳn gọi là cánh môi Gốc cánh môithường kéo dài ra, chứa tuyến mật Nhị và nhụy dính liền thành cột nhị nhụy Hạtphấn thường dính lại thành khối phấn Hai khối phấn ngăn cách nhau bởi trung

đới Bộ nhụy gồm 3 lá noãn dính nhau thành bầu dưới, mang nhiều noãn, đínhbên

Quả của lan Hồ điệp thuộc loại quả nang, mở bằng các khe nứt dọc theo haibên đường của giá noãn Quả lan chứa rất nhiều hạt, tùy vào giống, loài mà hạtcó thể từ vài trăm đến vài ngàn hạt Hạt cần trải qua 130 – 150 ngày để hạttrưởng thành, hạt mở sau 90 ngày Hạt nhỏ được gió mang xa như hạt bụi, phầnlớn hạt bị chết vì chứa phôi chưa phân hóa Theo Bernard (1909), hạt lan muốn

nảy mầm phải nhiễm nấm Rhizoctonia vì loại nấm này có tác dụng khởi phát sự

tái lập phân bào Trong thực nghiệm, người ta có thể đánh thức các “phôi sơkhai” (protocorm) khi sử dụng sốc thẩm thấu bằng cách nuôi cấy hạt trên môitrường chứa sucrose (Bùi Trang Việt, 2002)

Keiki: Keiki chỉ một cây con mọc từ một mấu trên cuống hoa Một số loài

có hoa nhỏ như P lueddemanniana thường tạo keiki trên cuống hoa Hiện tượng

này được Williams mô tả lần đầu tiên vào năm 1894 (Williams và Williams,1894)

Keiki còn có thể được hình thành ở nhiều loài Phalaenopsis và một số loài thuộc các chi lai Chẳng hạn trong The Genus Phalaenopsis (Sweet, 1980) có trình bày rõ khả năng phát triển cây con từ đốt phát hoa Phalaenopsis kunstleri ở Kew Gardens Keiki còn có thể hình thành từ rễ ở các loài Philippine P stuartiana (Williams và Williams, 1894) và Phalaenopsis schilleriana (Davis và Steiner, 1952) Các cây Phalaenopsis dưới điều kiện nuôi trồng không thuận lợi sẽ tạo ra

keiki trên cuống hoa, đặc biệt khi đỉnh đã bị cắt bỏ

1.1.2.4 Điều kiện sinh thái.

a Nhiệt độ và độ ẩm

Hồ điệp là loại hoa của nhiệt đới, nhiệt độ tối thiểu 22oC- 25oC ban ngày và

18oC vào ban đêm Tuy nhiên Hồ điệp là loại lan chịu nóng nhiều hơn đa số các

loài khác Cây có thể phát triển tốt ở nơi có nhiệt độ cao 35oC vào ban ngày và

25oC vào ban đêm Nhiệt độ lý tưởng để phát triển tốt là 25oC-27oC

Hồ điệp chịu ẩm cao, tối thiểu 60% nhưng không chịu nước Làm giàn chephải che 70% nắng Ẩm độ này rất phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam Khitrồng nên tạo độ ẩm vừa cho vườn lan vừa cho môi trường xung quanh

Nhiệt độ trong suốt quá trình xử phát hoa nếu vượt quá 26oC có thể gây ảnhhưởng trực tiếp lên phát hoa, làm chột đỉnh hoặc giảm số lượng hoa

b Nhu cầu nước tưới.

Hồ điệp là cây đơn thân nên không có giả hành để dự trữ dinh dưỡng vànước Nước thường tập trung chủ yếu ở lá, vì Hồ điệp có lá lớn, diện tích tiếp xúcnhiều nên rất dễ thoát hơi nước

Trong những ngày trời nắng không để cây khô quá lâu như vậy cây sẽ kiệtsức Vào mùa nắng có thể tưới 3 lần/ngày: sáng, trưa, chiều Nước tưới có độ pHkhoảng 5-6 là tốt nhất Nên dùng vòi phun sương tưới nhẹ rồi di chuyển qua mộtlượt rồi mới tưới trở lại để cho nước thắm đều vào chất trồng

Đối với những vườn lan trồng trong kính thì tưới nước rất ít khoảng 3-5ngày/lần Tóm lại, Hồ điệp cần ẩm nhiều hơn nước nên chỉ tưới vừa đủ là được

c Ánh Sáng.

Hồ điệp cần ánh sáng yếu vì đây là loài ưa bóng mát, biên độ ánh sángbiến thiên khá rộng 5.000 – 15.000 lux, ánh sáng chỉ cần 20%-30% là đủ Tuynhiên không trồng Hồ điệp ở nơi quá râm mát vì ánh sáng rất cần cho sự sinhtrưởng và trổ hoa

Cần chú ý không để cây bị cây ánh sáng trực tiếp chiếu vào, vì như vậy câysẽ cháy (phỏng) lá Nếu bị nhẹ thì cây bị cháy lá, chậm phát triển nặng có thểlàm chết cây Ta có thể nhận biết được cây thiếu hay đủ ánh sáng qua màu củalá Nếu cây thiếu nắng lá sẽ màu sậm hơn, đọt phát triển yếu Nếu cây dư ánhsáng lá sẽ hơi vàng, thậm chí có thể làm cháy lá

d Độ thông thoáng.

Rất cần thiết cho Hồ điệp, Hồ điệp hay bị bệnh thối nhũn lá (phõng lá), sựthông thoáng giúp lá cây mau khô sau khi tưới và bộ rễ không bị úng nước nênhạn chế bệnh rất nhiều

Đối với những vườn lan trồng trong nhà kính có thể dùng quạt hơi nước vừatạo độ ẩm vừa tạo sự thông thoáng cho vườn lan Gió sẽ làm cho lớp không khínóng trên bề mặt lá được luân chuyển giúp cho cây lan giảm sự thoát hơi nước

e Dinh dưỡng.

Hồ điệp cần dinh dưỡng thường xuyên, quanh năm nên không có mùa nghỉ.Hồ điệp cần phân bón tưới với nồng độ loãng và có thể tưới nhiều lần trong tuần.Có thể tưới phân hữu cơ như: bánh dầu 15 ngày/lần, vitamin B1, kích thích rarễ,

1.1.2.5 Giá trị kinh tế và tình hình sản xuất lan Hồ điệp

a Giá trị kinh tế của hoa lan Hồ điệp

Hồ điệp không chỉ phổ biến ở Nam Mĩ, trong những năm gần đây, Hồ điệptrở thành loại hoa trồng chậu có giá trị nhất trong ngành công nghiệp trồng hoa ởĐài Loan Chúng còn là những món quà xa xỉ ở các nước Châu Á, đặc biệt làNhật Bản Ngoài ra các loài hoa đẹp, xa xỉ cũng được nhập vào Mỹ để trang tríchậu hoặc dưới dạng quà tặng cao cấp

Ngày nay, hoa lan chậu đã trở nên khá phổ biến ở hầu hết các nước trên thếgiới Người ta có thể thấy Hồ điệp ở mọi nơi, trên truyền hình, trong nhà, trongvườn, tạp chí thậm chí nơi bạn làm việc Chứng tỏ, càng ngày con người càngnhận thức được tầm quan trọng của những chậu hoa trong cuộc sống thường nhậtcủa mình Lan Hồ điệp là một loài lan có độ bền bông cao trong điều kiện thíchhợp, cũng là một loài cây rất thích hợp để trồng trong nhà

Hơn nữa, trong vài thập kỉ gần đây nền công nghệ trồng lan phát triển giúpngười trồng đã giảm giá thành đáng kể đối với loại lan này nên giá cả phù hợp

với những người mê hoa hay người mới tập trồng cho nên Hồ điệp ngày càngđược ưa chuộng và được trồng ở nhiều nơi

Trước đây, Hồ điệp có giá khá cao, nên được xem là một loại hàng hoá caocấp trên thị trường Trong 20 năm trở lại đây, công nghệ hiện đại và các nghiêncứu đã giúp cho loại sản phẩm này trở nên phổ biến với người tiêu dùng, đặc biệtlà trong các ngày lễ Thêm vào đó, công nghệ lai giống và gieo hạt ngày càng tạonên nhiều chủng loại giống mới, nổi bật về màu hoa, kích thước hoa… Điều nàylàm cho người tiêu dùng rất thích thú với thú chơi lan và tạo nên những cơn sốthoa lan trên thị trường thế giới

Hồ điệp được trồng ở mọi nơi trên thế giới, hầu hết là ở Đức, Nhật bản,Phần Lan, Đài Loan, Thái Lan và Mỹ Cây con được nuôi cấy mô ở các nướcPhần Lan, Thái Lan, Đài Loan sau đó cây con lại được xuất khẩu cho các nướckhác với cả Mỹ để trồng ra hoa

Hàng ngàn các giống được lai và tạo dòng rất có giá trị trên thị trường Cácnhà nhân giống đã gieo hạt được rất nhiều giống Hồ điệp có chất lượng hoa vàcây giống rất có giá trị như các tính trạng qui định màu sắc hoa, và cấu trúc hoa,nhiều nhánh, nhiều vòi hoa, và gần đây là các giống có hương thơm Cuộc chạyđua diễn ra hầu hết tại Đài Loan, điều này dẫn đến một hệ quả là các giống cógiá trị hiện nay có thể không còn giá trị chỉ trong vài năm nữa

Màu sắc hoa tập trung ở các màu chủ đạo như: trắng, vàng, xanh, màu mơchín, hồng, đỏ tươi hay nâu sẫm Hoa có thể chỉ có một màu hay sự pha trộn giữacác màu này với nhau, chủ yếu là khác nhau ở vùng giữa, hay mép cánh hoa vớinhiều cấu trúc khác nhau như chấm hay sọc trên từng cánh bông Loại hoa mới

được lai tạo gần đây nhất là Harlequin, có màu trắng hay vàng với các mép cánh

bông được điểm xuyết bởi các chấm tròn ngẫu nhiên có giá rất cao trên thị trườnghiện nay

b Tình hình sản xuất lan Hồ điệp

Lan Hồ điệp là loài hoa đẹp, có giá trị kinh tế cao, là sản phẩm được cả thịtrường trong nước và thế giới ưa chuộng, là loài lan nhiệt đới, đơn thân, chu kỳsinh trưởng ngắn (thời gian từ trồng đến ra hoa khoảng 18-20 tháng tùy thuộc điềukiện chăm sóc và vùng trồng), dễ áp dụng sản xuất theo qui mô công nghiệp Vìvậy từ lâu lan Hồ điệp đã được rất nhiều nhà sản xuất hoa trong nước quan tâm.Tuy nhiên việc sản xuất loài hoa này ở nước ta hiện nay vẫn còn rất hạn chế donhiều nguyên nhân

TPHCM mấy năm gần đây được xem như là đơn vị đi đầu trong cả nước vềsản xuất hoa lan cắt cành theo qui mô tập trung Chiến lược phát triển nôngnghiệp của Thành phố tới năm 2010 sẽ sản xuất khoảng 300 ha hoa lan phục vụcho nhu cầu nội địa và xuất khẩu Hoa lan trồng ở TPHCM chủ yếu là giống

Mokara nhập từ Thái Lan, hiện nay loại hoa này đang bị xuống giá mạnh do sản

phẩm của chúng trên thị trường hoa trong nước gần đạt tới mức bão hòa Vì vậynhiều nhà vườn, trang trại đang chuyển dần sang trồng hoa lan chậu có giá trị

kinh tế cao hơn như Hồ điệp, Vũ nữ, Catleya, đáp ứng cho thị trường.

Tuy nhiên, các cơ sở sản xuất cây giống hoa lan trong nước hiện nay còn rấthạn chế, không đủ cây giống cung cấp cho sản xuất Vì vậy các nhà vườn nhậpcây giống ồ ạt từ một số nước trong khu vực như: Thái Lan, Đài Loan, TrungQuốc, bằng nhiều hình thức khác nhau để sản xuất Phần lớn các cây giốngnhập nội bị nhiễm bệnh, chất lượng kém, một số đã bị loại thải từ nước ngoài do

bị nhiễm bệnh hoặc kiểu dáng lỗi thời Trong khi các cơ quan kiểm dịch thực vậttrong nước chưa có các qui chế cụ thể để kiểm soát mặt hàng cây giống mới này.Điều này sẽ gây ảnh hưởng xấu đến ngành sản xuất hoa lan ở TP.HCM nói riêngvà cả nước nói chung nếu không có giải pháp kịp thời

Hiện nay tại TP.HCM cây lan Hồ điệp được xem là cây trồng chiến lượctrong việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng và vật nuôi Đây là cây trồng đem lại hiệuquả cao gấp 2-3 lần so với việc trồng lúa, hoa màu Trong xu thế đất trồng ngày

càng hẹp thì cây lan không chiếm diện tích đất nhiều nên là giải pháp rất hiệuquả Không chỉ đẹp về màu sắc, hình dáng, hoa lâu tàn… giá thành rẻ nên ngàycàng được ưa chuộng và nuôi trồng

Tại TP.HCM và các tỉnh lân cận có rất nhiều vườn trồng Hồ điệp với quimô từ vài trăm đến vài nghìn cây Điển hình là Công ty Lâm Thăng của Đài Loanđầu tư và Công ty Kim Ngân chuyên trồng về lan Hồ điệp, hàng năm có thể cungứng cho thị trường từ vài ngàn đếm vài chục ngàn cây, nhất là vào dịp TếtNguyên Đán Tuy nhiên do không có sự liên kết giữa các nhà vườn nên sản phẩmlàm ra không tìm được thị trường tiêu thụ, giữa cung và cầu không hợp lý

Về nguồn cây giống thì ở nước ta do không đầu tư nên cây giống không đạtchất lượng tốt, giống mới không nhiều nên các nhà vườn thường nhập giống từcác nước như Thái Lan, Đài Loan…

Ngoài ra hàng năm việc nhập khẩu hoa từ các nước này ước tính tiêu tốnhàng triệu USD So với các nước có ngành trồng lan phát triển như Đài Loan hayThái Lan thì ngành trồng ở nước ta cần phải học hỏi nhiều và cần phải có chínhsách phát triển hợp lý nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn

1.1.3 Giới thiệu về giống lan Dendrobium

Phong lan có vùng phân bố rộng lớn, trải dài từ đường xích đạo cho đến Bắc

cực, từ đồng bằng cho đến các vùng núi băng tuyết Họ phong lan (Orchidaceae)

với 750 chi và hơn 25000 loài là họ lớn thứ hai sau họ cúc (Asteraceae) trong ngành hạt kín (Angiospermae) và cũng là họ lớn nhất trong lớp một lá mầm.

Việc phân loại phong lan khá phức tạp Theo truyền thống cổ điển các nhà

khoa học trước đây phân loại Dendrobium thuộc tông Epidendreae, họ phụ Epiden droideae, phân họ Orchidaceae (Trích Nguyễn Thị Hồng Nhật, 2004) Theo Nguyễn Xuân Linh (1998) phân loại lan Dendrobium như sau:

- Dendrobium crassinode (Hoàng thảo u lồi).

- Dendrobium draconis (Hoàng thảo nhất điểm hồng).

- Dendrobium farmeri (Hoàng thảo thủy tiên).

- Dendrobium hercoglossum (Hoàng thảo tím huế).

- Dendrobium heterocrrpun (Hoàng thảo nhất điểm hoàng).

- Dendrobium parciflorum (Hoàng thảo xương cá).

- Dendrobium parisshii (Hoàng thảo tím hồng).

- Dendrobium parishii (Hoàng thảo hạc vĩ).

- Dendrobium primulim (Hoàng thảo long tu).

- Dendrobium pumilum (Hoàng thảo phù dung)

1.1.3.2 Sự phân bố

Họ Orichiaceae có khoảng 750 chi, 20.000 đến 25.000 loài, chiếm vị trí thứ

hai sau họ Cúc trong ngành thực vật hạt kín và là họ lớn nhất trong một lá mầm.Các loài trong hệ thống này phân bố rộng, do đó hình thái và cấu tạo cũng hếtsức phức tạp và đa dạng

Giống Dendrobium có khoảng 16.000 loài và đã được lai tạo thêm nhiều loại mới Tên Dendrobium có nguồn gốc từ chữ Hy Lạp: “Dendro”-có nghĩa là gỗ

“bio”- có nghĩa là sống Dendrobium hầu hết là thực vật biểu sinh, sống bám trên

vỏ cây Ở Việt Nam, người ta còn gọi là Hoàng Lan, hay còn gọi là Đăng Lan

Dendrobium chỉ được tìm thấy ở Đông Bán Cầu, trải dài từ Australia, xuyên

suốt nam Thái Bình Dương, Philippine, Ấn Độ, xuất hiện một ít ở Nhật Bản vàxuất hiện nhiều nhất ở Đông Nam Á

Do quá đa đạng nên Dendrobium tập trung thành hai dạng chính:

- Dạng đứng (Dendrobium Phalaenopsis): thường mọc ở xứ nóng, chịu

ẩm, siêng hoa Tp Hồ Chí Minh trồng rất nhiều loại này

- Dạng thòng (Dendrobium Nobile): chịu khí hậu mát mẻ ở vùng đồi núi

cao như Đà Lạt, Lâm Đồng…

Ở Việt Nam, Dendrobium có đến 100 loài, xếp trong 14 tông, được phân

biệt bằng thân (giả hành), lá và hoa

Lan rừng Việt Nam có rất nhiều nhóm Dendrobium:

Nhóm có giả hành rất dài, to, đứng thẳng như lan Thái Bình (Dendrobium

Pulchellum);

Nhóm có giả hành dài thòng xuống như Long Tu (D Primilium);

Nhóm có giả hành to ngắn như Kim Điệp (D Chrysotosum), Thủy Tiên (D.

Farmeri), Vảy Cá (D Lindleyi)…

Các loại này đều sống phụ sinh, sống bám trên thân cây, dạng bụi, có nhiềugiả hành mọc sát nhau như mía và còn có thể nhảy con từ mắt của lóng nên còngọi là lan mía hoặc lan tre Lá hình thuôn dài, mọc xen, màu xanh, hoa có thểmọc từ thân thành chùm hay cô độc Có nhiều loại rụng hết lá mới ra hoa Cácphát hoa không những mọc trên giả hành mới mà cũng có thể mọc lên từ các giảhành cũ đã ra hoa rồi Các giống lan rừng này thường trồng bám vào thân cây,vào miếng dớn hoặc xơ dừa Giá thể phải thông thoáng, phải để lan vào chỗ hơirâm mát Tưới nước ngày 2 lần, tưới phân 10 ngày 1 lần như phân 30.10.10, hoặcphân bánh dầu, đều tốt Muốn cho ra hoa phải tạm ngưng tưới nước, tưới phân đểcho cây rụng hết lá, sau đó mới ra hoa

Lan Dendrobium nhập nội:

Ở TPHCM nhập rất nhiều lan Dendrobium từ Thái Lan, Úc về trồng vì phát hoa dài cho rất nhiều hoa, màu sắc đẹp lại lâu tàn Các loại Dendrobium nhập đã

được lai tạo thuần hoá nên có hoa quanh năm, không có mùa nghỉ Thường thìtrồng vào chậu đất nung có nhiều lỗ chung quanh, giá thể gồm than, gạch, xơ dừa,dớn, vỏ cây

Cây Dendrobium nhập nội rất đẹp như: Rakpaibulsombat Wahite có phát hoa dài, nhiều hoa, hoa to màu trắng tuyền, kín rất đẹp, Thái Lan White, Rasem White

cũng đều có hoa màu trắng rất đẹp và lâu tàn

Dendrobium Thonglor Beauty có hoa màu tím đỏ, lưỡi đỏ rất siêng hoa Dendrobium Pink Magic "T-orchids" có hoa to, cánh màu đỏ tươi tròn kín,

lưỡi đỏ nhung, họng trắng rất đẹp

Dendrobium Somsak, hoa tròn cánh trắng, họng đỏ

Dendrobium Kultana "Oldbhue" hoa màu xanh tím, họng nhung đen rất lạ Dendrobium Kaasem Gold cánh vàng tươi, họng đỏ

D Kurniati "Golden Gold" hoa to cánh vàng tươi, lưỡi đỏ, ở cây này, đài và

cánh đều vàng cả bên trong lẫn bên ngoài rất đẹp

D.Thonglor`s Delight 2 màu, cánh đỏ có sọc trắng, đài màu trắng hồng D.Candy Stripe đài và cánh đều màu hồng, có nhiều sọc đỏ theo chiều dọc

cánh, rất đẹp

Loại Dendrobium thật là đa dạng, không thể nào kể hết ra được

Ở Thái Lan chuyên trồng Dendrobium cắt cành, trồng đại trà ở dưới đất Ngày nay, ở TPHCM cũng có nhiều vườn lan chuyên trồng Dendrobium cắt

cành Trồng các loại nhập từ Thái Lan thì rất siêng hoa, mỗi phát hoa có từ 15hoa trở lên, một giả hành có thể luân phiên ra từ 5-10 vòi hoa

1.1.3.3 Đặc điểm hình thái

Dendrobium có số lượng khá lớn, phân bố rộng rãi nên đặc điểm hình thái

đa dạng, do đó không có một hình dạng chung nhất nào về hoa và dạng cây Nhìn

chung, lan thuộc giống Dendrobium đều có các bộ phận sinh dưỡng như rễ, thân,

giả hành, lá và cơ quan sinh sản như hoa, trái

a Rễ

Sự đa dạng về hình thái và cấu trúc rễ làm cho Dendrobium phù hợp với

nhiều điều kiện sống: rễ mập, thân rễ bò dài hay ngắn khi sống ở đất

Ở một số loài có lối sống phụ bì, bám lơ lửng trên vỏ cây khác, nên thân rễcó thể dài hay ngắn, mập hay mảnh mai giúp đưa thân bò đi xa hay chụm lạithành các bụi dài

Cây có hệ rễ khí sinh, có một lớp mô hút ẩm dày bao quanh gồm những lớptế bào chết chứa đầy không khí nên rễ ánh lên màu xám bạc Vì vậy rễ hút đượcnước mưa hay chảy dọc trên vỏ cây hấp thụ dinh dưỡng và chất khoáng, mặt khácgiúp cây bám chặt vào giá thể, không bị gió cuốn Có khi hệ rễ đan bện thành búichằng chịt nhằm thu gom mùn của vỏ cây làm nguồn dự trữ chất dinh dưỡng Một loài có thân lá kém phát triển thậm chí tiêu giảm hoàn toàn, có hệ rễchứa diệp tố giúp cây hấp thu đủ ánh sáng cần thiết cho sự ra hoa và quang hợp

Ở loài sống hoại thì rễ có dạng búi nhỏ dày đặc có vòi hút ngắn để hút dinhdưỡng từ đám xác thực vật (sau khi được nấm phân hủy)

Rễ của lan Dendrobium không chịu được lạnh, nếu bị lạnh trong thời gian

dài, rễ cây sẽ bị mục nát và cây bị chết

b Thân

Dendrobium thuộc nhóm đa thân (còn gọi là nhóm hợp trục) có hệ thống

nhánh nằm ngang bò dài trên giá hoặc nằm sâu trong đất gọi là thân rễ

Thân nhẵn hay có nhiều vảy là do thoái hoá và một phần thẳng đứng manglá Các lá này bao nhau hợp thành thân giả hay còn gọi là giả hành

c Giả hành

Giả hành là những đoạn phình to, bên trong có các mô mềm chứa dịch nhàylàm giảm sự mất nước và dự trữ chất dinh dưỡng để nuôi cấy trong điều kiện khô

hạn khi cây sống bám trên cao Ngoài ra giả hành còn chứa diệp lục tố nên có thểquang hợp được

Hình dạng và kích thước của giả hành rất đa dạng: từ nhỏ như chiếc đinhgăm đến lớn như mũ người lớn, hình cầu, thuôn dài, hay hình trụ xếp chồng lênnhau tạo thành thân giả có lá mọc xen kẽ Trên thân giả có nhiều mắt ngủ nên

Dendrobium có thể nhân giống nhanh hơn các giống lan khác theo phương pháp

chiết nhánh thông thường Một số loài ở xứ lạnh chỉ có nhiệm vụ dự trữ chất dinhdưỡng nên giả hành không có màu xanh nhưng phía trên có mang lá

d Lá

Các lá mọc xen kẽ nhau và ôm lấy thân giả do lá có tận cùng bằng mộtcuống hay thuôn dài xuống thành bẹ ôm thân Hình dạng và cấu trúc lá rất đadạng

Lá có hình kim, trụ có rãnh hay phiến mỏng Dạng lá mềm mại, mọng nước,dai, có màu xanh bóng, đậm hay nhạt tùy thuộc vị trí sống của cây

Phiến lá trải rộng hay gấp lại theo gân vòng cung như cái quạt hay chỉ gấplại theo gân giữa như hình chữ V, những lá sát dưới gốc đôi khi giảm đi chỉ còn bẹkhông phát triển hay giảm hẳn thành vảy

e Hoa

Dendrobium thuộc nhóm phụ ra hoa ở nách.

Chồi hoa mọc từ các mắt ngủ giữa các đọt lá trên

thân ngọn và cả trên ngọn cây gọi Keiki

Biểu hiện trước khi ra hoa khác biệt như có

nhiều loài rụng lá trước khi ra hoa Thời gian ra

hoa đầu mùa mưa hay đầu tết

Hoa mọc thành chùm đơn hay chùm kép hay từng hoa riêng lẻ Cành hoa

dạng rũ hay dạng thẳng đứng Giống Dendrobium có hoa lâu tàn, trung bình 1-2

tháng

Thời gian ra hoa có khi nở suốt năm Mặt khác, số lượng cành hoa trên cây

nhiều nên Dendrobium được xem là giống chủ đạo để cung cấp lan cắt cành.

Cấu trúc hoa thì cực kì phong phú và hấp dẫn về hình dạng và màu sắc, tuynhiên luôn có điểm chung sau:

Bao quanh có vòng và ba mảnh bao gồm ba cánh đài và ba cánh tràng Bacánh đài thường có dạng ba cánh hoa giống nhau hay cánh đài lưng dài hơn cánhđài bên Các cánh đài dựng đứng hay trải ra Ba cánh tràng có hai cánh bên rấtgiống với cánh đài, rời hay dính với cánh đài bên, cánh tràng giữa còn được gọi làcánh môi, có màu sắc biến đổi sặc sỡ, hấp dẫn côn trùng giúp hoa thụ phấn Sự

đa dạng về màu sắc và hình dạng có sự đóng góp của cánh môi rất lớn Cánh môicó các dạng nguyên chia thùy, khía răng, có tua viền hay chia thành các sợimảnh

Ở Dendrobium và hầu hết các chi phong lan khác có cấu trúc cột nhụy, nằm

chính giữa hoa là dấu hiệu cơ bản để định loại hoa phong lan Trong khoảng nhỏcủa cột nhụy có đính một khối phấn có hàng trăm nghìn hạt phấn đính lại Khốiphấn có thể chia thành hai hoặc bốn, được xếp thành đôi một trong khoang.Thường có tinh bột, sáp hoặc có sừng cứng bao quanh khối phấn

f Trái

Họ Orchidaceae đều có quả thuộc loại quả nang Khi hạt chín, các nangbung ra chỉ còn đính lại với nhau ở đỉnh và gốc Ở một số loài, khi quả chín khôngnứt ra nên hạt chỉ ra khỏi vỏ khi quả bị mục nát

g Hạt

Một quả chứa từ 10.000 đến 100.000 hạt Đôi khi đến 3 triệu hạt nên hạt cókích thước rất nhỏ (trước đây phong lan còn được xem là họ tử vi–

microspermeae) nên phôi hạt chưa phân hoá Sau 12-8 tháng, hạt chín và phát tánnhờ gió Khi gặp nấm cộng sinh tương thích trong điều kiện phù hợp, hạt nảymầm.

1.1.3.4 Điều kiện sinh thái

a Ánh sáng

Dendrobium là giống ưa ánh sáng, có thể trồng trong điều kiện ánh sáng

trực tiếp hay ánh sáng khuếch tán, ánh sáng hữu hiệu cho giống Dendrobium là

70%, vì thế giàn che với độ che sáng 30% dưới đất, và 40% ở trên cao như sânthượng thích hợp cho sự phát triển

Ánh sáng rất cần thiết cho sự tăng trưởng và ra hoa Lượng ánh sáng cầnthiết bằng khoảng 50% ánh sáng mặt trời (tùy theo điều kiện nuôi trồng trong nhàhay trong nhà kính) Nếu dùng ánh sáng nhân tạo thì cần 4 đèn neon 40 watt và 2

đèn tròn 40 watt chiếu trực tiếp lên phía cây Có thể nói Dendrobium là loài ưa

sáng (60 - 70%), có những loài yêu cầu ánh sáng tới 80 - 90%

b Nhiệt độ

Dendrobium ưa những vùng đất thấp và ấm áp như vùng khí hậu nhiệt đới

và cận nhiệt đới Cây trưởng thành cần sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêmlà 6-90C Nhiệt độ thích hợp nhất cho sự phát triển của Dendrobium là: ngày 27-

320C, đêm từ 16-180C Trong điều kiện độ ẩm và thoáng khí tăng thì nhiệt độ 35

-380C là rất tốt Nhiệt độ dưới 100C có thể làm rụng lá

Cây lan Dendrobium có biên độ nhiệt độ rất rộng, người ta chia làm 2 hai

Nước rất quan trọng cho cây để tăng trưởng Nếu thiếu nước cây sẽ khôngphát triển và có thể bị chết khô Nhìn thấy thân cây hay lá cây bị nhăn nheo, làcây thiếu nước Còn quá nhiều nước cây bị úng, thối rễ, là điều kiện tốt cho vikhuẩn, nấm xâm nhập làm cây chết.

Nước giúp duy trì độ ẩm trong giai đoạn tăng trưởng Nếu giữ khô ráo giữacác lần tưới nước sau giai đoạn tăng trưởng sẽ làm cây cứng cáp hơn

d Độ ẩm

Dendrobium cần độ ẩm trong khoảng 50 – 60% Nếu trồng trong nhà kính

thì nên dùng máy tạo ẩm độ nếu điều kiện quá khô hanh

Độ ẩm rất cần cho cây tăng trưởng nhanh hơn và hoa tươi lâu, lâu tàn

e Giá thể

Giá thể dùng trồng lan phải xốp, thoáng khí và không giữ nước quá lâu Cóthể sử dụng một loại giá thể hoăc trộn các giá thể với nhau như vỏ cây khô, đánúi lửa, xơ dừa hoặc đá

f Phân bón

Nhiều người lầm tưởng rằng cây lan chỉ cần có khí trời và nước là có thểsống và phát triển được Thật ra cây lan cũng như các loại cây trồng khác đềuphải có đầy đủ chất dinh dưỡng và kích thích tố Thường có công thức chung: N-P-K cân bằng nhau (10-10–10), (12–12-12)… cho mỗi tuần trong thời kì tăngtrưởng của chúng

Trung bình chỉ nên tưới mỗi tuần một lần (tùy theo mùa mưa hay khô, nơinắng ít hay râm mát) và tưới từ nồng độ thấp đến nồng độ cao

1.1.3.5 Giá trị sử dụng

a Giá trị sử dụng của lan ở một số nước trên thế giới

Các vườn lan Dendrobium cắt cành tại các nước trên thế giới được tổ chức

trồng, thu hoạch, đóng gói và phân phối theo quy trình công nghiệp

Dendrobium được chọn làm giống chủ đạo trong ngành sản xuất lan cắt

cành do những ưu điểm sau:

Siêng ra hoa, cho nhiều cành, số lượng hoa trên 1 cành nhiều (tối thiểu 6hoa/cành), có phổ khí hậu sống rộng

Số lượng loài lớn nên chủng loại sản phẩm rất đa dạng, dễ thay đổi theo thịhiếu của thị trường, rất được ưa chuộng, đặc biệt là trên thị trường Châu Á

b Giá trị y dược và thực phẩm

Từ lâu cây lan đã được sử dụng trong y dược và thực phẩm Được liệt kêtrong dược cổ điển Hy Lạp, Trung Quốc và vùng Tiểu Á, chúng được phơi khô,xắt nhỏ làm thuốc giảm đau và thuốc kích thích

Một số bộ tộc ở Indonesia dùng Dendrobium sallacense nấu với cơm Ngoài

ra lá và giả hành được dùng làm trà hoặc lấy sợi trong thân phơi khô để làmkiềng đeo tay,

Theo Đông y người ta cho rằng cây lan này là một vị thuốc bổ dương tăngthêm sức mạnh tình dục và trường thọ, cho nên đến bây giờ vẫn còn thông dụng

D nobile có chất alkaloid và đặc biệt chất dendrobine được dùng trong y dược.

Ở Nam Dương, thân cây của những giống Dendrobium nguyên thủy như D.

acuminatissimum, D bilfate và D macrophyllum được dân chúng dùng trong việc

đan lát rổ rá hoặc đan ghế ngồi Tại nhiều nơi khác như quần đảo Solomon, bánđảo Cape York, quần đảo Torres Strait, Irian Jaya, Molucas, v.v người ta đemcây Dendrobium ra phơi nắng hay hơ trên lửa Phần ngoài của thân cây có màuvàng được tước ra để đan chiếu, vòng đeo tay, cung tên hay các vật dụng sơ khainhư quần áo, đồ trang sức, đồ cúng lễ,

Tại Sulawesi và Kalimantan thân cây Diplocaulobium utile được chẻ ra và

phơi khô cho có màu vàng để trang trí cho các vật dụng nhỏ như giỏ hay hộp

đựng xì gà Vì sự hiếm quý, cho nên ở Sulawesi các thảm, chiếu hay đồ đan bằnggiống lan này chỉ dành riêng cho hoàng gia hay các nhà quý tộc.

Trong khi đó tại Nhật Bản D moniliforme được coi như biểu hiệu của sự

trường thọ và dùng cho việc trang trí các đền đài

Vài thứ lá cây Dendrobium ở Tân tây lan được dùng làm thuốc ho Tại Ấn độ D.monticola và D ovatum dùng làm cho da được mềm mại và D moschatum

(Thái Bình) chữa chứng đau tai

Tại Mã Lai D bifarum, D planibulbe và D purpurum dùng để chữa trị nhiều chứng bệnh về da Ở Tây Mã Lai và Java cây D crumenatum dùng để chữa chứng đau tai hay nhiễm trùng trong tai Cây D hymenanthum dùng để chữa bệnh phù thủng và cây D sulbulatum được nghiền ra để trị chứng nhức đầu ở Tây Mã

Lai

1.1.4 Các kỹ thuật nhân giống trên cây lan

1.1.4.1 Phương pháp nhân giống truyền thống

a Nhân giống hữu tính bằng hạt

Hiện tượng giao phấn trong tự nhiên là hiện tượng thông thường, gần nhưbắt buộc đối với hầu hết các loài lan Đó là nguyên nhân vì sao họ lan có sốlượng chủng loại rất phong phú

Việc giao phấn đều tạo ra những giống mới, qua chọn lọc, có những đặc tínhhơn hẳn cây bố mẹ

Tuy nhiên, nhân giống bằng hạt mất rất nhiều thời gian, dễ xảy ra biến dị,cây con không đồng nhất về mặt di truyền

b Nhân giống vô tính bằng cách tách chiết

Phương pháp này dùng để tách các chậu lan quá đầy, đồng thời làm tăng sốlượng cây mới

Phương pháp này dễ dàng thao tác, ít tốn công và vốn, tuy nhiên cây non dễ

bị nhiễm bệnh do thao tác và không thể đáp ứng một lượng giống lớn, đồng bộ

theo mô hình trồng theo công nghiệp Bên cạnh đó, thời gian nhân giống rất dàivà hệ số nhân rất thấp, hơn nữa cây con tạo thành có sức sống không cao.

1.1.4.2 Kỹ thuật nhân giống in vitro

a Lịch sử

Năm 1838, hai nhà sinh học người Đức Schleiden và Schwann đã đề xướngthuyết tế bào và nêu rõ: mọi cơ thể sinh vật phức tạp đều gồm nhiều đơn vị nhỏ,các tế bào hợp thành Các tế bào đã phân hoá đều mang các thông tin di truyềncó trong tế bào đầu tiên, đó là trứng sau khi thụ tinh, và là những đơn vị độc lập,từ đó có thể xây dựng lại toàn bộ cơ thể

Năm 1902, Haberlandt là người đầu tiên đưa các giả thuyết của Schleidenvà Schwann vào thực nghiệm Tuy ông đã gặp thất bại trong nuôi cấy các tế bào

đã phân hoá tách từ lá một số cây một lá mầm: Erythronium, Ornithogalum,

Tradescantia (do cây một lá mầm là đối tượng rất khó nuôi cấy, hơn nữa ông

dùng các tế bào mất khả năng tái sinh)

Năm 1922, Kotte (học trò của Haberlandt) và Robbins đã thành công trongviệc lặp lại thí nghiệm của Haberlandt với đỉnh sinh trưởng tách từ rễ của một câyhoà thảo trong môi trường lỏng chứa muối khoáng và glucose Tuy nhiên sự sinhtruởng chỉ tồn tại một thời gian, sau đó chậm dần và ngừng lại mặc dù tác giảchuyển qua môi trường mới

Năm 1934, White J.P thông báo nuôi cấy thành công trong một thời gian dài

đầu rễ cà chua (Lycopersicum esculentum) trong môi trường lỏng chứa muối

khoáng và glucose và nước chiết nấm men Sau đó, White chứng minh có thể thaynước chiết nấm men bằng hỗn hợp loại vitamin B: Thiamin (B1), Pyridoxin (B6),Nicotinic acid Trong thời gian này, R.J.Gautheret (ở Pháp) đã tiến hành nuôi cấymôi tượng tầng một số cây gỗ (cây liễu) khi đưa auxin vào môi trường nuôi cấy.Tuy nhiên sự sinh sản các tế bào đầu tiên không vượt quá 8 tháng

Năm 1939, Gautheret thông báo kết quả đầu tiên của ông với Viện Hàn

Lâm Khoa Học Pháp về việc nuôi cấy các mô vô hạn của cây cà rốt (Daucus

carote).

Sau thế chiến thứ hai, lĩnh vực này đặc biệt phát triển nhanh và nhiều kếtquả nghiên cứu quan trọng trong nông nghiệp được công bố

b Các bước nhân giống in vitro

Nhân giống vô tính các cây trồng in vitro thường gồm các giai đoạn sau:

1 Chọn lựa và khử trùng mẫu cấy

2 Tạo thể nhân giống in vitro.

3 Nhân giống in vitro.

4 Tái sinh cây in vitro hoàn chỉnh.

5 Chuyển cây con in vitro ra vườn ươm.

c Các kỹ thuật nhân giống in vitro

- Nhân giống qua nuôi cấy mô sẹo

- Nhân giống bằng các đoạn giả hành

- Nuôi cấy bao phấn và hạt phấn

- Nuôi cấy tế bào trần (protoplast)

d Ưu và nhược điểm của kỹ thuật nhân giống in vitro

Có khả năng tái sinh cây con từ các vùng mô và cơ quan khác nhau của câynhư trục thân, lóng thân, phiến lá, cuống lá, hoa, chồi phát hoa, hạt phấn, màngoài tự nhiên không thể thực hiện được.

Được nuôi cấy trong điều kiện vô trùng, cây khoẻ mạnh, sạch virus thôngqua xử lý nhiệt hay nuôi cấy đỉnh sinh trưởng

Có thể sản xuất quanh năm và chủ động kiểm soát được các yếu tố ngoạicảnh như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm…

Hệ số nhân cao, sản xuất được số lượng lớn cây giống trong một thời gianngắn nhằm đáp ứng nhu cầu cho những người trồng thương mại

Tạo cây có khả năng ra hoa, tạo quả sớm

Tạo dòng toàn cây cái (cây chà là) hoặc toàn cây đực (cây măng tây) theomong muốn

Dễ dàng tạo giống cây trồng mới bằng phương pháp chuyển gen

Vi nhân giống được xem là công cụ tối ưu phục vụ cho công nghệ di truyền.Giảm được nhiều công sức chăm sóc, nguồn mẫu dự trữ lâu dài và chiếm ít khônggian so với phương pháp nhân giống truyền thống

Nhược điểm:

Nhân sinh khối thông qua nuôi cấy mô tốn kém hơn nhiều so với phươngpháp nhân giống truyền thống (như giâm, chiết, gieo hạt…) nên thường khó ápdụng để thương mại hoá Chi phí cho nhân công thường chiếm khoảng 60% hoặccao hơn trên tổng giá trị của toàn sản phẩm

Bên cạnh những thuận lợi trên, phương pháp vi nhân giống bằng môitrường bán rắn cũng bộc lộ những khó khăn sau:

Quá trình nhân giống phức tạp gồm nhiều giai đoạn liên quan và cầnkhoảng thời gian dài trước khi có thể thích ứng trồng ngoài vườn ươm

Dễ xuất hiện các biến dị soma trong quá trình nuôi cấy, đặc biệt tái sinh quamô sẹo

Nhân giống nhanh và nhân với số lượng lớn cho đến ngày nay vẫn chưa thựchiện được trên tất cả các loài cây, cụ thể như đối với các loài ngũ cốc thì việcnhân giống vẫn còn nhiều hạn chế.

Sự tái sinh thành cây in vitro tường khó xảy ra, đặc biệt với các cây thân gỗ.

Nhân giống trên môi trường bán rắn có giá thành sản xuất vẫn còn cao (dosử dụng agar) và thời gian cấy chuyền dài Khi sản xuất ở qui mô công nghiệp,chi phí cho năng lượng và nhân công vẫn còn rất lớn

Nhược điểm quan trọng nhất trong vi nhân giống trên môi trường bán rắnđược xem là tỷ lệ sống sót của cây thấp sau khi được chuyển ra vườn ươm bởi vì

sự khác biệt lớn giữa điều kiện in vitro và ex vitro và sự cần thiết phải nuôi cấy

vô trùng bắt buộc phải sử dụng các loại trang thiết bị chuyên biệt và đắt tiền.Tất cả những khó khăn trên được xem như trở ngại to lớn cho việc ứng dụngrộng rãi vi nhân giống trong nhân giống các giống thực vật có chất lượng cao

1.1.4.3 Một số hệ thống nuôi cấy in vitro mới

a Nuôi cấy lỏng lắc

Đây là phương pháp nuôi cấy thực vật bằng môi trường lỏng, bình nuôi cấyđược đặt trên máy lắc (shaker), tuỳ vào mục đích nuôi cấy, đối tượng nuôi cấymà số vòng quay của máy lắc được điều chỉnh khác nhau (từ 90 - 180 vòng/phút)

Thuận lợi của nuôi cấy lỏng lắc:

Phương pháp nuôi cấy mô và tế bào thực vật bằng môi trường lỏng sẽ khắcphục được một số nhược điểm khi nuôi cấy trên môi trường bán rắn:

Các mẫu nuôi cấy được ngập và phân bố theo không gian 3 chiều nên tiếtkiệm được không gian, mẫu cấy hấp thụ hết môi trường dinh dưỡng trong bìnhnuôi cấy Tăng cường được sự thoáng khí nên kích thích mẫu phát triển nhanh.Khi nuôi cấy ngập và được di chuyển tự do trong môi trường, hiệu ứng ưuthế ngọn bị biến mất và các chồi phát triển tương đối đồng đều nhau Giảm chi

phí sản xuất thông qua việc giảm được lượng agar sử dụng cho môi trường nuôicấy

Khó khăn của nuôi cấy lỏng lắc:

Khó khăn lớn nhất của nuôi cấy lỏng lắc là mẫu mô nuôi cấy bị tổn thương

do quá trình lắc Những khối mô hay cơ quan tế bào thực vật mới hình thành cònnon yếu, nếu bị va đập mạnh sẽ làm dập nát khối mô non Từ đó khả năng nhânnhanh tế bào bị giảm sút

Quá trình nhân nhanh khối mô hay tế bào sử dụng môi trường lỏng thay chomôi trường bán rắn kể từ giai đoạn tái sinh đến giai đoạn tăng sinh khối Môitrường nuôi cấy lỏng thường dẫn đến sự phát sinh hình thái bất thường, chẳng hạnnhư hiện tượng thủy tinh thể (hyperhydricity hay vitrification)

Cho đến nay, định nghĩa về hiện tượng thủy tinh thể vẫn chưa được rõràng Nói chung, đây là một hiện tượng liên quan đến sự rối loạn trong hình thái

và sinh lý của thực vật trong quá trình tăng trưởng in vitro, kết quả làm mất đi

khả năng phát triển bình thường, và sau đó kéo theo hàng loạt các vấn đề trongsuốt quá trình thích nghi của thực vật khi ra vườn ươm

Biểu hiện của thực vật được nuôi cấy trong môi trường lỏng là thường yếuớt, xuất hiện các tinh thể nước giống như thủy tinh, mọng nước ở lá và ở chồi, hệrễ phát triển kém Lá là cơ quan chịu ảnh hưởng nhiều nhất trong môi trườnglỏng Chúng phát triển một loại nhu mô vô tổ chức, loại này được tạo ra từ cáclớp nhu mô xốp có không gian liên bào rộng, một loại mô mạch không định hình,một lớp biểu bì bất thường Lớp mô biểu bì của các lá thừa nước thường phát triểnkhông tốt và quá trình đóng mở khí khẩu không còn ổn định như trước

Hậu quả của hiện tượng thủy tinh thể là lá ít phát triển trong điều kiện in

vitro cũng như ex vitro và có thể cả cây cũng vậy, thường yếu và chết Do vậy,

khi hiện tượng thủy tinh thể xảy ra thì chức năng quang hợp cũng như hô hấp của

lá có thể không còn thực hiện được tốt như trước nữa, nên cây sau khi chuyển rađất thường ít khả năng sống sót và kém phát triển.

Sau khi nhân giống in vitro, các cây xuất hiện hiện tượng bất thường về kiểu hình và cấu trúc giải phẫu, ở giai đoạn ex vitro thường có hiện tượng bất

thường về kiểu hình Các biểu hiện sai hỏng, chẳng hạn như thừa nước, lá và chồikém phát triển, phôi bất thường, rối loạn quá trình phát sinh phôi đều là kết quảcủa sự gián đoạn hay mất tín hiệu trong trình tự của quá trình tái tạo cơ quan ởthực vật Các vấn đề nêu trên biểu hiện nghiêm trọng hơn đối với nuôi cấy lỏngvà cần phải có những nghiên cứu sâu hơn để hiểu rõ cũng như có thể kiểm soátđược sự phát sinh hình thái trong nuôi cấy bioreactor - một mô hình lớn của nuôicấy lỏng

b Nuôi cấy bằng bioreactor

Đây là phương pháp nuôi cấy dựa trên một bình nuôi cấy được thiết kếchuyên biệt nhằm mục đích nhân số lượng lớn tế bào, mô hay cơ quan trong môitrường lỏng có hệ thống làm thoáng khí

1.1.4.4 Ứng dụng của kỹ thuật nhân giống in vitro

Nhân giống các loại cây cảnh là ứng dụng phổ biến nhất trong kỹ thuật nuôicấy mô Hiện nay tất cả lan thương mại đều sản xuất bằng cách này Ngoài ra còncó: Dương Xỉ, Cẩm Chướng, Cúc, Petunia, (xem bảng 1.1)

Kỹ thuật nuôi cấy mô thực vật bậc cao để cải thiện cây trồng bao gồmnhững ứng dụng: nhân giống vô tính với tốc độ nhanh, tạo cây trồng sạch bệnh vàkháng bệnh, cảm ứng và tuyển lựa dòng đột biến, sản xuất cây đơn bội qua nuôicấy túi phấn, lai xa qua môi trường nuôi cấy phôi và noãn, tạo dòng lai xa somavà lai tế bào trần (protoplast), cố định nitrogen, cải thiện hiệu quả quang tổnghợp, bảo quản các nguồn gen

Bảng 1.1 Các phương pháp nhân giống thực vật (Takayama, 1991)

gioánga

-Allium x x - - Musa sp. x x -

1.2 HỆ THỐNG BIOREACTOR TRONG NUÔI CẤY MÔ THỰC VẬT1.2.1 Giới thiệu chung

Tự động hóa sự phát sinh cơ quan trong bioreactor được đặt lên hàng đầunhư là một phương pháp khả thi trong việc làm giảm chi phí của vi nhân giốngthương mại (Takayama và Akita, 1994; Leathers et al., 1995; Paek et al., 2002).Nhân giống trên quy mô lớn thực vật qua nuôi cấy phôi, mô và tế bào bằngbioreactor đang có nhiều triển vọng trong nhân giống cây trồng quy mô côngnghiệp.Bioreactor sử dụng trong nuôi cấy mô tế bào thực vật được cải tiến từ cácloại bioreactor trong nuôi cấy tế bào vi sinh

Việc sử dụng bioreactor cho nhân giống thực vật được báo cáo đầu tiên vào

năm 1981 với nghiên cứu của tác giả Takayama trên đối tượng là cây Begonia

(cây thu Hải Đường) Về sau, hệ thống này còn được ứng dụng có hiệu quả trênnhiều loài thực vật khác (Takayama, 1991)

Sử dụng một bioreactor cỡ nhỏ (từ 4 - 10 lít) trong khoảng 1 - 2 tháng có thể

lớn của việc áp dụng hệ thống bioreactor trong vi nhân giống thương mại đồngthời mở ra một hướng mới trong sản xuất các sản phẩm có hoạt tính sinh học cónguồn gốc thực vật (Takayama, 1991).

Mục đích của nuôi cấy bioreactor là tăng nhanh số lượng lớn các chồi đồng

nhất và đồng thời giúp giảm chi phí trong nhân giống thực vật (Nhut và cộng sự,

2004)

Bioreactor được mô tả là một bình phản ứng có những tính chất sau: nuôicấy trong điều kiện vô trùng, nuôi cấy trong môi trường lỏng, số lượng mẫu cấynhiều, có khả năng tự động hóa, vi tính hóa thông qua vi điều khiển các yếu tốmôi trường như mức độ khuấy trộn, thoáng khí, nhiệt độ, oxy hòa tan, pH,…

Nuôi cấy bằng bioreactor là một trong những phương pháp đầy hứa hẹn chonhân giống với số lượng lớn tế bào, phôi soma hay các đơn vị phát sinh cơ quan(củ, hành, đốt, củ bi hay cụm chồi), trong đó đã có một số báo cáo về nhân giốngcác loại cây hoa cảnh và cây dược liệu bằng bioreactor

Tuy nhiên, sự mâu thuẫn trong việc tối ưu các loại bioreactor cũng như cácthông số nuôi cấy cũng được nêu lên Nguyên nhân chính là do sự khác nhau vềloài, do đó cần phải quan sát cẩn thận từng trường hợp cụ thể Khi chuẩn bị nuôicấy trên một đối tượng nào đó, thông thường bắt đầu với hệ thống bioreactor nhỏđể tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy, sau đó việc nuôi cấy trong các bioreactor(500 – 1000 lít) quy mô lớn dễ dàng thực hiện hơn

1.2.2 Cấu trúc và phân loại bioreactor

1.2.2.1 Cấu trúc bioreactor

Có nhiều kiểu bioreactor khác nhau Chúng được phân biệt theo dạng:phương pháp khuấy, theo kiểu bầu chứa, theo kiểu sục khí, theo chế độ chiếusáng (Takayama, 1991) Xét về cấu tạo chung thì bioreactor nuôi cấy mô thực vậtcũng giống bioreactor nuôi cấy tế bào động vật hay vi sinh vật

Hình 1.1 Mô hình bioreactor được nối với cánh khuấy có mô-tơ.

Vào khoảng cuối năm 1950, các nhà khoa học đã thiết kế nhiều kiểu bồnlên men (fermenter) Các kiểu đơn giản được thiết kế vào năm 1959, bao gồmbình 20 lít Bình này có một nút cao su lớn và 4 ống nhỏ (ống cho khí vào, ống khí

ra, ống môi trường vào, ống lấy mẫu ra) Hệ thống chai quay được thiết kế năm1964

Hiện nay, tuy kích thước bioreactor nuôi cấy tế bào thực vật không ngừngtăng lên nhưng cấu trúc của chúng vẫn tương tự các bồn lên men vi sinh vật Bioreactor là một mô hình nuôi cấy phù hợp nhất cho nuôi cấy mô thực vậttrong việc sản xuất nhanh một số lượng lớn cây con trong một mẻ nuôi cấy Cácloại bioreactor được sử dụng phổ biến là loại có thể tích 2 - 20 lít vì chúng có mộtsố thuận lợi sau:

- Dễ dàng vận hành

- Có thể vô trùng dễ dàng

1 Cửa nạp nguyên liệu

3 Hệ thống sục khí

4 Ống dẫn nước

5 Ống thoát nước

6 Motor

7 Đai bảo vệ

8 Thanh truyền động

9 Cánh quạt

10 Bộ phận cảm biến

11 Vách ngăn

12 Lớp giữ nhiệt

13 Cửa rút nguyên liệu2 Ống dẫn khí vào

- Ít gây hậu quả nghiêm trọng khi bị nhiễm

- Kích thước nhỏ

- Tạo ra từ 1- 10.000 cây con trong một mẻ

Gần đây các bioreactor 500 lít được sản xuất để sản xuất chồi Stevia

rebaudiana (cây cỏ ngọt) và tạo ra khoảng 200.000 cây con trong 1 mẻ nuôi cấy

trước khi chuyển ra đất

1.2.2.2 Phân loại bioreactor

Có nhiều loại bioreactor được thiết kế nhằm nhiều mục đích khác nhau đốivới từng loại cây trồng, kiểu nuôi cấy hay giai đoạn nuôi cấy

a Phân loại theo ứng dụng

Bioreactor có ba loại chính được phân biệt như sau:

- Loại dùng để sản xuất sinh khối (sản phẩm là khối tế bào, các đơn vị phátsinh phôi, phát sinh cơ quan, chồi, rễ)

- Loại dùng để sản xuất các chất chuyển hóa thứ cấp, enzyme

- Loại dùng cho việc chuyển hoá sinh học các chất chuyển hóa ngoại sinh(là các chất tiền thân trong quá trình trao đổi chất)

b Phân loại theo chức năng hoạt động của bioreactor

Xét về chức năng hoạt động thì các bioreactor nuôi cấy thực vật có thểchia thành 2 loại chính sau:

- Loại nuôi cấy ngập cục bộ hay tạm thời

- Loại nuôi cấy ngập toàn bộ hay liên tục

Loại sau thường được dùng trong vi nhân giống có mật độ mẫu cấy cao khimà sự ngập không ảnh hưởng lớn đến sự phát triển bình thường của mẫu cấy.Chẳng hạn khi nuôi cấy protocorm-like body, mô sẹo tạo phôi, phôi soma, cụmmô phân sinh và các chồi mắt Nuôi cấy ngập hoàn toàn cũng thích hợp cho nuôicấy các thân hành và thân củ (Takayama, 1991)

c Phân loại theo sự di chuyển của mẫu nuôi cấy

Các bioreactor cũng được phân loại thành 3 kiểu dựa vào sự di chuyển củamẫu nuôi cấy như sau:

- Mẫu nổi ngay sát bề mặt môi trường (các cây Dâu tây con)

- Mẫu lơ lửng trong môi trường (cây Thu hải đường, cây Hông)

- Mẫu chìm ở đáy bioreactor (cây Huệ tây, cây hoa Lay-ơn, cây Khoai tây) Trong 3 kiểu trên, kiểu có mẫu nổi và chìm cho thấy có sự phát triển rất tốt.Trong trường hợp mẫu lơ lửng, di chuyển trong môi trường dễ bị tổn thương hư hạinghiêm trọng Nguyên nhân là do di chuyển chúng đã va chạm nhau, cái này đèlên cái kia dẫn đến stress (tổn thương) tế bào, kết quả là tăng trưởng bị suy giảm

d Phân loại bioreactor theo hình thức khuấy

Gồm 3 loại sau:

- Bioreactor khuấy máy

- Bioreactor khuấy hơi nước

- Bioreactor không khuấy

Ngoài ra, có một loại bioreactor cung cấp oxy mà không tạo bọt khí bằngcách dùng các ống silicone Chúng được xem là rất phù hợp với nuôi cấy huyềnphù tế bào phát sinh phôi Và gần đây, có một loại bioreactor acoustoc mist rấthiệu quả trong việc tăng sinh khối của rễ bất định (hairy root) (Ziv, 1999)

1.2.3 Các kiểu bioreactor

1.2.3.1 Bioreactor khuấy bằng cơ học (Mechanically agitated bioreactor)

a Bioreactor khuấy thoáng khí (Aeration-agitation bioreactor)

Kiểu bioreactor này thường được đề cập dưới dạng những bình phản ứngkhuấy trộn (stirred tank bioreactors - STRs) có cánh khuấy chẳng hạn như: tua-bin, chân vịt, mái chèo hay ruy-băng xoắn ốc Mặc dù STRs có ý nghĩa trong nuôicấy tạo huyền phù nhưng cũng gây ra những lực khuấy mạnh Tuy nhiên, gần đâySTRs đã được cải tiến nhằm khắc phục các bất lợi trên Kiểu cánh khuấy ruy-băng xoắn ốc được xem là có hiệu quả đối với nuôi cấy huyền phù tế bào thực

vật có mật độ cao và nuôi cấy tạo phôi soma (Archambault et al., 1994) Nói

chung, bioreactor dạng này thường được sử dụng trong nuôi cấy tạo phôi Nhưnghiện nay vẫn còn quá ít các nghiên cứu tiến hành so sánh hiệu quả giữa các kiểubioreactor khác nhau

b Bioreactor hình trống quay (Rotating drum bioreactor)

Kiểu bioreactor này gồm có một bình chứa có dạng hình trống được gắntrên một trục quay, trục này có nhiệm vụ nâng đỡ và quay bình chứa Bình đượcquay với tốc độ khoảng 2 - 6 vòng/phút nhằm hạn chế tối đa lực xé làm tổnthương tế bào Một bình phản ứng không có tấm ngăn cách có thể được sử dụngtrong nuôi cấy tạo cây con thông qua quá trình tạo chồi và tạo phôi (Takayama vàAkita, 1994)

c Bioreactor màng lọc xoay (Spin filter bioreactor)

Kiểu bioreactor này có một màng lọc xoay có nhiệm vụ hòa trộn huyềnphù nuôi cấy và đồng thời lấy đi môi trường đã sử dụng và bổ sung môi trườngmới vào Các màng lọc quay khuấy trộn môi trường không làm xé rách màng tếbào chính là nhờ vào việc tạo ra được những đường khuấy mỏng Để có thể duytrì được lâu sự tăng trưởng liên tục của mô sẹo và sự phát triển của phôi trongcông tác nhân nhanh, người ta đã thiết kế một bioreactor có hai màng lọc cùngquay Một chiến lược nhằm nuôi cấy hiệu quả là người ta tiến hành nuôi cấy liêntục trong giai đoạn tăng sinh tế bào Nhằm tạo sự đồng nhất, người ta ổn địnhđiều kiện nuôi cấy cho các tế bào và duy trì được nhóm tế bào đang tăng trưởngphù hợp cho sự phát triển tạo phôi Giai đoạn thứ hai của bioreactor là tạo phôitheo chu kỳ Sự phát triển của phôi có thể được điều khiển thông qua nguồn dinhdưỡng thiết yếu hoặc các thành phần khí Việc tạo ra các cây con thông qua conđường tạo phôi soma cho thấy thích hợp nhất đối với quá trình nhân sinh khốibằng cách sử dụng bioreactor màng lọc xoay