Nội dung nghiên cứu Chúng tôi sử dụng các tác nhân duy trì sinh trưởng chậm cây khoai tây in vitro theo hai nhóm : nhóm làm tăng áp suất thẩm thấu của môi trường nuôi cấy saccaroza 5%,
Trang 1Đánh giá hiệu quả của các tác nhân sử dụng trong kỹ thuật duy trì sinh trưởng chậm cây khoai tây in vitro
TS Nguyễn Thị Kim Thanh
Summary
To estimate effects of factors for slow grown of in vitro potato platlets
+ The low temperature 6oC , saccaroza 5%, glucoza 5% and manitol 3% are slowed to grow of potato plantlets Affter 4 weeks , potato plantlets of control experiment need to transfer to new medium (subculture)
+ To slow to grow of potato plantlets of factors : saccaroza 5% or glucoza 5% are not so much Affter 8 weeks , potato plantlets of control experiment need to transfer to new medium
(subculture)
+ The low temperature 6oC and manitol 3% are slowed to grow of potato plantlets so much Affter 12 weeks , potato plantlets need't to transfer to new medium (subculture)
Keywords: in vitro, insitu, exsitu, subculture
1 Đặt vấn đề
Việc chủ động lưu giữ nguồn vật liệu sạch virus là một trong số những giải pháp chiến lược quan trọng nhằm khắc phục hiện tượng thoái hoá khoai tây ở tất cả các nước trồng khoai tây trên thế giới Từ đó, ta có thể rút ngắn và tăng hiệu quả của hệ thống sản xuất giống khoai tây nhằm cung cấp nhanh nhất nguồn giống sạch bệnh để thay thế lượng giống đã bị thoái hoá trong sản xuất (G.Mix-Wager,1996)[2] Vì vậy, trên thế giới đã có nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu kỹ thuật bảo quản, duy trì nguồn vật liệu khoai tây sạch bệnh bằng hai phương thức in situ
và exsitu Trong đó, phương pháp bảo quản in vitro dựa trên nguyên lý duy trì sinh trưởng tối thiểu và ngừng sinh trưởng tạm thời rất có hiệu quả đối với cây khoai tây nhằm kéo dài nhất thời gian giữa các lần cấy chuyển cây khoai tây in vitro (Lê Trần Bình và cs, 1997)[1] ở nước ta, các nhà khoa học cũng quan tâm nghiên cứu và đã bước đầu xác định được các tác nhân sử dụng trong kỹ thuật duy trì sinh trưởng chậm cây khoai tây in vitro Tuy nhiên, việc "Đánh giá hiệu quả
của các tác nhân sử dụng trong kỹ thuật duy trì sinh trưởng chậm cây khoai tây in vitro" là cần
thiết, trên cơ sở đó áp dụng vào thực tiễn sản xuất
2 Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.1 Vật liệu nghiên cứu
Thí nghiệm được tiến hành trên một số dòng, giống khoai tây sạch bệnh do Dự án khoai tây Việt - Đức cung cấp hiện đang được nuôi dưỡng tại phòng nuôi cấy mô Bộ môn Sinh lý thực vật - Khoa Nông Học Các dòng, giống sau: Mariella (Ma), Diamant (Di), 3810 (số 3), Solara (Sl), Sonate (Sn), Sponta (Po )
2.2 Nội dung nghiên cứu
Chúng tôi sử dụng các tác nhân duy trì sinh trưởng chậm cây khoai tây in vitro theo hai nhóm : nhóm làm tăng áp suất thẩm thấu của môi trường nuôi cấy (saccaroza 5%, glucoza 5%, manitol 3%) và nhóm sử dụng nhiệt độ thấp làm giảm khả năng sinh trưởng cây khoai tây in vitro Hiệu quả của các tác nhân làm chậm sinh trưởng cây khoai tây in vitro sẽ có tác dụng làm kéo dài thời gian cấy chuyển môi trường của cây khoai tây in vitro thông qua chỉ tiêu về sinh trưởng phát triển cây khoai tây trong thời gian bảo quản tại các thời điểm : sau 4 tuần, 8 tuần và 12 tuần bảo quản
2.3 Phương pháp nghiên cứu
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 5 lần nhắc lại, mỗi lần nhắc 10 bình , mỗi bình 10 cây Điều kiện duy trì cây in vitro :
Trang 2- Thí nghiệm sử dụng tác nhân làm tăng áp suất thẩm thấu : saccaroza và glucoza với nồng độ 5% và manitol 3% trong môi trường nuôi cấy Cây khoai tây đặt dưới dàn đèn khoảng 2000 lux, thời gian chiếu sáng16/8h Nhiệt độ 25 ±20C
-Thí nghiệm sử dụng nhiệt độ thấp (6oC) được tiến hành trong tủ định ôn có dàn đèn nuôi cây
và điều chỉnh mức nhiệt độ thấp theo thí nghiệm
3 Kết quả nghiên cứu
Khả năng làm chậm sinh trưởng của các tác nhân sử dụng được đánh giá thông qua chỉ tiêu làm chậm sự sinh trưởng về chiều cao, số lá nhưng vẫn đảm bảo cây có trạng thái sinh trưởng tốt và so sánh với công thức đối chứng (nuôi cấy trong điều kiện bình thường không qua bảo quản) ở các thời gian bảo quản khác nhau
3.1 Đánh giá hiệu quả của các tác nhân làm chậm sinh trưởng cây khoai tây in vitro ở giai
đoạn sau 4 tuần bảo quản
Số liệu theo dõi được trình bày trên bảng số liệu 1 và 2
Bảng 1 : ảnh hưởng của các tác nhân làm chậm sinh trưởng đến chiều cao cây khoai tây in vitro sau 4 tuần bảo quản
Giống chứng Nhiệt độ thấp 66C Saccaroza 5% Glucoza 5% Manitol 3%
cao(cm)
Tỷ lệ %
so đ/c
Chiều cao(cm)
Tỷ lệ%
so đ/c
Chiều cao(cm)
Tỷ lệ%
so đ/c
Chiều cao(cm)
Tỷ lệ%
so đ/c
Ma 8,14 2,98 36,61 6,18 75,92 5,98 73,46 1,00 12,28
Di 8,16 1,52 18,62 7,15 87,62 6,95 85,17 1,12 13,72
Sl 8,14 2,10 25,80 7,40 90,90 7,20 88,45 1,12 13,75
Sn 8,62 2,04 23,61 6,12 70,99 6,58 76,33 1,18 13,68
Po 8,00 3,10 38,75 6,20 77,50 6,62 82,75 0,95 11,80
Bảng 2 : ảnh hưởng của các tác nhân làm chậm sinh trưởng đến số lá/ cây và trạng thái cây khoai tây in vitro sau 4 tuần bảo quản
giống chứng Nhiệt độ thấp 6oC Saccaroza 5% Glucoza 5% Manitol 3%
Số lá/
cây
% so
đ/c
T.T
chồi
Số lá/
cây
% so
đ/c
T.T
chồi
Số lá/
cây
% so
đ/c
T.T
chồi
Số lá/
cây
% so
đ/c
T.T chồi
Qua số liệu bảng 1 và 2 chúng ta nhận thấy :
Trang 3Cây khoai tây sau bảo quản 4 tuần trong các tác nhân khác nhau thì khả năng làm chậm sinh trưởng cũng khác nhau :
- Trong điều kiện nhiệt độ thấp 6oC cây khoai tây có sự sinh trưởng phát triển giảm hơn đáng kể
so với đ/c Chiều cao so với đ/c đạt 18,62% - 38,75% và số lá so với đ/c đạt 32,8% - 58,7% tuỳ theo từng giống nghiên cứu Trạng thái cây tốt : cây xanh, mập lá to
- Trong môi trường saccaroza 5% cây khoai tây có sự sinh trưởng phát triển giảm không nhiều so với đ/c Chiều cao so với đ/c đạt 70,9% - 90,9% và số lá so với đ/c hầu như không sai khác đạt 95,2% - 100% Trạng thái cây từ trung bình đến xấu và cây có hiện tượng già hoá
-Trong môi trường glucoza 5%, cây khoai tây có sự sinh trưởng phát triển giảm không nhiều so với đ/c Chiều cao 66,43%- 88,45% và số lá 93,3% - 96,1% so với đ/c Trạng thái cây khoai tây không bị hiện tượng già hoá, đạt mức trung bình : cây mập, lá nhỏ và kém xanh
- Trong môi trường có manitol, đã giảm mạnh sự sinh trưởng về chiều cao (đạt 11,40% -14,36%
so với đ/c), nhưng số lá hầu như không thay đổi so với đối chứng (96,7%-100%) như vậy trong môi trường manitol chỉ làm ngắn đáng kể các đốt cây Trạng thái cây tốt, thân mập, lá xanh
- Công thức đối chứng, cây khoai tây sinh trưởng phát triển mạnh hơn nhiều so với các công thức khác (chiều cao >7 cm) đủ tiêu chuẩn cấy chuyển môi trường Vì vậy các giai đoạn bảo quản tiếp theo chỉ theo dõi các công thức có tác nhân làm chậm sinh trưởng
3.2 Đánh giá hiệu quả của các tác nhân làm chậm sinh trưởng cây khoai tây in vitro ở giai
đoạn sau 8 tuần bảo quản
Số liệu theo dõi sự sinh trưởng phát triển cây khoai tây in vitro sau 8 tuần bảo quản ở các công thức có tác nhân làm chậm sinh trưởng được trình bày trên bảng 3
Bảng 3 : ảnh hưởng của các tác nhân sử dụng đến khả năng làm chậm sinh trưởng cây
khoai tây in vitro sau 8 tuần bảo quản
Giống Nhiệt độ thấp 66C Saccaroza 5% Glucoza 5% Manitol 3%
Chiều
cao(cm)
Số lá/cây -TTchồi
Chiều cao(cm)
Số lá/cây -TTchồi
Chiều cao(cm)
Số lá/cây -TTchồi
Chiều cao(cm)
Số lá/cây -TTchồi
Ma 3,25 3,2 - Tốt 8,27 7,0 -Xấu 7,82 6,6 - Xấu 2,05 6,0 - Tốt
Di 2,05 2,8 - Tốt 10,03 8,5 -Xấu 9,75 7,1 -Tb 1,78 6,3 - Tốt
Số 3 3,08 3,9 - Tốt 7,87 7,6 -Xấu 7,10 6,8 -Xấu 1,83 6,8 - Tốt
Sl 2,56 4,2 - Tốt 10,54 9,2 -Xấu 8,70 8,7 -Tb 1,79 6,7 - Tốt
Sn 2,84 2,7 - Tốt 9,68 7,8 -Xấu 8,82 7,0 -Tb 1,92 6,6 - Tốt
Po 3,61 2,8 - Tốt 8,57 7,1 -Xấu 7,75 6,8 -Tb 1,35 5,8 - Tốt Qua số liệu bảng 3 chúng tối nhân thấy, sau 8 tuần bảo quản, sử dụng các tác nhân khác nhau cho khả năng làm chậm sinh trưởng cây khoai tây in vitro cũng khác nhau :
- Trong điều kiện nhiệt độ thấp 6oC, sau 8 tuần bảo quản thì sự sinh trưởng phát triển của cây khoai tây in vitro của tất cả các giống nghiên cứu đều rất thấp cả về chỉ tiêu về chiều cao và số lá Tuỳ theo từng giống nghiên cứu, chiều cao dao động từ 2,05 cm - 3,61 cm với 2,7 - 4,2 lá Đồng thời, cây khoai tây in vitro vẫn đảm bảo trạng thái chồi tốt (chồi mập, lá to và xanh)
- Trong môi trường có nồng độ saccaroza 5% hoặc glucoza 5%, sau 8 tuần bảo quản có làm chậm sinh trưởng nhưng hiệu quả không cao Chiều cao cây khoảng từ 7 cm - 10cm với từ 6 - 9 lá tuỳ theo từng giống và từng loại đường sử dụng Môi trường glucoza 5% cây khoai tây có biểu hiện
Trang 4chậm sinh trưởng hơn môi trường saccaroza 5% và đa số chồi có trạng thái trung bình.Trong khi
môi trường saccaroza trạng thái chồi của các giống đều xấu và bị già hoá
- Trong môi trường có manitol 3%, sau 8 tuần bảo quản sự tăng trưởng chiều cao cây khoai tây in
vitro rất thấp, chỉ đạt từ 1,35cm - 2,05cm tuỳ theo từng giống, nhưng số lá thì vẫn đạt cao, dao
động từ 5,8 lá - 6,8 lá, trạng thái chồi vẫn đảm bảo tốt, không có biểu hiện già hoá
* Như vậy chúng tôi nhận thấy, tác nhân là nhiệt độ thấp (6oC) hoặc manitol 3% đều có khả
năng làm chậm sinh trưởng đáng kể của cây khoai tây in vitro sau 8 tuần bảo quản, đồng thời đảm
bảo trạng thái tốt Tác nhân là saccaroza 5% hoặc glucoza5% cũng có hiệu quả làm chậm sinh
trưởng nhưng không cao và trạng thái chồi kém, cây bị già hoá
Sau 8 tuần bảo quản cây khoai tây ở môi trường có saccaroza 5% hoặc glucoza5% đều đủ tiêu
chuẩn cấy chuyển Vì vậy, thời gian tiếp theo chỉ tiến hành theo dõi với hai tác nhân là nhiệt độ
thấp và môi trường có manitol
3.3 Đánh giá hiệu quả của các tác nhân làm chậm sinh trưởng cây khoai tây in vitro ở giai
đoạn sau 12 tuần bảo quản
Số liệu theo dõi sự sinh trưởng phát triển cây khoai tây in vitro sau 12 tuần bảo quản ở công
thức sử dụng tác nhân nhiệt độ thấp 6oC và manitol 3% làm chậm sinh trưởng của cây khoai tây
in vitro được trình bày trên bảng 4
Bảng 4 : ảnh h ưởng của tác nhân nhiệt độ thấp 6 o C và manitol 3% đến khả năng làm chậm sinh
tr ưởng cây khoai tây in vitro sau 12 tuần bảo quản
Tác nhân làm chậm sinh trưởng
Chiều cao (cm) Số lá/cây - TTch i Chiều cao (cm) Số lá/cây - TTch i
Qua bảng 4 chúng tôi nhận thấy khả năng làm chậm sinh trưởng của tác nhân nhiệt độ thấp 6oC
và manitol 3% là rất cao Cây khoai tây của các giống nghiên cứu sau 12 tuần bảo quản có sự sinh
trưởng thấp nhưng vẫn đảm bảo trạng thái sinh trưởng tốt
- Trong điều kiện nhiệt độ thấp, sau 12 tuần bảo quản, cây khoai tây có chiều cao dao động từ
4,75 cm - 6,43cm với số lá từ 3,2 lá - 5,2 lá tuỳ theo từng giống nghiên cứu Trạng thái cây tốt
- Trong môi trường có manitol 3%, sau 12 tuần bảo quản, cây khoai tây có chiều cao từ 2,1 cm -
3,12 cm với số lá từ 6,3lá - 7,1 lá tuỳ theo từng giống nghiên cứu Trạng thái cây tốt
* Như vậy, chúng tôi nhận thấy, sau 12 tuần bảo quản tác nhân nhiệt độ thấp 6oC và tác nhân
manitol 3% đều có hiệu quả làm chậm sinh trưởng rất cao Đặc biệt, trong điều kiện nhiệt độ thấp
6oC và manitol 3%, đã làm chậm đáng kể về chiều cao cây nhưng số lá lại giảm không nhiều
Điều này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho cây khi phục hồi sinh trưởng
4 Kết luận
+ Sử dụng tác nhân : nhiệt độ thấp 6oC , saccaroza 5% , glucoza 5% hoặc manitol 3% đều làm
chậm khả năng sinh trưởng của cây khoai tây in vitro của tất cả các giống nghiên cứu so với đối
chứng Cây khoai tây ở công thức đối chứng sau 4 tuần đã ở mức sinh trưởng phải cấy chuyển
Trang 5+ Tác nhân saccaroza 5% và glucoza 5% có khả năng làm chậm sinh trưởng kém hơn so với tác nhân nhiệt độ thấp 6oC và manitol 3%, sau 8 tuần bảo quản cây khoai tây của các giống nghiên cứu đều sinh trưởng ở mức cần cấy chuyển môi trường Đồng thời trạng thái chồi cũng kém, đạt mức từ trung bình đến xấu, có biểu hiện già hoá
+ Tác nhân nhiệt độ thấp 6oC và manitol 3% có khả năng làm chậm đáng kể sự sinh trưởng của cây khoai tây in vitro Sau 12 tuần bảo quản cây vẫn duy trì mức sinh trưởng thấp và trạng thái cây vẫn tốt Trong đó, tác nhân manitol có hiệu quả làm chậm sinh trưởng tốt hơn
Tài liệu tham khảo
1.PGS.TS Lê Trần Bình, PGS.TS Hồ Hữu Nhị, PGS.TS Lê Thị Muội, 1997 Công nghệ sinh học thực vật trong cải tiến giống cây trồng Nxb Nông Nghiệp, Hà Nội, tr 154- 163
2 G.Mix-Wager,1996
Cryopreservation an alternative for the long term storage of old potato varienties pp 507-513
