Nghiên cứu ứng dụng đèn led trong nhân giống in vitro một số giống lan và hoa nền

Ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương lên sự tái sinh chồi, nhân chồi và tạo cây hoàn chỉnh in vitro của lan Dendrobium .... Ảnh hưởng của các loại

SỞ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ SINH HỌC -oOo -

-oOo -BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐÈN LED TRONG

NHÂN GIỐNG in vitro MỘT SỐ GIỐNG LAN

VÀ HOA NỀN

Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Trung tâm Công Nghệ Sinh học Tp.HCM

Chủ nhiệm nhiệm vụ: TS Huỳnh Hữu Đức

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2020

SỞ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ SINH HỌC -oOo -

-oOo -BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐÈN LED TRONG

NHÂN GIỐNG in vitro MỘT SỐ GIỐNG LAN

VÀ HOA NỀN (Đã chỉnh sửa theo kết luận của hội đồng đánh giá nghiệm thu ngày 25/06/2010)

SỞ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KH&CN

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên nhiệm vụ: Nghiên cứu ứng dụng đèn LED trong nhân giống in vitro một số giống lan

và hoa nền

2 Chủ nhiệm nhiệm vụ:

- Họ và tên: Huỳnh Hữu Đức

- Ngày, tháng, năm sinh: 03-01-1982 Nam/ Nữ: Nam

- Học hàm, học vị: Tiến sĩ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Năm đạt học vị: 2014

- Chức danh khoa học: Chức vụ: Phó trưởng phòng Thực nghiệm Cây trồng

- Điện thoại: 0967137046

- Fax: 02838916997 E-mail: huuduchuynh82@gmail.com

- Tên tổ chức đang công tác:Trung tâm Công nghệ Sinh học Tp HCM

- Địa chỉ tổ chức: 2374 Quốc lộ 1, KP.2, P.Trung Mỹ Tây, Q.12, Tp.HCM

- Địa chỉ nhà riêng: Đường 197, phường Tân Phú, Quận 9, Tp HCM

3 Tổ chức chủ trì nhiệm vụ:

Tên tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Trung tâm Công nghệ sinh học Tp HCM

Điện thoại: 028.37153792 Fax: 028.38916997

E-mail: ttcnsh.snn@tphcm.gov.vn

Website: www.hcmbiotech.com.vn

Địa chỉ: 2374 Quốc lộ 1, phường Trung Mỹ Tây, Quận 12, TP HCM

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Dương Hoa Xô

Số tài khoản: 3713.0.1007645

Tại Kho bạc Nhà nước TP HCM

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện nhiệm vụ:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 7 năm 2018 đến tháng 12 năm 2019

- Thực tế thực hiện: từ tháng 7 năm 2018 đến tháng 6 năm 2020

- Được gia hạn (nếu có):

- Lần 1 từ tháng 12 năm 2019 đến tháng 6 năm 2020

Thời gian

(Tháng, năm)

Kinh phí (đồng)

Thời gian (Tháng, năm)

Kinh phí (đồng)

1 2018 200.000.000 2018 198.435.263

2 2019 300.000.000 2019 241.788.950 Năm 2019 giảm 50 triệu

đồng so với đề cương c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

- Lý do thay đổi (nếu có):

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xét duyệt, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì nhiệm

vụ (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)

1 37/QĐ-CNSH Quyết định v/v thành lập Hội đồng Khoa học

xét duyệt đề cương chi tiết đề tài cơ sở cấp Trung tâm năm 2008

2 26/2019/HĐ-SNN ngày 09/12/2019 Hợp đồng thực hiện nhiệm vụ khoa học và

công nghệ cấp cơ sở

3 476/QĐ-SNN ngày 27/12/2019 Quyết định về việc gia hạn thời gian thực

hiện nhiệm vụ khoa học công nghệ cấp cơ sở

4 Tổ chức phối hợp thực hiện nhiệm vụ:

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

5 Cá nhân tham gia thực hiện nhiệm vụ:

(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú

*

1 TS Huỳnh Hữu

Đức TS Huỳnh Hữu Đức

Chủ nhiệm đề tài, thực hiện các nội dung chính của nội dung 1, 2

Chủ nhiệm đề tài, tham gia thực hiện các nội dung 1, 2

Thực hiện các nội dung chính của nội dung 1, 2

Tham gia thực hiện các nội dung 1, 2

4 KS Nguyễn Thị

Xuân Hiền KS Nguyễn Thị Xuân Hiền Thực hiện các nội dung chính của nội dung 1, 2 Tham gia thực hiện các nội dung 1, 2

- Lý do thay đổi ( nếu có): KS Võ Thanh Huy, KS Nguyễn Thị Thúy nghỉ việc

6 Tình hình hợp tác quốc tế:

Số

TT

Theo kế hoạch

(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm,

tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng

người tham gia )

- Lý do thay đổi (nếu có):

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

Ghi chú*

1

2

- Lý do thay đổi (nếu có):

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài)

Số

TT

Các nội dung, công việc

chủ yếu (Các mốc đánh giá chủ yếu)

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

1 Xây dựng đề cương và bảo vệ đề

cương

7/2018 7/2018 Huỳnh Hữu Đức

2 Khảo sát ảnh hưởng của các loại đèn

LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED

đỏ/xanh dương lên sự tái sinh chồi và

nhân chồi in vitro

7/2018 – 10/2019

7/2018 – 03/2020

Huỳnh Hữu Đức

Võ Thanh Huy Nguyễn Thị Thúy Nguyễn Thị Xuân Hiền

3 Khảo sát ảnh hưởng của các loại đèn

LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED

7/2018 – 10/2019

7/2018 – 03/2020

Huỳnh Hữu Đức Nguyễn Thị Xuân Hiền

đỏ/xanh dương lên sự tái sinh cây hoàn

chỉnh

Nguyễn Thị Từ Vy Nguyễn Hoàng Cẩm Tú

4 Viết báo cáo nghiệm thu đề tài

10/2019-12/2019

03/2020 – 06/2020

Huỳnh Hữu Đức

- Lý do thay đổi (nếu có): KS Võ Thanh Huy, KS Nguyễn Thị Thúy nghỉ việc

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA NHIỆM VỤ

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Thực tế đạt được

Đối với hoa chuông: Đèn LED có tỷ lệ ánh

sáng 80%R-20%B, đèn LED màu hàn Quốc (80%R-20%B)

Loại đèn thích hợp cho quá trình tái sinh cây hoàn chỉnh

Đối với Dendrobium: Đèn LED có tỷ lệ ánh

sáng 80%R-20%B, đèn LED màu Nhật (80%R-20%B)

Đối với hoa chuông: Đèn LED có tỷ lệ ánh

sáng 80%R-20%B, đèn LED singapore, Hàn Quốc, Nhật (80%R-20%B)

- Lý do thay đổi (nếu có):

c) Sản phẩm Dạng III:

Số

Yêu cầu khoa học

(Tạp chí, nhà xuất bản)

Theo

kế hoạch

Thực tế đạt được

1 Bài báo khoa học 1 1 1- Hội nghị CNSH toàn quốc 2020

- Lý do thay đổi (nếu có):

d) Kết quả đào tạo:

- Lý do thay đổi (nếu có):

đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp:

- Lý do thay đổi (nếu có):

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế

2 Đánh giá về hiệu quả do nhiệm vụ mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ

so với khu vực và thế giới…)

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do nhiệm vụ tạo ra so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường…)

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của nhiệm vụ:

Số

thực hiện

Ghi chú

(Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…)

I Báo cáo tiến độ

Bổ sung sơ đồ công việc, khối lượng công việc đã thực hiện

II Báo cáo giám định

Lần 1

III Nghiệm thu cơ sở 25/06/2020

Chỉnh sửa theo ý kiến của các thành viên hội đồng khoa học

Viết lại phần bố trí thí nghiệm, bổ sung thông tin loại đèn

Bổ sung thông tin vật liệu nghiên cứu

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Giới thiệu lan Dendrobium 3

1.2 Giới thiệu về hoa chuông 4

1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ hoa tại Việt Nam 4

1.4 Giới thiệu về nuôi cấy mô tế bào thực vật 6

1.4.1 Một số kỹ thuật được sử dụng trong nuôi cấy mô 6

1.4.2 Ứng dụng của nuôi cấy mô tế bào thực vật 7

1.4.3 Vai trò của ánh sáng đối với quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật 8

1.4.4 Vai trò của ánh sáng trong nhân giống in vitro thực vật 10

1.5 Giới thiệu về đèn LED 11

1.5.1 Đèn LED là gì 11

1.5.2 Lịch sử phát triển của đèn LED 11

1.5.3 Ưu và nhược điểm của đèn LED 12

1.5.4 Hiệu quả của việc sử dụng đèn LED trong nhân giống in vitro 12

1.5.5 Một số nghiên cứu ứng dụng đèn LED trong nhân giống in vitro 13

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1 Vật liệu 17

2.2 Phương pháp nghiên cứu 17

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 21

3.1 Ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương lên sự tái sinh chồi, nhân chồi và tạo cây hoàn chỉnh in vitro của lan Dendrobium 21

3.1.1 Ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương lên sự tái sinh chồi, nhân chồi in vitro 21

3.1.2 Ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương lên sự tạo cây hoàn chỉnh in vitro của lan Dendrobium 27

3.2 Ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương lên sự tái sinh chồi, nhân chồi và tái sinh cây hoàn chỉnh in vitro của Hoa chuông 33

3.2.1 Ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh

dương lên sự tái sinh chồi, nhân chồi in vitro của Hoa chuông 33

3.2.2 Ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương lên sự tái sinh cây hoàn chỉnh in vitro của Hoa chuông 39

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 45

4.1 Kết luận 45

4.2 Đề nghị 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

LEDs: Light-emitting diodes

PPF: Photosynthetic photon flux

LTHQ1: Đèn LED trắng Hàn Quốc 1 dãy

LTHQ2: Đèn LED trắng Hàn Quốc 2 dãy

LMHQ1: Đèn LED màu Hàn Quốc 1 dãy

LMHQ2: Đèn LED màu Hàn Quốc 2 dãy

LMN1: Đèn LED màu Nhật 1 dãy

LMN2: Đèn LED màu Nhật 2 dãy

LSĐX1: Đèn LED màu 50% đỏ : 50% xanh Singapore 1 dãy LSĐX2: Đèn LED màu 50% đỏ : 50% xanh Singapore 2 dãy LSĐT1: Đèn LED màu 50% đỏ : 50% trắng Singapore 1 dãy LSĐT2: Đèn LED màu 50% đỏ : 50% trắng Singapore 2 dãy

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Ảnh hưởng của đèn LED lên sự phát triển và hình thái của cây in vitro 15

Bảng 2.1 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh

dương khác nhau lên sự tái sinh chồi và nhân chồi in vitro 18

Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của các loại đèn huỳnh quang, LED

trắng và LED màu lên sự tái sinh chồi và nhân chồi in vitro 18

Bảng 2.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh

dương khác nhau lên sự tạo cây in vitro 19

Bảng 2.4 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của các loại đèn huỳnh quang, LED

trắng và LED màu lên sự tạo cây in vitro 19

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương khác nhau lên sự tái sinh

chồi và nhân chồi in vitro của lan Dendrobium 21

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của các loại đèn huỳnh quang, LED trắng và LED màu lên sự tái

sinh chồi và nhân chồi in vitro của lan Dendrobium 24

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương lên sự tạo cây in vitro

của lan Dendrobium 26

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của các loại đèn huỳnh quang, LED trắng và LED màu lên sự tái

sinh cây in vitro của lan Dendrobium 30

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương khác nhau lên sự tái sinh

chồi và nhân chồi in vitro của hoa chuông 33

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của các loại đèn huỳnh quang, LED trắng và LED màu lên sự tái

sinh chồi và nhân chồi in vitro của hoa Chuông 36

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương lên sự tạo cây in vitro

của hoa Chuông 39

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của các loại đèn huỳnh quang, LED trắng và LED màu lên sự

tạo cây in vitro của cây hoa Chuông 41

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Các bước sóng ánh sáng 10

Hình 3.1 Mẫu chồi lan Dendrobium ở các tỉ lệ ánh sáng đỏ - xanh dương sau 6 tuần

nuôi cấy 23

Hình 3.2 Mẫu chồi lan Dendrobium ở các loại đèn và cường độ sau 6 tuần nuôi cấy 25

Hình 3.3 Mẫu cây con lan Dendrobium ở các tỉ lệ ánh sáng đỏ - xanh dương sau 8

tuần nuôi cấy 29

Hình 3.4 Mẫu cây con lan Dendrobium ở các loại đèn và cường độ sau 6 tuần nuôi

tuần nuôi cấy 37

Hình 3.8 Mẫu cây con hoa Chuông ở các loại đèn và cường độ sau 6 tuần nuôi cấy 43

MỞ ĐẦU

Hoa Lan được người tiêu dùng ưa chuộng vì vẻ đẹp đặc sắc và các hình thức đa dạng của chúng Hiện nay, nhu cầu cũng như thị trường về hoa lan trên thế giới là rất lớn Các nước có truyền thống sản xuất hoa Lan như Anh, Pháp, Mỹ, Đài Loan, Thái Lan,…hàng năm thu về hàng triệu USD từ nguồn sản xuất và thương mại hoa Lan Ở Thành phố Hồ Chí Minh, theo số liệu của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, từ năm 2004 đến năm 2015 diện tích hoa, cây kiểng tăng liên tục qua các năm Năm 2003, diện tích hoa kiểng mới đạt 591,5 ha thì đến tháng 6 năm 2010 đã tăng lên 1.401 ha Năm 2015, diện tích sản xuất hoa, cây kiểng trên địa bàn Thành phố đạt 2,250 ha, tăng 17,8% so với năm 2010 (1,910 ha) Diện tích tăng tập trung vào Mai vàng, hoa Lan, bon sai, cây kiểng và hoa nền Riêng diện tích trồng hoa Lan từ 20 ha năm 2003 đến năm 2010 đã mở rộng lên 104,5 ha, đạt 300 ha cuối năm 2015 và 375 ha đến năm 2018,

tập trung vào hai nhóm Dendrobium và Mokara Hiện nay, nhiều mô hình hoa Lan đạt

doanh số lên đến 1 tỉ đồng/ha Sản phẩm hoa Lan của Thành phố Hồ Chí Minh không chỉ cung cấp hoa cắt cành cho địa bàn Thành phố mà còn cung cấp cho nhiều tỉnh thành trong cả nước Tuy nhiên, khả năng cung cấp chưa đáp ứng đủ cho nhu cầu tiêu thụ nên hằng năm phải nhập một lượng lớn hoa Lan từ các nước như Thái Lan, Đài Loan (Dương Hoa Xô và cộng sự, 2011)

Hiện nay, đa số các phòng nuôi cấy mô thực vật đều sử dụng đèn huỳnh quang

là nguồn chiếu sáng chính trong nhân giống và cho hiệu quả nhất định Tuy nhiên, khi

sử dụng nguồn sáng này trong nhân giống sẽ gặp một số nhược điểm như nhiệt lượng cao, tiêu tốn nhiều điện năng, tuổi thọ thấp sẽ nâng cao chi phí sản xuất dẫn đến làm

giảm hiệu quả trong sản xuất Đồng thời trong nhân giống in vitro, đối với từng giai

đoạn sinh trưởng khác nhau và giống cây khác nhau sẽ có nhu cầu ánh sáng cụ thể trong khi đó ánh sáng huỳnh quang có những phổ không cần thiết Trong khi đó, những

nghiên cứu gần đây cho thấy việc sử dụng đèn LED trong nhân giống in vitro có hiệu

quả nhất định cho một số giống cây Do đó, việc hướng đến sử dụng đèn LED nhằm khắc phục một số nhược điểm trên, nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn sáng, nâng cao phẩm chất cây con, giảm chi phí sản xuất Để cải thiện chất lượng giống, giảm chi phí sản xuất, nâng cao hiệu quả sản xuất cần thiết phải xác định loại đèn LED phù hợp cho từng giai đoạn phát triển, từng loại cây là rất cần thiết

Hiện nay Trung tâm Công nghệ sinh học Tp.Hồ Chí Minh đang phát triển và

nhân giống in vitro một số giống lan Dendrobium nắng, hoa chuông để cung cấp cây giống cho thị trường với số lượng lớn Trong đó, cung cấp cây giống in vitro giống lan

Dendrobium nắng với số lượng 100.000 cây/năm và giống hoa chuông

50.000-100.000 cây/năm Do đó, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất cây giống in vitro giảm chi

phí tiền điện hướng tới thay đèn huỳnh quang bằng đèn LED thích hợp, chúng tôi tiến

hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng đèn LED trong nhân giống in vitro

một số giống lan và hoa nền”

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu lan Dendrobium

Họ Lan hay họ Phong Lan (danh pháp khoa học: Orchidaceae) là một họ thực vật

có hoa, thuộc bộ Măng tây (Asparagales), lớp thực vật một lá mầm Đây là một trong những họ lớn nhất của thực vật, và phân bổ nhiều nơi trên thế giới, nhưng tập trung chủ yếu ở vùng nhiệt đới (Atwood, 1986; Dressler, 1993) Theo thống kê của vườn thực vật hoàng gia Kew, họ Lan gồm 880 chi và gần 22.000 loài được chấp nhận, nhưng số lượng chính xác vẫn chưa được xác định rõ, có thể nhiều tới 25.000 loài (Chase, 2005) Số lượng loài Lan cao gấp 4 lần số lượng loài động vật có vú hay hơn 2 lần số lượng loài chim Lan chiếm khoảng 6 –11% số lượng loài thực vật có hoa (Pillon and Chase, 2007) Bên cạnh đó, khoảng 800 loài Lan mới được bổ sung thêm

mỗi năm Trong họ Lan, các chi lớn nhất là Bulbophyllum (khoảng 2.000 loài),

và Pleurothallis (khoảng 1,000 loài)

Dendrobium nắng là một loại thuộc giống Dendrobium Cây rất ưa ánh sáng nên

khi cây trưởng thành, vào giai đoạn ra hoa cần cho cây hấp thu 100% ánh sáng Cây được chiếu sáng càng nhiều thì sẽ càng khỏe mạnh và cho hoa càng đẹp Mỗi cây lan

Dendrobium nắng cao trung bình từ 50 – 150 cm và có từ 10 – 15 giả hành Hoa Dendrobium nắng có nhiều loại với nhiều màu sắc sặc sỡ như đỏ son, hồng phấn, tím,

trắng hồng hay vàng nhạt Cây ra hoa liên tục bền bỉ, mỗi cây mang từ 3 – 5 cành hoa

Dendrobium nắng dễ thích nghi với điều kiện khí hậu và khả năng kháng bệnh

cao của cây Cây lan Dendrobium nắng có sức sống mạnh, hoa khá đa dạng và một số giống có mùi thơm nhẹ Hoa lan Dendrobium nắng có thể dùng để cắt cành, bán chậu

để bàn, trồng trong chậu treo, giỏ treo trang trí Đây là loại lan đang ngày càng phát triển và được nhiều người lựa chọn để trồng trang trí

Ưu điểm chung của các loài lan Dendrobium nắng là siêng ra hoa, hoa nhiều,

lâu tàn, cấu trúc hoa đa dạng, dễ trồng và phát triển, có sức đề kháng tốt, đặc biệt có thể kháng các loại bệnh tốt hơn các loài lan thường, dễ tách chiết do cây phát triển mạnh

Hiện nay, tại Trung tâm Công nghệ Sinh học Tp Hồ Chí Minh đang sản xuất và

cung cấp một số giống lan Dendrobium nắng cho các nhà vườn và đơn vị trồng lan

với số lượng lớn

1.2 Giới thiệu về hoa chuông

Hoa Chuông được trồng phổ biến ở một số nước như: Brazil, Mexico, Mỹ, Hàn Quốc, Nhật Với vẻ đẹp và hương thơm của loài hoa này nên trong thời gian gần đây

nó được trồng rộng rãi ở những vùng trồng hoa có khí hậu phù hợp Bằng kỹ thuật

nuôi cấy in vitro đã xây dựng hoàn thiện quy trình nhân giống cây hoa Chuông và

chứng minh được khả năng tái sinh chồi từ lớp mỏng tế bào của cây (Thin Cell Layer – TCL) Charles Lawn và cộng sự đã nghiên cứu hoàn thiện quy trình trồng cây hoa

Chuông từ hạt và tạo ra nhiều giống hoa Chuông lai: Sinningia leucotricha, Sinningia

tubiflora, Pink Florist Gloxinia,

Scaramuzzi và cộng sự (1999), đã thành công trong việc nhân giống cây hoa

Chuông (Sinningia speciosa) bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro từ phiến lá và chồi Năm

2004, E.D Salvador đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của các môi trường trồng cây khác nhau lên sự sinh trưởng của cây hoa Chuông và tìm ra môi trường thích hợp để trồng cây hoa Chuông gồm hỗn hợp đất mùn: chất khoáng: đá trân châu với tỷ lệ 2: 1: 0,5 Hiện nay, Trung tâm Công nghệ Sinh học Tp Hồ Chí Minh đã hoàn thiện quy

trình nhân giống in vitro hoa chuông và quy trình canh tác trong điều kiện nhà màng

Hằng năm Trung tâm cung cấp cây giống cho thị trường và sản xuất với số lượng 50.000-100.000 cây giống

1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ hoa tại Việt Nam

Việt Nam có điều kiện khí hậu phù hợp cho nhiều loài hoa và cây cảnh phát triển Tính đến năm 2005, nước ta có khoảng 13.200 ha diện tích trồng hoa cây cảnh (Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, 2007) Sản xuất hoa cho thu nhập cao, bình quân đạt khoảng 70-130 triệu đồng/ha nên rất nhiều địa phương trong cả nước đang mở rộng diện tích trồng hoa trên những vùng đất có tiềm năng

Tại miền Bắc, sản xuất hoa tập trung ở một số địa phương: Thành Phố Hà Nội,

Hà Tây, Hải Dương, Hải Phòng, Vĩnh Phúc, Hưng Yên, Thái Bình, Bắc Ninh, Quảng Ninh, Lao Cai, Sơn La và Hà Giang Loại hoa sản xuất nhiều nhất ở vùng này là hoa Cúc chiếm khoảng 35%, thứ 2 là hoa Hồng chiếm 32%; còn lại là các loại hoa khác như: Lay ơn, Đồng tiền, Cẩm chướng, Huệ, Lan

Vùng sản xuất nhiều hoa ở phía Bắc gồm: Tây Tựu - Từ Liêm - Hà Nội: 330

ha ; Vĩnh Phúc: 867 ha ; Hải Phòng : 755 ha ; Hoành Bồ - Quảng Ninh: 10 ha; Lào Cai: 95,7 ha; Sơn La: 22 ha, Hà Giang: 18 ha

Các tỉnh phía Nam, Thành Phố Hồ Chí Minh là địa phương có diện tích trồng hoa cây cảnh lớn khoảng 700 ha, với 1.400 hộ sản xuất trên 8 quận huyện, các loại hoa trồng chính là: hồng môn, lay ơn, đồng tiền, thiên điểu

Được thiên nhiên ưu đãi về điều kiện thời tiết, khí hậu thêm vào đó là truyền thống và kinh nghiệm của người trồng hoa Lâm Đồng đã trở thành trung tâm sản xuất hoa cắt cành lớn nhất cả nước, với diện tích trồng hoa cây cảnh năm 2005 là

2027 ha Hoa được sản xuất chủ yếu ở Thành Phố Đà Lạt, các xã Hiệp Thành, Hiệp

An, sản lượng hoa khoảng 640 triệu cành Nghề trồng hoa ở Đà Lạt đang có xu hướng phát triển mạnh, áp dụng công nghệ cao vào sản xuất, sử dụng giống mới, cải tiến quy trình canh tác, áp dụng các loại phân bón thế hệ mới với đặc tính phân giải chậm, sử dụng các vật liệu hỗ trợ sản xuất…nhưng ứng dụng mang lại hiệu quả rõ rệt nhất là sản xuất hoa trong nhà màng, sử dụng các hệ thống tưới cải tiến và sử dụng giống thông qua kỹ thuật nhân cấy mô thực vật

Diện tích trồng hoa, cây cảnh của nước ta tăng trưởng ổn định trong suốt 12 năm qua; so năm 1994, diện tích hoa cây cảnh năm 2006 tăng 3,8 lần (diện tích hoa cây cảnh năm 1994 : 3.500 ha, năm 2006 : 13.400 ha) giá trị tăng 6 lần, đạt 1.045 tỷ đồng (Đỗ Tuấn Khiêm, 2007) Hiệu quả kinh tế từ trồng hoa gấp 10 lần so với lúa và 7 lần

so với cây trồng khác; nếu đầu tư 28 triệu cho 1 ha hoa thì lợi nhuận thu được 90 triệu đồng (Nguyễn Xuân Linh , 1998)

Mặc dù diện tích trồng hoa cây cảnh ở nước ta tăng, nhưng việc sử dụng hoa cắt

c à n h ở nước ta chưa nhiều, bình quân khoảng 1USD/người/năm, so sánh với các nước khác trên thế giới, như: Mỹ, Đức, Nhật, Hà Lan, Italia (bình quân 1 người 16,6 USD/năm) thì nước ta sử dụng hoa cắt còn rất ít Tiêu thụ hoa trong nước đa dạng về chủng loại, nhưng chất lượng hoa thấp, giá rẻ, hiệu quả kinh tế không cao; hoa được tiêu thụ tập trung chủ yếu vào những ngày lễ, tết, các ngày kỷ niệm Hiện nay, Việt Nam đã xuất khẩu được một số loại hoa cắt cành như : hồng, phong lan, cúc, đồng tiền, cẩm chướng, Lily sang Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Singapore, Australia, Ả rập, nhưng số lượng chưa nhiều bình quân khoảng 10 triệu USD/năm Sở dĩ sản phẩm hoa

cây cảnh của Việt Nam khó thâm nhập thị trường thế giới là do chủng loại, chất lượng, kích cỡ không đồng đều, chưa đáp ứng được thị hiếu của khách hàng quốc tế

1.4 Giới thiệu về nuôi cấy mô tế bào thực vật

Nuôi cấy mô tế bào thực vật (nuôi cấy in vitro) là sự nuôi cấy vô trùng các cơ

quan, mô, tế bào thực vật trên môi trường nuôi cấy được xác định rõ; việc nuôi cấy được duy trì dưới điều kiện được kiểm soát Quá trình nuôi cấy thực vật được thực

hiện trong ống nghiệm, khác với nuôi cấy in vivo là quá trình nuôi cấy thực vật trong

điều kiện tự nhiên

Một trong những yếu tố quan trọng nhất trong sự tăng trưởng, phát sinh hình thái của tế bào và mô thực vật trong nuôi cấy là thành phần môi trường nuôi cấy Thành phần môi trường nuôi cấy tế bào và mô thực vật thay đổi tuỳ theo loài, bộ phận nuôi cấy và tuỳ theo mục đích thí nghiệm mà mô cấy được duy trì ở trạng thái mô sẹo, tạo chồi, tạo rễ hay muốn tái sinh thành cây hoàn chỉnh Nhìn chung tất cả môi trường nuôi cấy đều bao gồm các thành phần cơ bản sau: nước, các nguyên tố khoáng đa vi lượng, nguồn carbohydrat, vitamin, các chất điều hòa sinh trưởng thực vật, một số chất hữu cơ có thành phần xác định (amino acid, EDTA) và một số chất có thành phần không xác định như nước dừa, dịch chiết nấm men (Dương Công Kiên, 2003)

Chất điều hòa sinh trưởng giữ vai trò quan trọng quyết định trong hầu hết các

trường hợp nuôi cấy in vitro Hiệu lực tác dụng của chúng rất khác nhau, tuỳ thuộc vào

bản chất nồng độ và từng loại tế bào Auxin và cytokinin là hai nhóm chất điều hòa sinh trưởng thực vật được sử dụng rất phổ biến trong nuôi cấy mô (Trần Văn Minh , 2004)

1.4.1 Một số kỹ thuật được sử dụng trong nuôi cấy mô

Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng: nuôi cấy đỉnh sinh trưởng được thực hiện nhằm tạo

cây sạch bệnh và phục hồi các giống nhiễm virus Đỉnh sinh trưởng là nơi có vận tốc phân chia tế bào nhanh hơn vận tốc xâm nhiễm của virus Vì vậy tế bào này hầu như sạch virus Huỳnh Thị Huế Trang và cộng sự (2007) đã phục hồi giống huệ trắng nhiễm bệnh chai bông nhờ nuôi cấy phân sinh mô chồi

Nuôi cấy callus: nuôi cấy callus là sự kích thích tế bào phát triển vô trật tự dưới

dạng callus Các callus có thể chứa rất nhiều tế bào, nhưng cũng có thể có từ 6 – 7 tế bào Nuôi cấy callus được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau: nhân giống, chọn tạo giống,… Phạm Thị Bích Thủy (2007) đã chọn tạo các dòng callus quýt đường

kháng mặn với nồng độ muối 0,5 – 2 g/l, những cây con được tái sinh từ callus này đã

sống và phát triển in vitro được trên môi trường có nồng độ muối tương ứng

Callus bao gồm một khối vô định hình của các tế bào nhu mô có vách mỏng được sắp xếp lỏng lẻo Chiếu xạ callus cho khả năng xuất hiện đột biến rất lớn, vì ở thời điểm chiếu xạ các mô là tổ chức đang phân hóa và hình thành một cơ thể hoàn chỉnh, vì vậy tia bức xạ có thể gãy đứt hoặc sai hình nhiễm sắc thể Nếu cây con được hình thành từ những tế bào có những thay đổi này sẽ là đột biến nguyên và có khả năng di truyền cho thế hệ sau

Nuôi cấy tế bào trần là tế bào được bao bọc bởi thành tế bào không cho phép hai

tế bào dung hợp lại thành tế bào lai Tế bào trần là tế bào không có màng tế bào, chúng được bao quanh bởi màng plasma và có khả năng tái sinh lại thành tế bào (Bùi Chí Bửu., 2007) Tế bào trần là một loại nguyên vật liệu khởi đầu cho nhiều kỹ thuật nhắm tới sự thay đổi di truyền của các tế bào thực vật và toàn cây Dung hợp tế bào trần của những cây khác loài là kỹ thuật tạo cơ hội cho việc hình thành các loài lai mới (lai tế bào soma) Tế bào trần cũng là một vật liệu được sử dụng trong việc chuyển gen nhằm tạo ra một loài mang gen mới

Nuôi cấy tế bào đơn bội là trên cơ sở tạo thành các cây đồng hợp tử bằng cách

nhân đôi nhiễm sắc thể, đây là con đường tạo giống ngắn nhất Ngoài ra cấy tế bào đơn bội còn ứng dụng trong nghiên cứu di truyền (phát hiện tương tác gen, liên kết gen,…) nghiên cứu sự chuyển hóa tế bào

Nuôi cấy phôi nhũ là phôi tam bội do sự dung hợp một nhân sinh dục với hai

nhân sinh dưỡng Từ năm 1965 các chồi tam bội và cây con đạt được từ phôi nhũ của nhiều loài Tạo cây không hạt từ phôi nhũ của nhiều loài là một trong những phương pháp cải thiện giống cây trồng

1.4.2 Ứng dụng của nuôi cấy mô tế bào thực vật

Nuôi cấy tế bào thực vật là một ngành khoa học trẻ, nằm trong sinh lý thực vật, được hình thành đầu thế kỷ XX, nhưng đã đóng góp nhiều thành tựu to lớn trong lĩnh vực chọn giống, cho việc nghiên cứu tính di truyền của thực vật, cơ chế sinh tổng hợp thực vật, vai trò của chất điều hòa sinh trưởng thực vật và nhiều vấn đề cơ bản khác Hàng loạt cây trồng mang phẩm chất tốt, năng suất cao hơn được ra đời Ở nước ta việc nghiên cứu nuôi cấy mô tế bào thực vật chỉ mới bắt đầu từ năm 1975 nhưng đã gặt hái những thành tựu không nhỏ trong chọn giống và nhân giống cây trồng trong nông

nghiệp với những cây quan trọng như mía, lúa, cà phê, khoai tây Đến nay không còn

xa lạ đối với chuối, phong lan nuôi cấy mô và hàng trăm giống cây trồng đã hoàn chỉnh quy trình nuôi cấy (Kiên, 2002)

1.4.3 Vai trò của ánh sáng đối với quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật

Quang hợp là quá trình giúp thực vật dùng năng lượng ánh sáng để tạo glucose

và phóng thích oxy từ carbonic và nước Thực vật sử dụng vùng quang phổ có bước sóng từ 400 đến 700 nm với cực đại hấp thụ từ 660 đến 680 nm Ở thực vật bậc cao, ánh sáng đỏ, tím, xanh điều khiển quá trình quang hợp hiệu quả nhất Nhiều đặc tính

về phát triển hình thái của thực vật ex vitro bị ảnh hưởng bởi các điều kiện môi trường

như ánh sáng (về chất lượng, cường độ, thời gian và hướng chiếu sáng), nhiệt độ, thành phần khí (CO2, O2, H2O, C2H4), thành phần môi trường Năng lượng bức xạ có những ảnh hưởng quan trọng lên hình thái và hoạt động của thực vật bao gồm sự phát triển khả năng quang hợp, tham gia vào nhịp nội sinh và định hướng về không gian và thời gian Trong điều kiện tối, cây phát triển theo một chương trình gọi là

“kotomorphogensis”, chẳng hạn như kéo dài chồi, có rất ít hay không có lá mầm và lá thật, bị vàng hóa Sự phát sinh hình thái do ánh sáng (sự nảy mầm, sự kéo dài đốt thân,…) xảy ra ở những dải bước sóng từ 400 - 500 nm (xanh lục), 600 - 700 nm (đỏ)

và 700 - 800 nm (đỏ xa) (Morrow, 2008; Pati, 2014)

Trong đó diệp lục là sắc tố chính đóng vai trò quan trọng nhất trong quang hợp với chức năng hấp thụ năng lượng từ ánh sáng mặt trời, chuyển thành dạng năng lượng kích thích điện tử của phân tử diệp lục Diệp lục có vai trò vận chuyển năng lượng vào trung tâm phản ứng Từ phân tử diệp lục hấp thu ánh sáng đầu tiên cho đến trung tâm phản ứng của quang hợp là phải qua một hệ thống cấu trúc trong màng thilacoit gồm rất nhiều phân tử diệp lục khác nhau Năng lượng ánh sáng phải truyền qua các phân tử diệp lục để đến được trung tâm phản ứng (P700) Tham gia biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học tại trung tâm phản ứng P700 nhờ quá trình quang phosphoryl hóa để hình thành nên ATP và NADPH

Diệp lục có khả năng hấp thụ ánh sáng một cách có chọn lọc, một số vùng ánh sáng được diệp lục hấp thụ mạnh nhất, một số vùng bị hấp thụ ít hơn, và có vùng thì hầu như không bị hấp thụ Điều này đã tạo nên quang phổ hấp thụ của diệp lục Trong quang phổ hấp thụ của diệp lục, có hai vùng ánh sáng mà diệp lục hấp thụ mạnh nhất

tạo nên hai đỉnh hấp thu cực đại Đó là vùng ánh sáng đỏ với cực đại là 662 nm và vùng ánh sáng xanh tím với cực đại là 430 nm Ánh sáng xanh lá cây không được diệp lục hấp thụ mà phản xạ toàn bộ nên ta thường quan sát thấy lá cây có màu xanh Nhóm sắc tố carotenoid là nhóm sắc tố có màu vàng, da cam Chúng là các sắc tố vệ tinh của diệp lục Quang phổ hấp thụ của nhóm sắc tố này là ở vùng ánh sáng xanh có bước sóng 451nm ÷ 481nm Khả năng hấp thụ ánh sáng của carotenoid là do hệ thống liên kết đơn, đôi quyết định Như vậy việc cho ra đời loại đèn chiếu đúng cường độ ánh sáng cho từng loại cây trồng, và đúng các bước sóng phổ mà cây dùng để quang hợp

và việc còn lại của chúng ta là tự điều tiết thời gian chiếu sao cho phù hợp với đặc tính quang chu kỳ của cây, chúng ta sẽ có được một năng suất cây trồng cực cao, không còn bị lệ thuộc quá nhiều vào ánh sáng tự nhiên mang tính mùa vụ nữa, mà chúng ta có thể hoàn toàn điều tiết cho cây theo thời vụ mà mình đã định ra để làm sao tối ưu hóa bài toán kinh tế cho nông nghiệp

Ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn lên sự quang phát sinh hình thái ở thực vật thông qua các quang thụ thể Thực vật bậc cao có ít nhất ba loại quang thụ thể (photoreceptor) có độ hấp thu chọn lọc với các ánh sáng quang phổ khác nhau, điều hòa sự phát sinh hình thái, đó là:

- Phytochrome (650 - 680 nm; ánh sáng đỏ/đỏ xa)

- Các thụ thể nhận ánh sáng xanh gồm cryptochrome (340 - 520 nm; ánh sáng xanh UV - A), phototropin

- Thụ thể hấp thu tia cực tím UV – B (290-350 nm) và UV - A

Sự chiếu sáng có ảnh hưởng lên sự sinh trưởng của tế bào, mô thực vật và sự sinh tổng hợp chất biến dưỡng sơ cấp và thứ cấp Chúng tăng theo cường độ chiếu sáng và hiện tượng bão hòa ánh sáng xuất hiện sau khi cường độ chiếu sáng đạt đến điểm bão hòa ánh sáng, khác nhau từ loài này đến loài khác

Ánh sáng trắng là tổng hợp của các loại ánh sáng có bước sóng khác nhau (400

- 800 nm), thích hợp cho nhiều loại đáp ứng của thực vật (Pierik, 1987) Trong nuôi cấy dịch huyền phù của Perilla frutescens, sự chiếu ánh sáng trắng với cường độ 27,2 W.m-2 trong suốt thời gian nuôi cấy rất hiệu quả và lượng anthocyanin được tạo ra cao gấp hai lần so với không chiếu sáng (Pati, 2014)

Ánh sáng đỏ (700 - 780 nm)/đỏ xa (trên 750 nm) có 2 tác động chủ yếu là kéo dài rễ, kéo dài lóng thân, tỉ lệ bức xạ tia đỏ: đỏ xa (R: Fr) có ảnh hưởng đến sự kéo dài lóng thân ở thực vật

Ánh sáng xanh: thúc đẩy sự sinh trưởng của mô sẹo và ức chế sự kéo dài thân Ánh sáng xanh lục và tia UV gần: Bước sóng UV gần (200 - 380 nm) và xanh lục có khả năng kìm hãm sự sinh trưởng của thực vật do tác động đến quang hợp và sự phát triển bình thường của cây Ngược lại khi loại bỏ một cách có chọn lọc các tia UV gần và xanh lục từ ánh sáng trắng sẽ tăng cường sinh trưởng cho cây (Morrow, 2008)

1.4.4 Vai trò của ánh sáng trong nhân giống in vitro thực vật

Sự phân phối phổ ánh sáng, quang kỳ và hướng chiếu sáng đóng vai trò quan

trọng trong quá trình sinh trưởng của thực vật nuôi cấy mô Sự phát sinh hình thái do ánh sáng (sự nảy mầm, sự kéo dài đốt thân…) xảy ra ở những dải bước sóng từ 400 -

500 nm (xanh lục), 600 - 700 nm (đỏ) và 700 - 800 nm (đỏ xa) Ánh sáng góp phần vào việc tạo rễ và chồi bất định của đoạn cắt Chỉ cần cường độ ánh sáng thấp cho quá trình tạo rễ, vì cường độ ánh sáng cao quá sẽ ngăn cản sự tạo rễ Đối với một số loài, quang kỳ có thể ảnh hưởng đến sự tạo rễ Ánh sáng đỏ cam thích hợp cho sự ra rễ hơn ánh sáng xanh da trời

Sự phát sinh hình thái thực vật bị ảnh hưởng bởi các nhân tố của môi trường như nhiệt độ, CO2, chất dinh dưỡng, chất lượng ánh sáng, thời gian và cường độ chiếu sáng Những nhân tố này ảnh hưởng đến sự tăng trưởng chồi và phát sinh hình thái bên

cạnh vai trò của nó trong quang hợp (Debergh et al., 1992) Trong nhiều trường hợp,

hình thái thực vật (chiều cao, hình dáng…) bị ảnh hưởng chủ yếu bởi chất lượng ánh sáng Điều này tùy thuộc vào cường độ và sự phân phối dải năng lượng như ánh sáng xanh, đỏ và đỏ xa phát ra từ đèn Thực vật rất nhạy cảm với các điều kiện ánh sáng, vì vậy sự tăng trưởng và phát triển ở thực vật có thể tăng bởi ánh sáng nhân tạo và các đặc tính thích nghi

1.5 Giới thiệu về đèn LED

1.5.1 Đèn LED là gì

Đi–ốt phát quang (LED) là nguồn sáng bán dẫn, sẽ cung cấp lượng ánh sáng đơn sắc khi có dòng điện một chiều chạy qua nó Đèn LED (khác với bóng LED) được định nghĩa là tổ hợp bóng LED, phần quang học, tỏa nhiệt và nguồn nuôi

1.5.2 Lịch sử phát triển của đèn LED

Texas Instrument đã phát minh đèn LED đầu tiên vào năm 1960 Tại thời điểm

đó cường độ sáng của LED còn rất thấp và chỉ có ánh sáng đơn sắc đỏ Sau này cường

độ sáng của LED đã tăng lên rất nhiều và biên độ dải màu cũng tăng theo (đỏ, cam, vàng, xanh lá, xanh dương, trắng…)

Đến những năm cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21, đèn LED tạo nên một cuộc cách mạng nhanh chóng, đem lại nhiều tiện dụng cho các thiết bị kỹ thuật số và một dãy các thiết bị mới đa chức năng, như tín hiệu ra vào, đèn nổi, đèn giao thông, đèn vòm, đèn tường, đèn dưới nước, đèn ngoài trời Trong những năm gần đây, LED mới thực sự được quan tâm như là một nguồn bức xạ cho thực vật do tiềm năng ứng dụng thương mại của nó rất lớn

1.5.3 Ưu và nhược điểm của đèn LED

Ưu điểm

Tiết kiệm điện năng: Sử dụng đèn LED có thể tiết kiệm điện năng đến 11% và giảm khí thải CO2 từ 261 - 348 triệu tấn vào năm 2020

Tuổi thọ: LED có tuổi thọ cao, từ 20.000 – 100.000 giờ (đèn sợi đốt có tuổi

1000 giờ, đèn huỳnh quang có tuổi thọ 8000 giờ)

Dải màu: LED có nhiều các dải màu, gồm cả các ánh sáng trắng Ánh sáng trắng cũng có thể được tạo ra khi hòa trộn LED màu đỏ, xanh lơ và xanh lục

Không phát ra tia UV và tia hồng ngoại: LED không tạo ra tia UV, tạo rất ít nhiệt, vì vậy là đối tượng phát sáng lý tưởng

Độ bền: Đèn LED có độ bền rất cao chịu được sốc nhiệt và va đập

Nhược điểm

LED đơn lẻ rất nhỏ và tạo ra ít ánh sáng toàn bộ

Giá thành của LED cao

1.5.4 Hiệu quả của việc sử dụng đèn LED trong nhân giống in vitro

Trong các nguồn chiếu sáng nhân tạo hiện nay, các nguồn sáng chủ yếu được sử dụng cho thực vật là: Đèn sợi đốt, đèn compact, đèn huỳnh quang, đèn LED

Chất lượng của ánh sáng, loại ánh sáng ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và

phát triển của mẫu cấy in vitro thông qua quá trình quang hợp, tổng hợp

protein, flavonoid và quang phát sinh hình thái (Teresa và cs.,2007) Hiện nay, tại các phòng nuôi cấy mô thực vật sử dụng đèn huỳnh quang làm nguồn chiếu sáng chính Đèn huỳnh quang được sử dụng phổ biến nhất trong các phòng thí nghiệm nuôi cấy

mô Ánh sáng đèn huỳnh quang là sự phối trộn của nhiều vùng quang phổ từ những vùng ánh sáng có bước sóng ngắn 320 nm đến bước sóng dài 800 nm Có những vùng bước sóng ngắn không có lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật Đồng thời, đèn huỳnh quang có tuổi thọ thấp, tiêu tốn nhiều điện năng và phát nhiệt trong quá trình thắp sáng nên phải tiêu tốn thêm lượng điện năng làm mát để ổn định nhiệt độ trong phòng nuôi cấy

Vì vậy, xây dựng và phát triển hệ thống chiếu sáng mới nhằm hạn chế được các nhược điểm trên sẽ mang lại những lợi ích đáng kể trong vi nhân giống thực vật Một

số nguồn chiếu sáng đang được nghiên cứu để sử dụng thay thế dần đèn neon là: đèn compact, đèn LED

Đèn compact là loại đèn huỳnh quang áp suất thấp, sử dụng bột huỳnh quang đất hiếm 3 màu So với đèn sợi đốt, đèn compact có hiệu suất sáng cao hơn đối với mắt người, nhưng đối với phổ quang hợp của thực vật, đèn compact có ít thành phần

đỏ (660 nm) và không có đỏ xa (730 nm) Mặc dù quang phổ phát ra từ đèn huỳnh quang compact bao gồm các vùng sáng đỏ và xanh có hiệu quả hơn đèn sợi đốt, tuy nhiên còn có một tỷ lệ lớn các vùng quang phổ xanh lá cây (Green) và vàng (Yellow) nên làm lãng phí năng lượng

Đèn LED là ánh sáng đơn sắc (đi-ốt phát quang) cũng đã và đang được nghiên cứu làm nguồn sáng trong nhân giống thực vật Sử dụng ánh sáng đơn sắc đỏ (600 -

700 nm) hoặc đỏ xa (700 - 800 nm) hoặc kết hợp với xanh lam của đèn LED làm cây tăng trưởng rất tốt và tiết kiệm điện năng hơn so với dùng đèn huỳnh quang (Dương Tấn Nhựt, 2014)

Trong đó, nguồn chiếu sáng đơn sắc (LED - Light emitting diodes) đang được chú trọng bởi một số ưu điểm như: kích thước và thể tích nhỏ, tuổi thọ cao, kiểm soát được vùng quang phổ, tiêu hao điện năng thấp hơn khi sử dụng đèn huỳnh quang Có hai vấn đề chính liên quan đến giá thành điện năng trong các phòng nuôi cấy mô: cần 65% điện năng để thắp sáng phòng nuôi và 25% điện năng được sử dụng để làm mát phòng nuôi

1.5.5 Một số nghiên cứu ứng dụng đèn LED trong nhân giống in vitro

Ở Việt Nam ngoài việc được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị, LED cũng được ứng dụng trong các nghiên cứu nông nghiệp Việc sử dụng LED như một nguồn bức xạ cho thực vật được đặc biệt chú trọng trong những năm gần đây do tiềm năng của nó trong ứng dụng thương mại rất lớn Hệ thống bức xạ LED toàn phần có một số lợi điểm vượt trội so với những hệ thống chiếu sáng hiện đang được sử dụng rộng rãi trong nuôi cấy mô

Từ năm 1996 đến nay, đã có nhiều ứng dụng hệ thống đèn LED trên một số loại cây trồng như Dâu tây, Bạch đàn, Địa lan, Lan hồ điệp, Chuối, Lan Ý, Lily, Cúc và

Lan Hài cho thấy cây sinh trưởng và phát triển tốt ở điều kiện in vitro

Dương Tấn Nhựt và cộng sự đã ứng dụng hệ thống đèn LED với các tỷ lệ ánh

sáng khác nhau, loại đèn LED khác trong việc nhân giống in vitro trên các đối tượng như Dâu tây, Chuối, Lan Ý, Hoa Cúc, Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv), Đồng tiền cho thấy cây in vitro phát triển tốt trong điều kiện chiếu sáng bằng

đèn LED, đối với mỗi loại cây khác nhau sử dụng tỷ lệ ánh sáng và thời gian chiếu sáng khác nhau (Dương Tấn Nhựt, 2014)

Nguyễn Bá Nam và cộng sự (2012) đã đánh giá ảnh hưởng của đèn LED lên sự tái sinh chồi của hoa cúc Kết quả khảo sát cho thấy mẫu được cấy trên môi trường MS

có bổ sung 30 g/l sucrose, 8 g/l agar, 0,5 mg/l NAA và 2 mg/l BA và nuôi cấy dưới các điều kiện chiếu sáng 70 % LED đỏ + 30 % LED xanh cho sự tái sinh trực tiếp chồi từ

lá và từ lát mỏng tốt nhất so với các điều kiện chiếu sáng khác

Nguyễn Đức Minh Hùng và cộng sự (2014), đã đánh giá ảnh hưởng của đèn LED xanh và đỏ lên sự sinh trưởng của hoa lan Mokara và cây hồng Kết quả cho thấy đèn Led có hiệu quả cao hơn so với đèn huỳnh quang trong quá trình tái sinh chồi và phát triển chồi

Nguyễn Thị Mai và cộng sự (2016), đã ứng dụng đèn LED trong nhân giống cây cà phê vối Kết quả cho thấy ánh sáng đèn LED ảnh hưởng bất lợi ở giai đoạn phát triển cây mầm thành cây hoàn chỉnh, tuy nhiên cây phát triển ở điều kiện này cho khả năng sinh trưởng và phát triển tốt ở điều kiện nhà lưới Từ kết quả trên cho thấy sử dụng đèn LED có hiệu quả trong giai đoạn tái sinh cây cà phê vối

Nguyễn Văn Vinh và cộng sự (2017), đã đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ của ánh sáng đỏ - xanh dương và cường độ chiếu sáng từ đèn LED đơn sắc đến sự hình thành

và phát triển của chồi và rễ lan Dendrobium mini nhằm xác định tỷ lệ ánh sáng đơn sắc

đỏ/xanh dương và cường độ chiếu sáng thích hợp cho khả năng tái sinh chồi và rễ Kết quả cho thấy tỷ lệ ánh sáng 75% LED đỏ + 25% LED xanh dương với cường độ 800 lux cho sự nhân nhanh chồi nhanh nhất Với điều kiện 50% đỏ + 50% xanh dương, cường độ chiếu sáng 400 lux thích hợp cho sự phát triển rễ Với điều kiện 100% LED

đỏ, 400 lux thích hợp cho sự phát triển và nảy mầm của hạt lan Dendrobium mini

Chồi phát triển và hình thành tốt nhất ở điều kiện 75% LED đỏ + 25% LED xanh dương, cường độ chiếu sáng 600 lux

Trên thế giới gần đây các đi-ốt phát sáng (LED) là thiết bị chiếu sáng được xem

là đầy hứa hẹn cho các phòng nuôi cấy mô và nâng cao khả năng tăng trưởng sinh học

Chen và cộng sự (2016), đã đánh giá ảnh hưởng của phổ ánh sáng đèn LED đến phôi soma và phân tích chlorogenic acid và rutin bằng LC-MS Kết quả cho thấy các loại đèn LED khác nhau ảnh hưởng lên quá trình hình thành phôi soma

Luz và cộng sự (2014) đã đánh giá hiệu quả của ánh sáng đèn LED lên sự phát

triển và kéo dài chồi của cà chua và sâm Brazilian Đối với cà chua các loại ánh sáng LED khác nhau không ảnh hưởng đến quá trình phát triển và kéo dài chồi Tuy nhiên đối với sâm Brazilian với ánh sáng LED (17µmol/m/s) làm tăng tỷ lệ tạo chồi lên 96% trong khi phát triển ở ánh sáng huỳnh quang (30 µmol/m/s) tỷ lệ phát triển chồi đạt 45%

Silva và cộng sự (2014) đánh giá ảnh hưởng của đèn LED đỏ/xanh và kết hợp

lên sự phát triển và phát sinh hình thái của Saccharum officinarum in vitro Kết quả

cho thấy tỷ lệ ánh sáng đỏ/xanh cân bằng cho kết quả cụm chồi phát triển tốt với trọng lượng tươi cao trong khi đó ánh sáng trắng có hiệu quả thấp hơn

Ngoài ra, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện và chứng minh rằng việc phối hợp đèn LED xanh/đỏ làm tăng khả năng sinh trưởng chồi cho nhiều loại cây khác nhau, mỗi loại cây khác nhau thích nghi với sự phối hợp tỷ lệ xanh/đỏ khác nhau

Bảng 1.1 Ảnh hưởng của đèn LED lên sự phát triển và hình thái của cây in vitro

triển

Ánh sáng đỏ thúc đẩy sự phát triển của lá nhưng làm giảm hàm lượng chlorophyll Hiệu quả ngược lại khi sử dụng ánh sáng xanh dương

Phalaenopsis

100% đỏ, 90% đỏ + 10% xanh dương, 80% đỏ + 20% xanh dương, 70% đỏ + 30% xanh dương, 50% đỏ + 50% xanh dương,

Protocorms sinh trưởng và phát triển tốt ở tỷ lệ ánh sáng mức 80% đỏ + 20% xanh dương

Dendrobium

oficinale

Đỏ (660nm), xanh dương (450nm), đỏ + xanh dương (1:1, 1:2, 2:1)

Đèn LED xanh dương và tỷ lệ ánh sáng xanh dương : đỏ (2:1) thúc sự phát sinh chồi từ PLBs

Chuối

100% đỏ, 90% đỏ + 10% xanh dương, 80% đỏ + 20% xanh dương, 70% đỏ + 30% xanh dương, 100% xanh dương

Cây con phát triển tốt và trọng lượng tươi cao khi ở mức 80% đỏ + 20% xanh dương

Dâu tây Đỏ (660nm), xanh dương

(450nm), đỏ + xanh dương

Cây con phát triển tốt ở tỷ lệ ánh sáng 70% đỏ + 30% xanh dương

(Duong Tan Nhut, 2000; Lian et al., 2002; Wongnok et al., 2007; Lin et al., 2011; Tanaka et al., 2013)

Từ nhiều công trình nghiên cứu về đèn LED cho thấy việc sử dụng ánh sáng đơn sắc đỏ, xanh hoặc phối hợp giữa hai loại ánh sáng trên với các tỷ lệ khác nhau có tác dụng kích thích tăng trưởng, nâng cao hiệu quả nhân nhanh chồi, tăng chất lượng

cây giống…Tuy nhiên, với mỗi loại cây trồng khác nhau Từ những vấn đề trên chúng tôi tiến hành đánh giá ảnh hưởng khả năng của các loại đèn LED khác nhau, tỷ lệ ánh sáng khác nhau lên sự tái sinh chồi, nhân nhanh chồi, tái sinh cây hoàn chỉnh để chọn được loại đèn phù hợp cho từng giai đoạn, cho từng loại cây nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất tại đơn vị

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Nội dung 1: Khảo sát ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ

ánh sáng LED đỏ/xanh dương lên sự nhân chồi in vitro

- Khảo sát các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương

khác nhau lên sự nhân chồi cho một số giống như giống Dendrobium, Hoa chuông

- Chồi đơn hoặc cụm chồi của Dendrobium có kích thước và độ tuổi đồng nhất

được sử dụng cho quá trình nhân nhanh chồi Mẫu cấy được cấy trên môi trường MS

bổ sung 30g/l sucrose; 0,5 g/l peptone; 0,1 g/l inositol; 0,02 g/l glycine; 0,5 g/l PVP; 7 g/l agar; 1 mg/l BA; 0,5 mg/l NAA; 50 ml/l nước dừa; 100 g/l chuối, pH = 5,5

- Chồi đơn hoặc cụm chồi của hoa chuông có kích thước và độ tuổi đồng nhất được sử dụng cho quá trình nhân nhanh chồi Mẫu cấy được cấy trên môi trường MS

bổ sung 30g/l sucrose; 0,5 g/l peptone; 0,1 g/l inositol; 0,02 g/l glycine; 7 g/l agar; 0,5 mg/l BA; 0,1 mg/l NAA; pH = 5,5

- Điều kiện nuôi cấy: chu kỳ chiếu sáng 12 giờ/ngày với các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương khác nhau (bảng 2.1, 2.2), độ ẩm của phòng nuôi 70-80%, nhiệt độ phòng nuôi 25 ± 3oC

- Mỗi loại đèn bóng dài được bố trí trên một kệ, mỗi kệ 3 tầng Tầng trên cùng lắp 1 bóng, 1 dãy, tầng giữa lắp 2 bóng, 2 dãy, tầng dưới lắp 3 bóng, 3 dãy Ánh sáng của các nghiệm thức đèn LED được ngăn cách với bên ngoài bằng những tấm che màu tối Cường độ ánh sáng được đo bằng máy đo cường độ ánh sáng hiệu TESTO 545

- Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với các nghiệm thức, với 3 lần lặp lại, mỗi lần lặp lại 5 bình, mỗi bình 6 mẫu cấy

Bảng 2.1 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh

dương khác nhau lên sự nhân chồi in vitro

Đối chứng Đèn huỳnh quang (Điện quang) 1 bóng, 2 bóng

3 Đèn LED 60% Đỏ + 40% Xanh dương (RĐ) 1 dãy, 2 dãy

4 Đèn LED 70% Đỏ + 30% Xanh dương (RĐ) 1 dãy, 2 dãy

5 Đèn LED 80% Đỏ + 20% Xanh dương (RĐ) 1 dãy, 2 dãy

Chú thích: RĐ: Công ty cổ phần bóng đèn phích nước Rạng Đông sản xuất; Bước sóng, cường độ ánh sáng do nhà sản xuất cung cấp

Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của các loại đèn huỳnh quang, LED

trắng và LED màu lên sự nhân chồi in vitro

Đối chứng Đèn huỳnh quang Điện Quang 1 bóng, 2 bóng

1 Đèn huỳnh quang có máng chụp (RĐ) 1 bóng, 2 bóng

Chú thích: RĐ: Công ty cổ phần bóng đèn phích nước Rạng Đông sản xuất; Bước sóng,

cường độ ánh sáng do nhà sản xuất cung cấp LED màu Hàn Quốc (80% Đỏ + 20% Xanh

dương), LED màu Nhật (50% Đỏ + 10% Xanh dương + 40 % Trắng)

- Chỉ tiêu theo dõi: Số chồi/mẫu, tỷ lệ mẫu tạo chồi, trọng lượng tươi, trọng

lượng khô, hàm lượng Chlorophyll Đánh giá khả năng tăng trưởng, phát triển của mẫu cấy sau 6 tuần nuôi cấy

Nội dung 2: Khảo sát ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương lên sự tạo cây hoàn chỉnh

- Khảo sát các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương

khác nhau lên sự tái sinh cây in vitro hoàn chỉnh cho một số giống như giống

Dendrobium, Hoa chuông

- Chồi đơn của Dendrobium có kích thước và độ tuổi đồng nhất được sử dụng

cho quá trình tạo cây hoàn chỉnh Mẫu cấy được cấy trên môi trường MS bổ sung 30g/l sucrose; 0,5 g/l peptone; 0,1 g/l inositol; 0,02 g/l glycine; 0,5 g/l PVP; 7 g/l agar; 0,5 mg/l BA; 0,1 mg/l NAA; 50 ml/l nước dừa; 100 g/l chuối, pH = 5,5

- Chồi ngọn (3-5 lá) của hoa chuông có kích thước và độ tuổi đồng nhất được

sử dụng cho quá trình tạo cây hoàn chỉnh Mẫu cấy được cấy trên môi trường MS bổ sung 30g/l sucrose; 0,5 g/l peptone; 0,1 g/l inositol; 0,02 g/l glycine; 7 g/l agar; 0,5 mg/l than hoạt tính; pH = 5,5

Điều kiện nuôi cấy: chu kỳ chiếu sáng 12 giờ/ngày với các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương khác nhau (bảng 2.3, 2.4), độ ẩm của phòng nuôi 70 - 80%, nhiệt độ phòng nuôi 25 ± 3oC

- Mỗi loại đèn bóng dài được bố trí trên một kệ, mỗi kệ 3 tầng Tầng trên cùng lắp 1 bóng, 1 dãy, tầng giữa lắp 2 bóng, 2 dãy Ánh sáng của các nghiệm thức đèn LED được ngăn cách với bên ngoài bằng những tấm che màu tối Cường độ ánh sáng được đo bằng máy đo cường độ ánh sáng hiệu TESTO 545 Hàm lượng Chlorophyll được xác định bằng phương pháp huỳnh quang Mỗi nghiệm thức 3 lần lặp lại, mỗi lần lặp lại 3 mẫu, cân 25 mg mẫu, cắt nhỏ mẫu cho vào ống nghiệm chứa 10 ml acetone 80%, đậy kín và đặt trong tối ở nhiệt độ phòng trong 72 giờ Sau 72 giờ, tiến hành đo mật độ quang của các mẫu với bước sóng 645 nm và 663 nm bằng máy đo quang phổ

Số liệu được phân tích và xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel và Minitab 17.0

- Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với các nghiệm thức, với 3 lần lặp lại, mỗi lần lặp lại 5 bình, mỗi bình 6 mẫu cấy

Bảng 2.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh

dương khác nhau lên sự tạo cây in vitro

Đối chứng Đèn huỳnh quang (Điện quang) 1 bóng, 2 bóng

3 Đèn LED 60% Đỏ + 40% Xanh dương (RĐ) 1 dãy, 2 dãy

4 Đèn LED 70% Đỏ + 30% Xanh dương (RĐ) 1 dãy, 2 dãy

5 Đèn LED 80% Đỏ + 20% Xanh dương (RĐ) 1 dãy, 2 dãy

Chú thích: RĐ: Công ty cổ phần bóng đèn phích nước Rạng Đông sản xuất; Bước sóng, cường độ ánh sáng do nhà sản xuất cung cấp

Bảng 2.4 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của các loại đèn huỳnh quang, LED

trắng và LED màu lên sự tạo cây in vitro

Đối chứng Đèn huỳnh quang Điện Quang 1 bóng, 2 bóng

1 Đèn huỳnh quang có máng chụp (RĐ) 1 bóng, 2 bóng

Chú thích: RĐ: Công ty cổ phần bóng đèn phích nước Rạng Đông sản xuất; Bước sóng,

cường độ ánh sáng do nhà sản xuất cung cấp LED màu Hàn Quốc (80% Đỏ + 20% Xanh dương), LED màu Nhật (50% Đỏ + 10% Xanh dương + 40% Trắng)

- Chỉ tiêu theo dõi: Chiều cao cây, chiều dài rễ, số lượng rễ/mẫu, số lá/cây,

hàm lượng Chlorophyll, trọng lượng tươi, trọng lượng khô Đánh giá khả năng tăng trưởng, phát triển của cây sau 6 tuần nuôi cấy

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh

dương lên sự nhân chồi và tạo cây hoàn chỉnh in vitro của lan Dendrobium

3.1.1 Ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh

dương lên sự nhân chồi in vitro

Chất lượng của ánh sáng, loại ánh sáng ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và

phát triển của mẫu cấy in vitro thông qua quá trình quang hợp, tổng hợp protein, flavonoid và qua phát sinh hình thái (Silva et al., 2014) Nhiều nghiên cứu đã được

thực hiện và chứng minh rằng việc kết hợp đèn led xanh/đỏ làm tăng khả năng sinh trưởng chồi cho nhiều loại cây khác nhau, mỗi loại cây khác nhau thích nghi với sự kết hợp tỷ lệ xanh/đỏ khác nhau, các loại đèn khác nhau Sau 6 tuần đánh giá ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương lên sự nhân

chồi in vitro lan Dendrobium cho kết quả như sau:

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương khác nhau lên sự nhân

chồi in vitro của lan Dendrobium

Loại đèn (chồi/mẫu) Số chồi (lá/mẫu) Số lá cao chồi Chiều

(mm)

Trọng lượng tươi (mg)

Trọng lượng khô (mg)

Hàm lượng chất khô (%)

Sau 6 tuần nuôi cấy dưới điều kiện chiếu sáng và cường độ ánh sáng khác nhau như 100% ánh sáng đỏ (100%R), 100% ánh sáng xanh dương (100%B) và kết hợp tỷ

lệ giữa LED đỏ/xanh dương như 80% đỏ : 20% xanh dương (80%R-20%B), 70% đỏ : 30% xanh dương (70%R-30%B), 60% đỏ : 40% xanh dương (60%R-40%B), kết quả

cho thấy quá trình nhân chồi lan Dendrobium có sự khác biệt rõ rệt giữa các nghiệm

thức Về số chồi, các nghiệm thức sử dụng đèn LED kết hợp ánh sáng xanh - đỏ và 100% ánh sáng đỏ cho kết quả tốt hơn so với nghiệm thức đối chứng sử dụng đèn huỳnh quang chỉ đạt 5,91 chồi/mẫu, cụ thể ở nghiệm thức sử dụng đèn LED kết hợp 80%R - 20%B cho số chồi đạt 7,07 chồi/ mẫu tương đồng so với nghiệm thức sử dụng đèn LED 100% đỏ đạt 6,87 chồi/mẫu, nghiệm thức sử dụng 60%R - 40%B đạt 6,41 chồi/mẫu và cao nhất là nghiệm thức sử dụng đèn LED kết hợp 70%R – 30%B đạt 7,50 chồi/mẫu Về số lá, các nghiệm thức gần như không có sự khác biệt lớn, nghiệm thức sử dụng 100%B; 60%R – 40%B; 80%R – 20%B cho kết quả tương đồng lần lượt

là 17,72 lá/mẫu; 18,91 lá/mẫu; 20,09 lá/mẫu so với đối chứng đạt 18,07 lá/mẫu, nghiệm thức sử dụng 100%R và 70%R - 30%B cho kết quả tốt lần lượt là 21,70 lá/ mẫu và 22,13 lá/ mẫu Về chiều cao mẫu, nghiệm thức sử dụng 100%R cho chiều cao chồi cao nhất là 19,94 mm, nghiệm thức sử dụng kết hợp 80%R- 20%B là 18,02 mm cho kết quả tương đồng với nghiệm thức 70%R- 30%B là 17,19 mm cao hơn so với nghiệm thức đối chứng là 15,94 mm Trọng lượng tươi ở các nghiệm thức sử dụng 100%R, 70%R – 30%B và 60%R – 40%B thấp hơn so với mẫu đối chứng, bên cạnh

đó, nghiệm thức sử dụng 100%B và nghiệm thức 80%R - 20%B cho trọng lượng tươi cao hơn so với đối chứng lần lượt là 1362,73 mg và 1333,6 mg Tương ứng ở trọng lượng khô, nghiệm thức sử dụng 70%R – 30%B và 60%R – 40%B cho kết quả thấp hơn so với mẫu đối chứng, tuy nhiên nghiệm thức 100%R lại cao hơn so với mẫu đối chứng và đạt kết quả cao nhất là 83,1 mg ở nghiệm thức sử dụng 100%B và nghiệm thức 80%R- 20%B Mặc dù trọng lượng tươi ở một số nghiệm thức thấp hơn so với đối chứng, tuy nhiên hàm lượng chất khô chứa trong mẫu ở các nghiệm thức đều cao hơn so với đối chứng, nghiệm thức 60%R- 40%B cho hàm lượng khô cao nhất (6,53%)

Hình 3.1 Mẫu chồi lan Dendrobium ở các tỉ lệ ánh sáng đỏ - xanh dương sau 6 tuần

nuôi cấy ( : 10 mm) ĐCR: Đèn huỳnh quang Rạng Đông, 100R: tỷ lệ ánh sáng đỏ 100%, 100B: tỷ lệ ánh sáng xanh 100%, 80R:20B: tỷ lệ ánh sáng 80% đỏ: 20% xanh, 70R:30B: tỷ lệ ánh sáng 70% đỏ: 30% xanh, 60R:40B: tỷ lệ ánh sáng 60% đỏ: 40% xanh

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương khác nhau

lên sự nhân chồi in vitro của lan Dendrobium cho thấy tỷ lệ ánh sáng đỏ/xanh với tỷ lệ 80%R- 20%B cho hiệu quả nhân nhanh chồi in vitro tốt hơn ở tất cả các chỉ tiêu so với

các tỷ lệ ánh sáng đỏ/xanh còn lại, số chồi của nghiệm thức đạt 7,07 chồi/mẫu, 20,09 lá/cụm chồi, chiều cao chồi 18,02 mm/chồi, chồi phát triển đồng đều

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của các loại đèn huỳnh quang, LED trắng và LED màu lên sự tái

sinh chồi và nhân chồi in vitro của lan Dendrobium

Loại đèn (chồi/mẫu) Số chồi (lá/mẫu) Số lá chồi (mm) Chiều cao Trọng lượng tươi (mg) lượng khô Trọng

(mg)

Hàm lượng chất khô (%)

Sau 6 tuần nuôi cấy với điều kiện ánh sáng và cường độ chiếu sáng khác nhau

cho thấy sự nhân chồi của lan Dendrobium có sự khác biệt khi sử dụng cường độ ánh

sáng khác nhau (1 dãy và 2 dãy), các nghiệm thức sử dụng 2 dãy đèn đều cho thấy giai đoạn nhân chồi tốt hơn sử dụng 1 dãy đèn dù sử dụng loại đèn nào Về số chồi, các nghiệm thức sử dụng đèn LED và đèn huỳnh quang có máng chụp đều cho khả năng nhân chồi tốt hơn so với mẫu đối chứng sử dụng đèn huỳnh quang dù 1 dãy hay 2 dãy Các nghiệm thức sử dụng đèn LED trắng, LED trắng Hàn Quốc và LED màu Hàn Quốc cho số chồi/mẫu không có sự khác biệt ở 1 hay 2 dãy, tuy nhiên các nghiệm thức

sử dụng đèn huỳnh quang có máng chụp và đèn LED màu Nhật cho số chồi/mẫu có sự khác biệt, cụ thể sử dụng 2 dãy tốt hơn so với 1 dãy chiếu sáng Khả năng nhân chồi cao nhất ở đèn LED màu Nhật sử dụng 2 dãy chiếu sáng cho số chồi cao nhất đạt 8,5 chồi/mẫu, kế đến là đèn huỳnh quang 2 dãy có sử dụng máng chụp đạt 7,9 chồi/mẫu Tương tự về số lá, các nghiệm thức sử dụng đèn LED trắng, LED trắng Hàn Quốc, LED màu Hàn Quốc không có nhiều sự khác biệt khi dùng 1 hay 2 dãy chiếu sáng Tuy nhiên, hầu hết các nghiệm thức đều cho kết quả số lá/mẫu tốt hơn so với sử dụng đèn huỳnh quang dù 1 hay 2 dãy Nghiệm thức sử dụng đèn LED màu Nhật và huỳnh

quang có máng chụp có sự khác biệt rõ rệt, cụ thể sử dụng 2 dãy chiếu sáng sẽ cho số lá/mẫu tốt hơn so với dùng 1 dãy Nghiệm thức cho kết quả cao nhất khi sử dụng đèn LED màu Nhật 2 dãy là 8,5 lá/mẫu, kế đến là đèn huỳnh quang 2 dãy đạt 23,41 lá/mẫu

Về chiều cao chồi, các nghiệm thức sử dụng 2 dãy chiếu sáng đều cho kết quả cao hơn

sử dụng 1 dãy chiếu sáng từ 1 – 2 mm Các nghiệm thức đều cho kết quả tốt hơn so với mẫu đối chứng sử dụng đèn huỳnh quang trừ nghiệm thức sử dụng đèn huỳnh quang có máng chụp cho kích thước chồi thấp nhất chỉ 17,68 mm Nghiệm thức sử dụng đèn LED trắng 2 dãy cho kích thước mẫu cao là 22,89 mm và cao nhất là đèn LED trắng Hàn Quốc 2 dãy là 23,96 mm, các nghiệm thức còn lại cho kích thước chồi

từ 18 – 22 mm Trọng lượng tươi ở các nghiệm thức sử dụng 2 dãy đèn có xu hướng cao hơn so với 1 dãy đèn, tuy nhiên ở các nghiệm thức dùng LED trắng và LED trắng Hàn Quốc lại cho kết quả ngược lại Nghiệm thức dùng 2 dãy đèn LED màu Nhật và 2 dãy đèn huỳnh quang có máng chụp cho trọng lượng tươi của mẫu cao nhất lần lượt là

1834 mg và 1823 mg Các nghiệm thức còn lại đều cho trọng lượng tươi cao hơn so với đối chứng nghiệm thức dùng đèn huỳnh quang 1 dãy cho kết quả thấp nhất chỉ 930

mg Về trọng lượng khô của mẫu, các nghiệm thức sử dụng đèn huỳnh quang có máng chụp, đèn huỳnh quang, đèn LED trắng Hàn Quốc không quá khác biệt giữa 1 dãy đèn

và 2 dãy đèn, tuy nhiên ở các nghiệm thức còn lại có sự khác biệt lớn, cao nhất là sử dụng đèn huỳnh quang có máng chụp lần lượt là 102,3 mg và 102,5 mg Dựa vào kết quả trong bảng 4.1, trọng lượng tươi của các nghiệm thức dùng đèn LED màu Nhật và đèn huỳnh quang có máng chụp gần như không có sự khác biệt, tuy nhiên trọng lượng khô của các nghiệm thức sử dụng đèn huỳnh quang có máng chụp lại cao hơn nhiều so với dùng đèn LED màu Nhật Hàm lượng chất khô có trong mẫu ở các nghiệm thức có máng chụp đạt cao nhất (5,98% ở 1 dãy đèn và 5,62% ở 2 dãy đèn) Ngoài ra, các nghiệm thức sử dụng 1 dãy đèn LED màu Nhật, 2 dãy đèn LED màu Hàn Quốc và 1 dãy đèn LED màu Hàn Quốc cũng có tỉ lệ chất khô trong mẫu khá cao lần lượt là 5,57%; 5,31% và 5,25%

Hình 3.2 Mẫu chồi lan Dendrobium ở các loại đèn và cường độ sau 6 tuần nuôi cấy

HQ1, HQ2: đèn huỳnh quang 1 bóng, 2 bóng; HQMC1, HQMC2: đèn huỳnh quang có máng chụp 1 bóng, 2 bóng; LT1, LT2: đèn LED trắng 1 bóng, 2 bóng; LTHQ1, LTHQ2: đèn LED trắng 1 bóng, 2 bóng; LMHQ1, LMHQ2: đèn LED màu Hàn Quốc

1 dãy bóng, 2 dãy bóng; LMN1, LMN2: đèn LED màu Nhật 1 dãy bóng, 2 dãy bóng

Ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn lên sự quang phát sinh hình thái ở thực vật thông qua các quang thụ thể Thực vật bậc cao có ít nhất ba loại quang thụ thể (photoreceptor) có độ hấp thu chọn lọc với các ánh sáng quang phổ khác nhau, điều hòa sự phát sinh hình thái, đó là: Phytochrome (650 - 680 nm; ánh sáng đỏ/đỏ xa), các thụ thể nhận ánh sáng xanh gồm cryptochrome (340 - 520 nm; ánh sáng xanh UV-A) (Morrow, 2008) Cường độ và sự phân phối dải năng lượng như ánh sáng xanh, đỏ và

đỏ xa phát ra từ đèn Thực vật rất nhạy cảm với các điều kiện ánh sáng, vì vậy sự tăng trưởng và phát triển ở thực vật có thể tăng bởi ánh sáng nhân tạo và các đặc tính thích nghi Kết quả nghiên cứu trên cho thấy với các loại ánh sáng khác nhau, cường độ ánh sáng khác nhau ảnh hưởng đến quá trình tái sinh chồi, nhân nhanh chồi lan

Dendrobium Theo nhóm tác giả Mengxi và cộng sự (2011) cho thấy quang phổ khác

nhau ảnh hưởng đến quá trình cảm ứng tạo PLBs, tạo rễ, tái sinh cơ quan đối với lan hài Ở điều kiện sử dụng ánh sáng đỏ cho tỷ lệ tạo PLBs, trọng lượng tươi, hệ số nhân giống, chiều dài rễ cao hơn so với các loại đèn còn lại Shin và cộng sự (2008), cho

thấy các ánh sáng khác nhau ảnh hưởng lên quá trình phát triển của Doritaenopsis in

vitro Kết quả cho thấy trọng lượng tươi, khô của lá, rễ tăng khi sử dụng điều kiện

chiếu sáng với ánh sáng kết hợp giữa ánh sáng đỏ và xanh Ở điều kiện chỉ có ánh sáng

xanh sẽ phát triển một cách tối ưu hơn Chiều dài lá phát triển tốt nhất ở điều kiện ánh

sáng đỏ Tuy nhiên hiệu quả hơn khi sử dụng kết hợp giữa hai loại ánh sáng đỏ và

xanh Hàm lượng chlorophyll a và chlorophyll b tăng khi nuôi cấy dưới điều kiện sử

dụng ánh sáng đỏ và xanh kết hợp Theo nghiên cứu của Mei – Lan Lian và các cộng

sự (2002) ánh sáng đèn LED đỏ, LED xanh và sự kết hợp giữa LED đỏ và xanh là điều

kiện nuôi cấy in vitro thích hợp để tái sinh cây và kích thích mẫu phát triển to hơn và

nặng hơn so với khi nuôi trong tối hoặc dưới ánh sáng đèn nuôi ngoài sáng Theo

Tanaka M và các đồng sự (1998), đèn LED đỏ sẽ kích thích mẫu cây phát triển mạnh

hơn và to hơn nhưng lại giảm các hoạt chất trong cây cụ thể là chlorophyll a và b;

ngược lại đèn LED xanh sẽ làm tăng hàm lượng hoạt chất có trong cây nhưng tác dụng

kích thích mẫu lớn hơn không bằng so với đèn LED đỏ Kết quả nghiên cứu trên cho

thấy phù hợp với các nghiên cứu trước đây Đối với từng loại cây khác nhau thì điều

kiện ánh sáng thích hợp cho quá trình sinh trưởng và phát triển là khác nhau Qua đó,

kết quả của thí nghiệm cho thấy điều kiện chiếu sáng với tỉ lệ ánh sáng là 80%R-

20%B, đèn LED màu Nhật 2 bóng và đèn huỳnh quang 2 bóng có máng chụp thích

hợp cho sự nhân chồi của lan Dendrobium

3.1.2 Ảnh hưởng của các loại đèn LED khác nhau và tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh

dương lên sự tạo cây hoàn chỉnh in vitro của lan Dendrobium

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng LED đỏ/xanh dương lên sự tạo cây in vitro

của lan Dendrobium

Loại đèn

Số lá (lá /cây)

Chiều cao cây (mm)

Số rễ (rễ/cây)

Chiều dài rễ (mm)

Chl a (mg/g lá)

Chl b (mg/g lá)

Chl (a/b) (mg/g lá)

TLT (g)

TLK (g)

HLCK (%)

Đối chứng 5,11e 55,06bc 8,79e 20,96b 2,95a 1,63ab 1,81bc 1,02 0,06 5,39

100%R 6,38 d 61,39 a 14,64 a 23,75 a 2,07 c 1,32 c 1,58 d 1,82 0,10 5,40 80%R-

40%B 6,90

ab 46,83de 11,12d 17,76cd 3,03a 1,61ab 1,89ab 1,20 0,08 6,68 100%B 7,04a 41,90e 9,14e 15,15d 3,11a 1,73a 1,81bc 1,15 0,08 6,64 CV(%) 3,16 10,10 6,51 12,30 7,84 9,20 6,95

Ghi chú: Các chữ cái: a, b, c, d… trên cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê theo

trắc nghiệm phân hạng Duncan’s test với độ tin cậy *: Khác biệt thống kê ở mức P ≤ 0,05; **: Khác biệt

thống kê ở mức P ≤ 0,01 ĐC: Đèn huỳnh quang Rạng Đông, 100R: tỷ lệ ánh sáng đỏ 100%, 100B: tỷ lệ

ánh sáng xanh 100%, 80R:20B: tỷ lệ ánh sáng 80% đỏ: 20% xanh, 70R:30B: tỷ lệ ánh sáng 70% đỏ:

30% xanh, 60R:40B: tỷ lệ ánh sáng 60% đỏ: 40% xanh