Nghiên cứu đánh giá,chọn tạo vật liệu khởi đầu hoa đồng tiền bằng kỹ thuật đột biến IN VITRO

Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp hà nội

Người hướng dẫn khoa học : gs.ts nguyễn quang thạch

Hà Nội, 2010

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng số liệu kết quả nghiên cứu trong luận văn này là

trung th ực và chưa sử dụng ñể bảo vệ trong một học vị nào

Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ trong luận văn này ñã ñược cảm

ơn, mọi thông tin trích trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hà N ội, tháng 11 năm 2010

Tác giả

Dương Thị Hường

LỜI CẢM ƠN

ðến thời ñiểm này Luận văn của tôi ñã hoàn thành, ñược kết quả này

là nh ờ sự chỉ bảo hướng dẫn, ñào tạo và ñộng viên của các Thầy, Cô giáo

trong th ời gian tôi học tập và nghiên cứu tại trường Cá nhân tôi xin ñược

bày t ỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến tất các Thầy giáo, Cô giáo khoa Nông học và

Vi ện Sau ðại học thuộc trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi

th ực hiện luận văn này

Tôi xin bày t ỏ lòng biết ơn, sự kính trọng sâu sắc nhất tới Thầy giáo -

GS.TS Nguy ễn Quang Thạch, người ñã tận tình chỉ bảo, trực tiếp hướng dẫn

giúp ñỡ tôi thực hiện luận văn này

Tôi xin chân thành c ảm ơn tập thể cán bộ công nhân viên của Viện

Sinh h ọc Nông nghiệp - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo ñiều kiện

thu ận lợi nhất cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn

Cu ối cùng Tôi xin chân thành cảm ơn tới tất cả bạn bè, ñồng nghiệp ñã ñộng viên giúp ñỡ tôi hoàn thành khoá học!

Hà N ội, tháng 11 năm 2010

Tác giả

Dương Thị Hường

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ADN : Acid deoxy ribo nucleic ATP : Adenosine triphosphate BAP : 6-Benzyl-aminopurine CV% : Hệ số sai dị (Correlation of Variants)

T : Trước

S : Sau

MỤC LỤC

1 MỞ ðẦU 1

1.1 ðặt vấn ñề 1

1.2 Mục ñích và yêu cầu của ñề tài 2

1.2.1 Mục ñích 2

1.2.2 Yêu cầu 2

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài 2

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Giới thiệu chung về cây hoa ñồng tiền 3

2.1.1 Nguồn gốc, phân bố, vị trí phân loại cây hoa ñồng tiền 3

2.1.2 ðặc ñiểm thực vật học và yêu cầu sinh thái của cây hoa ñồng tiền 4

2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ hoa trên thế giới và Việt Nam 8

2.2 Phương pháp ñột biến và các nghiên cứu về tạo giống cây trồng bằng kỹ thuật ñột biến 11

2.2.1 Khái niệm, ý nghĩa và phân loại ñột biến 12

2.2.2 Các tác nhân gây ñột biến 13

2.2.3 Cơ chế gây ñột biến 15

2.2.4 Cơ sở khoa học của tạo giống cây trồng ñột biến in vitro 17

2.2.5 Các nghiên cứu và ứng dụng về chọn tạo giống bằng ñột biến và ñột biến phóng xạ ở trong và ngoài nước 18

2.3 Các nghiên cứu chọn tạo giống hoa bằng kỹ thuật ñột biến phóng xạ trên thế giới và Việt Nam 24

2.3.1 Các nghiên cứu chọn tạo giống hoa bằng kỹ thuật ñột biến phóng xạ trên thế giới 24

2.3.2 Các nghiên cứu chọn tạo giống hoa bằng kỹ thuật ñột biến phóng xạ ở Việt Nam 25

2.4 Các nghiên cứu về chọn tạo giống hoa ñồng tiền trên thế giới và Việt Nam 26

2.4.1 Các nghiên cứu về chọn tạo giống hoa ñồng tiền trên thế giới 26

2.4.2 Các nghiên cứu về chọn tạo giống hoa ñồng tiền ở Việt Nam 29

3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

3.1 đối tượng, vật liệu, ựịa ựiểm và thời gian nghiên cứu 31

3.2 Nội dung nghiên cứu 33

3.2.1 Thắ nghiệm 1 : Duy trì và ựánh giá khả năng sinh trưởng của các dạng biến dị hoa ựồng tiền thu ựược trong in vitro 33

3.2.2 Thắ nghiệm 2: Nghiên cứu và ựánh giá sự sinh trưởng của các dạng cây ựồng tiền ựột biến ngoài vườn ươm 33

3.2.3 Thắ nghiệm 3: Nghiên cứu và ựánh giá sự sinh trưởng, phát triển, năng suất và hình thái hoa của các dạng ựột biến thu ựược ngoài vườn sản xuất 33

3.2.4 Thắ nghiệm 4: đánh giá khả năng duy trì của các dòng ựột biến có lợi qua tách nhánh 34

3.3 Phương pháp nghiên cứu 34

3.3.1 điều kiện tiến hành thắ nghiệm 34

3.3.2 Các chỉ tiêu theo dõi 35

3.3.3 Phương pháp theo dõi 36

3.4 Xử lý số liệu 36

4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37

4.1 Thắ nghiệm 1: Duy trì và ựánh giá khả năng sinh trưởng của các dạng biến dị hoa ựồng tiền thu ựược trong in vitro 37

4.1.1 đánh giá khả năng duy trì các dạng biến dị hoa ựồng tiền qua các lần cấy chuyển trong in vitro 37

4.1.2 đánh giá khả năng sinh trưởng và nhân nhanh của các dạng biến dị hoa ựồng tiền trong in vitro 41

4.2 Thắ nghiệm 2: Nghiên cứu và ựánh giá sự sinh trưởng của các dạng cây ựồng tiền ựột biến ngoài vườn ươm 46 4.3 Thắ nghiệm 3: Nghiên cứu và ựánh giá sự sinh trưởng, phát triển, năng suất và hình thái hoa của các dạng ựột biến thu ựược ngoài vườn sản xuất50

4.3.1 Nghiên cứu và ựánh giá các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các

dạng cây ựồng tiền ựột biến 50

4.3.2 Nghiên cứu và ựánh giá sự sinh trưởng của các dạng cây ựồng tiền ựột biến ngoài vườn sản xuất 54

4.3.3 đánh giá số lượng và chất lượng hoa ựồng tiền trên các liều lượng chiếu xạ khác nhau 62

4.4 Thắ nghiệm 4: đánh giá khả năng duy trì của các dòng ựột biến có lợi qua tách nhánh 70

PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ đỀ NGHỊ 76

5.1 Kết luận 76

5.2 đề nghị 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1: Khả năng duy trì của các dạng cây ñồng tiền ñột biến thu ñược trong in vitro qua các lần cấy chuyển (giống Trắng) 38 Bảng 4.2: Khả năng duy trì của các dạng cây ñồng tiền ñột biến thu ñược trong in vitro qua các lần cấy chuyển (giống ðỏ) 39 Bảng 4.3: Khả năng duy trì của các dạng cây ñồng tiền ñột biến thu ñược trong in vitro qua các lần cấy chuyển (giống Gạch) 40 Bảng 4.4: Khả năng sinh trưởng và hệ số nhân của các dạng cây ñồng tiền ñột biến sau 4 tuần theo dõi (giống Trắng) 42 Bảng 4.5: Khả năng sinh trưởng và hệ số nhân của các dạng cây ñồng tiền ñột biến sau 4 tuần theo dõi (giống ðỏ) 43 Bảng 4.6: Khả năng sinh trưởng và hệ số nhân của các dạng cây ñồng tiền ñột biến sau 4 tuần theo dõi (giống Gạch) 44 Bảng 4.7: Khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài vườn ươm sau 4 tuần theo dõi (giống Trắng) 47 Bảng 4.8: Khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài vườn ươm sau 4 tuần theo dõi (giống ðỏ) 48 Bảng 4.9: Khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài vườn ươm sau 4 tuần theo dõi (giống Gạch) 49 Bảng 4.10: Khảo sát các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các dạng cây ñồng tiền ñột biến (giống Trắng) 51 Bảng 4.11: Khảo sát các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các dạng cây ñồng tiền ñột biến (giống ðỏ) 52 Bảng 4.12: Khảo sát các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các dạng cây ñồng tiền ñột biến (giống Gạch) 53 Bảng 4.13: Khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài ruộng sản xuất sau 3 tháng trồng (giống Trắng) 58 Bảng 4.14: Khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài ruộng sản xuất sau 3 tháng trồng (giống ðỏ) 59

Bảng 4.15: Khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ựồng tiền ựột biến ngoài ruộng sản xuất sau 3 tháng trồng (giống Gạch) 60 Bảng 4.16: đánh giá một số chỉ tiêu về chất lượng cành hoa ựồng tiền (giống Trắng) 65 Bảng 4.17: đánh giá một số chỉ tiêu về chất lượng cành hoa ựồng tiền (giống đỏ) 66 Bảng 4.18: đánh giá một số chỉ tiêu về chất lượng cành hoa ựồng tiền (giống Gạch) 67 Bảng 4.19: đánh giá số lượng hoa của các dạng ựồng tiền ựột biến (giống Trắng) 68 Bảng 4.20: đánh giá số lượng hoa của các dạng ựồng tiền ựột biến (giống đỏ) 68 Bảng 4.21: đánh giá số lượng hoa của các dạng ựồng tiền ựột biến (giống Gạch) 68 Bảng 4.22: đánh giá sự duy trì khả năng sinh trưởng phát triển các dạng ựồng tiền ựột biến sau tách nhánh và trồng trở lại ựược 3 tháng (giống Gạch) 70 Bảng 4.23: đánh giá sự duy trì một số chỉ tiêu về chất lượng cành hoa ựồng tiền trước và sau tách nhánh (giống Gạch) 72

DANH MỤC BIỂU ðỒ

Biểu ñồ 1: Tỉ lệ ñóng góp của bức xạ trong việc tạo giống mới 15 Biểu ñồ 2: Số lượng cây trồng ñược tạo ra nhờ gây ñột biến trên thế giới 19 Biểu ñồ 3: Giống cây trồng ñột biến ñược tạo ra ở các châu lục 20 Biểu ñồ 4: Khả năng duy trì của các dạng cây ñồng tiền ñột biến thu ñược trong in vitro qua các lần cấy chuyển (giống Trắng) 38 Biểu ñồ 5: Khả năng duy trì của các dạng cây ñồng tiền ñột biến thu ñược trong in vitro qua các lần cấy chuyển (giống ðỏ) 39 Biểu ñồ 6: Khả năng duy trì của các dạng cây ñồng tiền ñột biến thu ñược trong in vitro qua các lần cấy chuyển (giống Gạch) 40 Biểu ñồ 7: Hệ số nhân của các dạng cây ñồng tiền ñột biến sau 4 tuần theo dõi (giống Trắng) 42 Biểu ñồ 8: Hệ số nhân của các dạng cây ñồng tiền ñột biến sau 4 tuần theo dõi (giống ðỏ) 43 Biểu ñồ 9: Hệ số nhân của các dạng cây ñồng tiền ñột biến sau 4 tuần theo dõi (giống Gạch) 44 Biểu ñồ 10: Kết quả khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài vườn ươm (giống Trắng) 47 Biểu ñồ 11: Kết quả khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài vườn ươm (giống ðỏ) 48 Biểu ñồ 12: Kết quả khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài vườn ươm (giống Gạch) 49 Biểu ñồ 13: Kết quả khảo sát các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các dạng cây ñồng tiền ñột biến (giống Trắng) 51 Biểu ñồ 14: Kết quả khảo sát các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các dạng cây ñồng tiền ñột biến (giống ðỏ) 52 Biểu ñồ 15: Kết quả khảo sát các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các dạng cây ñồng tiền ñột biến (giống Gạch) 53

Biểu ñồ 16: ðộng thái tăng trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài ruộng sản xuất (giống Trắng) 55 Biểu ñồ 17: ðộng thái tăng trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài ruộng sản xuất (giống ðỏ) 56 Biểu ñồ 18: ðộng thái tăng trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài ruộng sản xuất (giống Gạch) 56 Biểu ñồ 19: Sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài ruộng sản xuất sau 3 tháng trồng (giốngTrắng) 58 Biểu ñồ 20: Sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài ruộng sản xuất sau 3 tháng trồng (giống ðỏ) 59 Biểu ñồ 21: Sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài ruộng sản xuất sau 3 tháng trồng (giống Gạch) 60

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Ảnh 1 Mẫu hoa dùng nghiên cứu 31

Ảnh 2 Các dòng ñột biến so với ñối chứng của 3 giống hoa: Trắng, ñỏ, gạch 37

Ảnh 3 Cây hoa ñồng tiền ngoài ruộng sản xuất 61

Ảnh 4 Dạng hoa ñột biến của giống ñồng tiền trắng 62

Ảnh 5 Các dạng hoa ñột biến của giống ñồng tiền ñỏ 63

Ảnh 6 Các dạng hoa ñột biến của giống ñồng tiền gạch 64

Ảnh 7 Dạng ñột biến GM2a, GM3a trồng trong chậu 70

Ảnh 8: Các dạng hoa ñột biến trước và sau tách nhánh của giống hoa ñồng tiền gạch 75

1 MỞ ðẦU

1.1 ðặt vấn ñề

Hoa ñồng tiền (Gerbera jamesonii) là một loài hoa ñẹp, ñược trồng phổ

biến trên thế giới và ở nước ta Hoa ñồng tiền ñược coi là một trong những loài hoa quan trọng và cho giá trị kinh tế cao, ñang ñược người tiêu dùng ưa

chuộng Hoa ñồng tiền kép là cây thân thảo, nhị bội (2n=50), ra hoa quanh

năm, rất ña dạng về màu sắc và kiểu dáng hoa

Các giống hoa ñồng tiền kép ñược trồng ở Việt Nam hầu hết ñược nhập nội từ Hà Lan, Pháp, Trung Quốc cây giống không rõ nguồn gốc, thiếu chủ ñộng, ñây chính là nguyên nhân khiến giá hoa ñồng tiền còn khá cao, chưa ñáp ứng ñược nhu cầu thưởng thức của người dân Chính vì vậy, công tác chọn tạo giống hoa ñồng tiền ở nước ta là hết sức cần thiết nhưng hầu như chưa ñược tiến hành

Hiện nay, ñã có nhiều giống hoa ñồng tiền quí ñược chọn tạo từ nhiều phương pháp khác nhau như: Lai hữu tính; chọn giống ưu thế lai; chọn tạo giống ñột biến và ña bội thể; chuyển gen hay kỹ thuật di truyền trong ñó phương pháp lai hữu tính là chủ yếu Nhưng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì công tác chọn tạo giống mới luôn

là yêu cầu của sản xuất mà ñặc biệt trong nền kinh tế thị trường việc thương mại hóa các giống cần phải có bản quyền

Trước yêu cầu của sản xuất và thương mại, Viện Sinh học Nông nghiệp – Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã chọn tạo bằng phương pháp ñột

biến in vitro tạo ra một số dòng hoa ñồng tiền ñột biến

Việc ñánh giá, chọn tạo vật liệu khởi ñầu từ các dòng hoa ñồng tiền ñột biến ñã tạo ra là công việc hết sức cần thiết

Xuất phát từ lý do trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài:

"Nghiên cứu ñánh giá, chọn tạo vật liệu khởi ñầu hoa ñồng tiền bằng kỹ thuật ñột biến in vitro”

1.2 Mục ựắch và yêu cầu của ựề tài

1.2.1 Mục ựắch

đánh giá ựược những ựặc tắnh sinh trưởng, ra hoa của cây hoa ựồng

tiền in vitro ựã ựược chiếu xạ bằng tia gamma, tìm ra những dòng mang

những ựặc ựiểm mới và ựánh giá khả năng duy trì của các dòng này, từ ựó có thể tạo thành giống mới giới thiệu cho sản xuất

- đánh giá khả năng duy trì của các dòng ựột biến ưu việt

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ựề tài

- Các dữ liệu nghiên cứu của ựề tài sẽ là tài liệu khoa học có giá trị cho công tác nghiên cứu về chọn tạo các giống hoa nói chung và hoa ựồng tiền nói

riêng bằng kỹ thuật ựột biến in vitro

- Tạo ra những dòng hoa ựồng tiền mang những ựặc ựiểm mới, từ ựó có thể tạo thành giống mới giới thiệu cho sản xuất

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu chung về cây hoa ựồng tiền

2.1.1 Nguồn gốc, phân bố, vị trắ phân loại cây hoa ựồng tiền

2.1.1.1 Ngu ồn gốc, phân bố

Hoa ựồng tiền (Gerbera jamesonii) còn gọi là hoa mặt trời ựược tìm

thấy ựầu tiên ở các tỉnh Transvaal, Natal, Barbeton và Swazilan của Nam Phi Tên gọi Gerbera ựược ựặt theo tên của nhà khoa học người đức Tranugoot Gerber Năm 1886, Gerbera ựược du nhập vào Anh Quốc và ựến năm 1910 ựã phát triển trở thành hoa thương mại phổ biến tại Pháp, Bắc Phi và nhiều nước khác [13]

Hoa ựồng tiền ựã ựược người Pháp ựưa vào trồng tại Việt Nam từ những năm 1940, nhưng chủ yếu là hoa ựồng tiền ựơn Tuy sinh trưởng, phát triển tốt trong ựiều kiện khắ hậu nước ta nhưng hoa còn nhỏ, cánh ựơn và màu sắc còn ựơn ựiệu nên chưa ựược trồng phổ biến Trong những năm gần ựây thì hoa ựồng tiền kép Nam Phi mới du nhập vào Việt Nam, chúng ựược trồng ựầu tiên ở Nam định, sau ựó ựược trồng ở Hà Nội và hiện nay ựược trồng nhiều nhất ở đà Lạt Các giống hoa này ựều là các giống hoa ựồng tiền kép hoa rất ựẹp, ựường kắnh hoa lớn từ 8 - 12cm, màu sắc hoa phong phú, ựa dạngẦ Ngoài ra, sản lượng hoa rất cao, trung bình một cây cho khoảng 50 - 60 bông/năm và trở thành loài hoa ựược ưa chuộng hiện nay [8]

2.1.1.2 V ị trắ phân loại

Trong hệ thống phân loại thực vật, hoa ựồng tiền ựược xếp vào lớp 2 lá

mầm (Dycotyleon), thuộc phân lớp cúc (Asteridae), bộ cúc (Asterales), họ cúc (Asteraceae) và có tên khoa học là Gerbera jamesonii [13]

Chi ựồng tiền có khoảng từ 30 - 100 loài sống hoang dã, phân bố ở Nam Mĩ, Châu Phi, Madagascar và ở vùng nhiệt ựới Châu Á Chúng ựược chia thành 3 nhóm: Hoa kép, hoa ựơn, hoa ựơn nhị kép và màu sắc thì rất ựa dạng (ựỏ, tắm, trắng, vàng, da cam, gạch)

Chi Gerbera là một chi quan trọng về mặt thương mại Nó ñứng hàng thứ năm trong số các loại hoa cắt bán chạy nhất trên thế giới (chỉ sau hồng, cúc, lay ơn, loa kèn) Nó cũng ñược dùng như là sinh vật vô hình trong các nghiên cứu khoa học về cây hoa ñồng tiền [40]

2.1.2 ðặc ñiểm thực vật học và yêu cầu sinh thái của cây hoa ñồng tiền

2.1.2.1 ðặc ñiểm thực vật học

- ðặc ñiểm thân, lá:

ðồng tiền là loại cây thân ngầm không phân cành mà chỉ ñẻ nhánh, lá

và hoa phát triển từ thân Lá mọc chếch so với mặt ñất một góc 15 - 45o Hình dạng lá thay ñổi theo giống và sự sinh trưởng của cây, từ hình trứng thuôn ñến thuôn dài Lá dài từ 15 - 25 cm, rộng từ 5 - 8 cm, có hình lông chim xẻ thuỳ nông hoặc sâu, số lượng lá biến ñộng trên cây từ 9 - 42 lá tuỳ theo từng giống, mặt dưới lá có lớp lông nhung [37]

Hoa kép: Là hoa có cánh gồm nhiều tầng, cánh dày, ñường kính hoa có thể ñạt tới 15cm, hoa tụ lại thành bông nằm ở ñầu trục chính, cuống hoa dài từ

20 - 60 cm, hoa bền, màu sắc phong phú, ñiển hình là các giống: Kép ñỏ, kép trắng, kép tím…

Hoa ựơn: Là hoa có cánh gồm một hoặc hai tầng xếp xen kẽ mỏng và yếu hơn hoa kép Cuống hoa cũng ngắn và mảnh hơn hoa kép điển hình là các loại ựơn trắng, ựơn ựỏ, ựơn hồngẦ

Hoa ựơn nhị kép: Là hoa có vành ngoài cùng là cánh ựơn, bên trong cánh kép dày ựặc

- đặc ựiểm của quả:

Quả ựồng tiền thuộc loại quả bế, có lông, không có nội nhũ, hạt nhỏ, 1gram hạt khoảng 280 - 300 hạt [23]

2.1.2.2 Yêu c ầu ngoại cảnh

Nhiệt ựộ: Nhiệt ựộ là một trong những yếu tố quan trọng quyết ựịnh sự sinh trưởng, phát triển, nở hoa và chất lượng hoa của cây hoa ựồng tiền đa số các giống ựồng tiền ựược trồng hiện nay ựều thắch hợp

ở khoảng nhiệt ựộ từ 15 - 25oC, thắch hợp với vụ Thu đông Tuy nhiên,

có một số giống chịu ựược nhiệt ựộ cao (30 - 34oC) Nếu nhiệt ựộ <12oC hoặc >35oC cây sẽ phát triển kém, màu sắc hoa nhợt nhạt, chất lượng hoa xấu Do vậy, thời kỳ ra hoa cần ựảm bảo một nhiệt ựộ thắch hợp cho từng giống hoa ựồng tiền thì hoa sẽ to và ựẹp [37]

Ánh sáng: Ánh sáng là yếu tố thiết yếu cho sự sinh trưởng, phát triển của cây hoa ựồng tiền Ánh sáng cần cho quá trình quang hợp tạo ra chất hữu

cơ cho cây trong ựó chủ yếu là hyựratcacbon [14] Thiếu ánh sáng hiệu suất quang hợp của cây hoa ựồng tiền sẽ thấp Cường ựộ quang hợp phụ thuộc vào thành phần quang phổ của ánh sáng và cường ựộ chiếu sáng Cường ựộ quang hợp của cây tăng khi cường ựộ ánh sáng tăng Nhưng khi cường ựộ ánh sáng vượt quá chỉ số tới hạn thì khi cường ựộ ánh sáng tăng thì cường ựộ quang hợp sẽ giảm Nắm ựược những ựặc ựiểm này, trong trồng trọt người ta có thể trồng hoa ựồng tiền vào những mùa nắng nóng bằng cách dùng lưới ựen che

ựể giảm bớt cường ựộ ánh sáng giúp cho cây ựồng tiền sinh trưởng tốt phục

vụ nghiên cứu và sản xuất, ựồng thời làm phong phú chủng loại hoa cho mùa

hè (là mùa khan hiếm hoa trên thị trường)

Ẩm ñộ: ðồng tiền là cây trồng cạn, không chịu ñược úng nhưng ñồng thời có sinh khối lớn, bộ lá to, tiêu hao nước nhiều, do ñó khả năng chịu hạn cũng kém ðộ ẩm ñất từ 60 - 70%, ñộ ẩm không khí từ 55 - 65%, thích hợp cho cây hoa ñồng tiền sinh trưởng ðặc biệt trong thời gian thu hoạch cần ñộ

ẩm vừa phải ñể tránh nước ñọng trên các vết cắt, gây thối hoa và sâu bệnh phát triển, chất lượng hoa giảm sút Tuỳ vào từng giai ñoạn sinh trưởng, phát triển của cây, tuỳ theo thời tiết mà cung cấp ñủ lượng nước cho ñồng tiền bằng các biện pháp tưới nhỏ giọt hoặc bơm nước vào rãnh luống cho cây

ðất: Cây hoa ñồng tiền không ñòi hỏi khắt khe về ñất nhưng ñất thích hợp nhất cho cây sinh trưởng, phát triển là ñất tơi xốp nhiều mùn, ñộ pH từ 6

- 6,5, ñất thịt pha cát, ở vùng ñất kiềm cần bón thêm phân mang tính chua ñể cải tạo, cũng có thể bón thêm phân chứa Lưu huỳnh ñể làm giảm ñộ pH Ở vùng ñất chua có thể bón thêm vôi ñể ñiều tiết ñộ chua, còn ñối với ñất thịt nặng bón thêm lá cây mục, vỏ trấu, bã rượu ñể tăng ñộ tơi xốp [8]

Trước khi trồng cần tiến hành làm ñất kỹ, nhặt sạch cỏ dại, lên luống rộng 1,5 - 1,6 m ðất trồng hoa ñồng tiền cần thoát nước tốt, không bị ñọng nước trong mùa mưa, mực nước ngầm thấp và ổn ñịnh Nếu mực nước ngầm cao thường gây ñọng nước, rễ cây dễ bị thối và bị bệnh nên cần có hệ thống thoát nước tốt, xung quanh phải ñào rãnh thoát nước sâu từ 0,7 - 1 m và lên luống cao, không trồng ñồng tiền ở vùng ñất trũng [40]

Các yếu tố dinh dưỡng: Các loại phân hữu cơ, phân vô cơ, phân vi lượng có ý nghĩa quan trọng ñối với sự sinh trưởng, phát triển, năng suất và phẩm chất của hoa ñồng tiền [37]

- ðạm: Có tác dụng thúc ñẩy quá trình sinh trưởng, phát triển của cây Thiếu ñạm cây sinh trưởng kém, cây nhỏ, ra hoa nhanh, chất lượng hoa kém,

lá bị vàng, cuống hoa nhỏ, cây có thể ngừng sinh trưởng, rễ bị ñen và khô chết Ngược lại, thừa ñạm cây sinh trưởng thân lá mạnh nhưng vóng, mềm, yếu, dễ bị ñổ, ra hoa muộn cũng có thể không ra hoa, mất cân ñối giữa thân lá

và hoa, tạo ñiều kiện cho sâu bệnh phát triển

- Lân: Tất cả các bộ phận của cây hoa ñồng tiền ñều cần lân Thiếu lân

lá già, lá xanh tím, màu tím từ mép lá lan dần vào phía trong mặt lá, hoa tự nhỏ, cuống hoa ngắn, ít hoa, chóng tàn, màu sắc nhợt nhạt, khả năng chống chịu kém Hoa ñồng tiền cần lân vào thời kỳ nụ và hoa Do lân phân giải chậm cho nên chủ yếu dùng ñể bón lót 3/4 còn 1/4 dùng ñể bón thúc cùng ñạm, kali Tùy theo từng loại ñất mà sử dụng các loại phân khác nhau, ñất trung tính nhiều mùn dùng supe lân, ñất chua sử dụng phân lân nung chảy, ñất chua mặn dùng Apatit

- Kali: Có rất nhiều trong cây ñồng tiền non, trước lúc ra hoa ðồng tiền cần kali vào thời kỳ kết nụ và nở hoa Nếu thiếu kali ñầu chóp lá vàng và chết khô, sau ñó cả phần thịt lá giữa các gân lá cũng như vậy, lúc ñầu xuất hiện các ñốm bị “luộc”, cuống hoa mềm ra không ñứng lên ñược, màu sắc hoa nhợt nhạt, cánh mềm, hoa chóng tàn Kali cũng giúp cho cây tăng cường tính chịu rét, chịu hạn, chịu sâu bệnh Có thể sử dụng kali ở các dạng khác nhau (chú ý nếu dùng sunfat kali phải bón thêm vôi bột ñể khắc phục ñất chua)

- Canxi: Thiếu canxi trên lá non xuất hiện những ñốm màu xanh nhạt, nghiêm trọng hơn lá non và ñỉnh sinh trưởng bị chết khô nhưng lá già vẫn duy trì ñược trạng thái bình thường, cuống hoa mềm không ñứng lên ñược Canxi giúp cho cây tăng khả năng chịu nhiệt, hạn chế ñược tác dụng ñộc hại của axit hữu cơ Ngoài ra, canxi còn có tác dụng giảm chua, ñược bón thông qua vôi bột

- Phân hữu cơ: Chứa hầu hết các nguyên tố ña lượng và vi lượng mà cây hoa ñồng tiền cần, nó tạo ra sự cân ñối về dinh dưỡng cho cây, ñồng thời cải tạo ñất Phân hữu cơ thường ñược bón lót (phân phải ñược ủ hoai mục)

- Các nguyên tố vi lượng: Rất cần cho ñồng tiền Cây cần ít nhưng cũng không thể thiếu và không thể thay thế ñược Triệu chứng thiếu vi lượng: Thiếu Mg: Lá giòn, cong queo có khi chuyển sang màu ñỏ, lá ra ít, cuống lá dài, nhỏ, gân lá non gồ lên, sự hình thành hoa bị ức chế, hoa nhỏ; thiếu Fe: Phiến lá vàng nhạt, gân lá trắng, cây ngừng sinh trưởng; thiếu Cu: Lá non gây

cong, cây bắt đầu khơ từ đỉnh ngọn, sau đĩ cả cây bị chết Thường bĩn phân

vi lượng qua lá ở nồng độ thấp từ 0,1 – 0,2% Theo PGS.TS Hồng Ngọc Thuận thì hiện nay trong nơng nghiệp sử dụng phân bĩn dưới dạng phức hữu

cơ là tốt nhất, nĩ vừa mang lại hiệu quả kinh tế mà khơng hề ơ nhiễm mơi trường [20]

2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ hoa trên thế giới và Việt Nam

2.1.3.1 Tình hình s ản xuất và tiêu thụ hoa trên thế giới

Hiện nay trên thế giới sản xuất hoa và cây cảnh là một ngành thương mại mang hiệu quả kinh tế cao Diện tích trồng hoa trên thế giới khơng ngừng được mở rộng, chất lượng hoa khơng ngừng được nâng cao Bên cạnh những nước cĩ truyền thống sản xuất và xuất khẩu hoa lâu đời như Hà Lan, Pháp,

Mỹ thì trên thế giới đang dần nổi lên những cường quốc sản xuất hoa lớn như Trung Quốc, Thái Lan…

Các sản phẩm thương mại của hoa bao gồm: Hoa cắt, hoa trồng chậu, hoa trồng thảm, cây lá màu Tuy nhiên, buơn bán trao đổi trên thị trường thế giới chủ yếu gồm hai loại là hoa cắt và hoa trồng chậu

Trong những năm gần đây, nhu cầu hoa cắt trên thế giới tăng nhanh 9%/năm Theo Roger và Alan [32], năm 1995 tổng giá trị hoa cắt tiêu thụ trên thị trường thế giới là 31 tỉ USD, và dự đốn trong những năm tới nhu cầu tiêu thụ sẽ tăng lên tới 35 tỉ USD, gồm chủ yếu là hoa ðồng Tiền, hoa Hồng, hoa Cẩm Chướng…

Các thị trường lớn bao gồm: Tây Âu, Bắc Mỹ và Nhật Bản, trong đĩ thị trường Nhật Bản tăng mạnh nhất, thị trường Tây Âu được coi là già cỗi và đã bão hồ, thị trường các nước châu Á tăng do thu nhập của người dân ngày càng tăng Giá trị nhập khẩu hoa và cây cảnh trên thế giới tăng hàng năm: Năm

1982 là 2,5 tỷ USD; năm 1996 là 7,5 tỷ USD Giá trị xuất khẩu tăng từ 1,2 tỷ USD năm 1982 lên 3,6 tỷ năm 1996 Trong đĩ, Hà Lan, Columbia, Ecuador là những nước xuất khẩu lớn nhất [21] Nĩi chung, thị trường hoa cung tăng hơn cầu, do đĩ làm giảm giá hoa trên thị trường

Châu Á là khu vực thuận lợi cho nghề trồng hoa phát triển, với khắ hậu

ựa dạng, nguồn lao ựộng dồi dào, chi phắ lao ựộng thấp, diện tắch ựất ựai màu

mỡ phì nhiêu lớn ựã trở thành vùng quan trọng cho sản xuất hoa Mặt khác, ở ựây nghề trồng hoa ựã có từ lâu ựời, mặc dù trồng hoa thương mại chỉ mới phát triển từ những năm 80 của thế kỷ 20 Diện tắch trồng hoa ở Châu Á - Thái Bình Dương khoảng 134000 ha Chiếm gần 60% diện tắch trồng hoa trên thế giới Tuy nhiên, thị trường hoa ở những nước ựang phát triển chỉ chiếm khoảng 20% thị trường hoa trên thế giới mà nguyên nhân chủ yếu là thiếu trang thiết bị và các kỹ thuật khoa học hiện ựại Trong ựó, Malaysia, Thái Lan, Philipine là 3 nước sản xuất và xuất khẩu hoa chắnh trong vùng

Các loài hoa ở Châu Á chủ yếu gồm 2 nhóm: Nhóm các giống hoa có nguồn gốc từ nhiệt ựới như: Hoa lan, hoa ựồng tiền; nhóm hoa có nguồn gốc

ôn ựới như: Hoa hồng, hoa cúc, hoa lay ơnẦ[2]

Sản xuất hoa của các nước Châu Á có tiềm năng trở thành ngành sản xuất hoa công nghiệp dẫn ựầu thế giới, có thể so sánh với quy mô và tầm cỡ ngành công nghiệp hoa Châu Âu [40]

2.1.3.2 Tình hình s ản xuất và tiêu thụ hoa ựồng tiền ở Việt Nam

So với diện tắch tự nhiên sẵn có (33 triệu ha) thì diện tắch trồng hoa ở nước ta còn quá nhỏ (khoảng 2000 ha), tập trung chủ yếu ở các vùng trồng hoa truyền thống của thành phố, khu công nghiệp, khu du lịch, nghỉ mát như:

Sa Pa (Lào Cai); Ngọc Hà, Quảng An, Tây Tựu, Nhật Tân (Hà Nội); Mê Linh (Vĩnh Phúc); đằng Hải, đằng Lâm (Hải Phòng); Hoành Bồ, Hoành Long (Quảng Ninh); Triệu Sơn, thành phố Thanh Hóa (Thanh Hóa); Gò Vấp, Hoóc Môn (Thành phố Hồ Chắ Minh); đà Lạt (Lâm đồng) Hiện nay, trên cả nước

ựã và ựang có nhiều vùng trồng hoa mới làm cho diện tắch ựất trồng hoa tăng lên ựáng kể với việc chú trọng sản xuất các loại hoa ựược ưa chuộng, mang lại giá trị kinh tế cao như: Hoa lan, hoa lili, hoa ựồng tiền, hoa hồng, hoa cúc, trong ựó hoa hồng chiếm khoảng 50%, hoa cúc từ 20 - 30% [38]

Với ựiều kiện tự nhiên thuận lợi cho trồng hoa, nhất là những nơi có nhiệt ựộ thấp như: Sa Pa, Mộc Châu, đà Lạt đó là những ựiều kiện tự nhiên thuận lợi, cần thiết ựể hoa Việt Nam lên ựường xuất ngoại

Hà Nội là vùng sản xuất và tiêu thụ hoa lớn của Việt Nam, theo số liệu ựiều tra của Nguyễn Xuân Linh [10] thì diện tắch trồng hoa ở Hà Nội năm

1993 là 192 ha, năm 1995 tăng lên 392 ha và ựến năm 1997 là 640 ha với các vùng trồng hoa truyền thống như: Ngọc Hà, Quảng Bá, Tây Tựu Với tốc ựộ

ựô thị hóa nhanh chóng, nghề trồng hoa ựã vượt ra khỏi những vùng này và phân bố rộng khắp các huyện ngoại thành tạo bộ mặt khởi sắc cho nông nghiệp các vùng ven ựô, tạo công ăn việc làm cho hàng vạn lao ựộng vùng nông thôn Riêng năm 1995, diện tắch trồng hoa tăng lên 12,8 lần so với năm

1990, năm 1996 tăng so với năm 1995 là 30,6% [7] do xuất hiện các vùng chuyên canh mới như: Vĩnh Tuy, Phú Thượng

Hiện nay, giá trị tiêu thụ hoa cắt ở hai thành phố lớn là Hà Nội và thành phố Hồ Chắ Minh mới chỉ 1 USD/người/năm, trong khi ựó ở những nước phát triển như: đức, Mỹ, Nhật BảnẦ giá trị này là 16,1 USD/người/năm Trong ựịnh hướng phát triển rau quả ựến năm 2010, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ựã chỉ rõ mục tiêu tăng thêm 8400 ha hoa và cây cảnh ựể nâng diện tắch hoa và cây cảnh lên 10000 ha với số lượng ước tắnh khoảng 3,5 tỷ cành hoa các loại, trong ựó tiêu thụ nội ựịa khoảng 2,5 tỷ cành, xuất khẩu 1 tỷ cành, giá trị xuất khẩu 60 triệu USD Tổng mức ựầu tư cho phát triển hoa cây cảnh ựến năm 2010 là 5 triệu USD và thu hút ựược khoảng 110000 lao ựộng vào nghề trồng hoa và cây cảnh [39]

Cũng như nhiều chủng loại hoa khác, giá hoa ựồng tiền không ổn ựịnh, kết quả ựiều tra thực trạng sản xuất hoa ựồng tiền cho thấy, hoa ựồng tiền bán tại ruộng sản xuất dao ựộng từ 500 - 1100 ự/bông (Tết 2006), bán tại thị trường

từ 1500 - 2000 ự/bông Trong khi giá thành và giá bán hoa ựồng tiền tại Việt Nam hết sức rẻ thì giá hoa ựồng tiền tại một số nước phát triển cao hơn rất nhiều, vắ dụ tại Mỹ là 20000 Ờ 25000 ự/bông và 9.99 - 114.99$ /bình hoa cắm

Qua các thông tin trên ta có thể thấy nhu cầu về hoa ngày càng tăng, thị trường hoa ngày càng mở rộng, ñã thúc ñẩy ngành trồng hoa ngày càng phát triển Vì vậy, việc nâng cao chất lượng, năng suất, phẩm chất các loại hoa nói chung và hoa ñồng tiền nói riêng, ñảm bảo tiêu chuẩn xuất khẩu và xuất khẩu ñược, ñang là ñòi hỏi thúc ñẩy công tác chọn tạo giống và nhân giống bằng

các phương pháp tiến bộ như: Nhân giống in vitro, công nghệ chuyển gen,

chọn dòng tế bào thực vật nhằm tạo ra cây khoẻ, sạch bệnh, hệ số nhân giống cao, làm tăng chất lượng và sản lượng hoa

2.2 Phương pháp ñột biến và các nghiên cứu về tạo giống cây trồng bằng

kỹ thuật ñột biến

Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học - kỹ thuật thì công tác tạo giống mới ñã và ñang ñược quan tâm và phát triển Vậy thế nào là giống mới?

Xét về Phenotype thì giống mới là giống mang một số tính trạng mới, thường là ưu việt hơn (như: Thích ứng tốt hơn với các thay ñổi của môi trường, tăng giá trị dinh dưỡng, tăng khả năng kháng bệnh và kháng côn trùng, tăng năng suất và chất lượng…) so với những giống ñã có, những ñặc ñiểm ñó ñược di truyền qua nhiều thế hệ và mang tính ổn ñịnh Giống mới thường ñược tạo thành bằng cách cải tiến những giống ñã có

Xét về Genotype, giống mới là giống mang ñặc ñiểm di truyền ñã ñược biến ñổi và thể hiện ổn ñịnh qua một số thế hệ

Trước ñây phương pháp chọn tạo giống cổ ñiển, phải cần ít nhất từ 6 -

10 thế hệ Trong khi ñó, bằng phương pháp chọn giống ñột biến nhân tạo (ñột biến thực nghiệm) chỉ cần 3 – 6 thế hệ Với phương pháp ñột biến nhân tạo,

sử dụng các tác nhân gây ñột biến hoá lý có thể làm tăng sự sai khác di truyền trong quần thể và phương pháp chọn lọc giống thực vật thông qua con ñường ñột biến là một phương pháp có ý nghĩa ñặc biệt quan trọng ñể tạo vật liệu khởi ñầu trong chọn giống cây trồng

2.2.1 Khái niệm, ý nghĩa và phân loại ñột biến

2.2.1.1 Khái ni ệm và ý nghĩa

Thuật ngữ "ðột biến" ñã ñược ñưa ra bởi Vries (1901) và ñược ñịnh nghĩa là sự thay ñổi ñột ngột một tính trạng (có thể di truyền) vì vậy chúng có thể di truyền lại ñến các thế hệ sau Hay nói cách khác, ñột biến chính là quá trình làm thay ñổi ñặc ñiểm di truyền và là cơ sở cho việc chọn giống [6]

ðột biến xuất hiện do các ñiều kiện tự nhiên của môi trường tác ñộng gọi là ñột biến tự nhiên, còn những ñột biến do con người bằng xử lý các tác nhân vật lý, hóa học tạo nên gọi là ñột biến nhân tạo Hầu hết các biến ñổi di truyền có lợi ở thực vật xảy ra trong ñiều kiện tự nhiên ñều ñược sử dụng trong công tác chọn giống cây trồng, cây dại và trong các nguồn gen Thông qua lai tạo, các gen ñược tái tổ hợp thành các tổ hợp gen mới có triển vọng Ở thực vật tần số ñột biến xảy ra thấp và số ñột biến có lợi cho sản xuất và ñời sống lại càng thấp hơn Theo quan ñiểm của các nhà chọn giống thì hầu hết các ñột biến tự nhiên ñều là các ñột biến lặn và có hại Bằng kỹ thuật gây ñột biến nhân tạo giúp tạo và làm tăng các ñột biến có giá trị kinh tế ở các loài thực vật nói chung và ở cây trồng nói riêng Mặc dù còn nhiều những hạn chế nhưng ñột biến nhân tạo ñã và ñang ñóng góp rất có ý nghĩa trong công tác giống cây trồng Hiện giờ gây tạo ñột biến ñã trở thành công cụ hữu hiệu sử dụng trong công tác chọn tạo và cải tiến giống cây trồng ðột biến gen có ý nghĩa rất lớn trong công tác chọn giống Nó có thể làm tăng tỷ lệ biến dị của sinh vật lên ñến hàng vạn lần, trong ñó có những biến dị không bao giờ tìm thấy trong tự nhiên [5]

2.2.1.2 Phân lo ại ñột biến

Những thay ñổi trong vật liệu di truyền có thể xảy ra ở 3 cấp ñộ khác nhau là: Ở cấp ñộ gen, ở cấp ñộ nhiễm sắc thể và ở cấp ñộ hệ gen [1]

Ở cấp ñộ gen (ñột biến gen) là những thay ñổi trong cấu trúc phân tử của một gen, nói cách khác ñó là sự thay ñổi trình tự gen thông qua mất ñoạn, lặp ñoạn, ñảo ñoạn và chuyển ñoạn

Ở cấp ñộ nhiễm sắc thể (ñột biến NST) là những thay ñổi trong cấu trúc nhiễm sắc thể hình thành nên một cấu trúc mới

Ở cấp ñộ hệ gen là việc thêm hoặc mất một hoặc một số nhiễm sắc thể ðột biến gen có thể xảy ra ở tất cả các loài sinh vật, trong tế bào riêng rẽ hay trên toàn bộ cơ thể, trong mọi thời kỳ sinh trưởng, phát triển nhưng ở mức

2.2.2 Các tác nhân gây ñột biến

Theo Rieger và cộng sự (1976) có hai loại tác nhân gây ñột biến là : Tác nhân vật lý và tác nhân hóa học

2.2.2.1 Tác nhân hóa h ọc gây ñột biến

Phương pháp tạo giống ñột biến hoá học ñược ứng dụng rộng rãi trong vài chục năm gần ñây và ở nhiều nước trên thế giới ñã thu ñược nhiều kết quả tốt

Các chất hoá học gây ñột biến như các chất ôxy hoá, methyl hoá, ethyl hóa Khi tác ñộng vào cơ thể sinh vật sẽ oxy hóa hay methyl hóa các bazơ nitơ trong nuclêotit hay thay thế gốc này bằng một gốc khác trong nuclêotit,

do ñó sẽ làm thay ñổi cấu trúc hóa học của gen, gây nên hiện tượng ñột biến gen, dẫn ñến thay ñổi các axit amin trong phân tử protein từ ñó làm thay ñổi tính trạng của sinh vật Cho ñến nay, các tác nhân hóa học chủ yếu ñược sử dụng ñó là các chất thuộc nhóm ankyl như: Nitrozoethyl ure, colchicine, nitrozomethyl ure… ñây là những hoá chất ñã ñược thử nghiệm và chứng tỏ

có khả năng gây ñột biến cao nhờ khả năng thẩm thấu cao qua màng tế bào và màng nhân, có ñặc ñiểm làm thay ñổi trạng thái hoá học của NST [16]

Qua thực tế người ta thấy rằng, các chất hóa học tạo ra những kết quả ñột biến ít hiệu quả hơn so với các tác nhân chiếu xạ ion ðiều ñó có thể là vì

sự thâm nhập không ñủ của hợp chất gây ñột biến và vì khả năng tái sinh kém

do hiệu quả sinh học gây ra Những ñột biến hóa học gây ra những sai hình NST nhiều hơn là ñột biến gen ðiều ñó có thể có lợi khi tiến hành xử lý các

cơ quan từ các cây sinh sản vô tính [5]

2.2.2.2 Tác nhân v ật lý gây ñột biến

Tác nhân vật lý gồm các tia bức xạ, sốc nhiệt từ trường, trong ñó các tia bức xạ ñược nghiên cứu sâu và ứng dụng rộng rãi nhất trong phát sinh ñột biến thực nghiệm Các nghiên cứu ñột biến phóng xạ ñược bắt ñầu từ những năm 1925 ở Ruồi giấm của Nuller và ở Ngô của Stadler Trong những năm gần ñây nhờ sự phát hiện mới trong vật lý nguyên tử ñã mở rộng phạm vi nghiên cứu, tạo giống ñột biến phóng xạ, bao gồm dạng phóng xạ hạt và phóng xạ ñiện từ [3]

Phóng xạ hạt là dòng chuyển ñộng của những hạt cơ bản: Proton, nơtron, dotoron, hạt alpha…

Phóng xạ ñiện từ là các sóng ñiện từ như: tia Gamma, tia X, tia Rơnghen…

Các dạng phóng xạ thường ñược sử dụng ñể gây ñột biến là hạt nơtron, tia X và phổ biến là tia gamma với nguồn thường dùng là Co60 và Cs137 Các tia phóng xạ này khi chiếu vào cơ thể sinh vật sẽ gây tác ñộng chủ yếu là ion hóa các nguyên tử, phân tử trong nhân tế bào mô thực vật của sinh vật với môi trường xung quanh

Có hai cách tác ñộng của phóng xạ lên vật chất di truyền ( ADN ): Trực tiếp và gián tiếp

+ Tác ñộng trực tiếp: ADN chịu tác ñộng trực tiếp của năng lượng bức xạ + Tác ñộng gián tiếp: Bức xạ tác ñộng lên các phần tử không thuộc ADN làm các phần tử này có năng lượng cao và gây tổn thương tới ADN

Hiệu quả chủ yếu của tia phóng xạ khi xử lý ñột biến là: Làm ñứt gãy

mạch ADN dẫn ựến ựột biến NST, làm thay ựổi cấu tạo hoá học bazơ nitơ dẫn ựến sự biến ựổi gen, tạo sự liên kết chéo giữa hai phân tử ADN gây sự chết của tế bào Hiệu quả gây ựột biến bằng sử dụng các tia phóng xạ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như liều lượng xử lý, tắnh chất các tia, tắnh chất sinh lý của cây trồng, thời gian xử lý và ựiều kiện ngoại cảnh khi xử lý Người ta có thể chiếu xạ hạt khô, hạt phấn, hạt nảy mầm, cành, thân ựể gây ựột biến

* đóng góp của bức xạ trong việc tạo giống mới trong nông nghiệp thế giới nói chung :

Biểu ựồ 1: Tỉ lệ ựóng góp của bức xạ trong việc tạo giống mới

Ngoài gây ựột biến bằng tác nhân lý học và hóa học còn có gây ựột

biến thông qua công nghệ nuối cấy in vitro (ựột biến soma); gây ựột biến bằng

các tác nhân sinh học như sử dụng các yếu tố chuyển nạp vật liệu di truyền; gây ựột biến bằng cách phối hợp các yếu tố trên

Sử dụng phương pháp nào tùy thuộc: đối tượng, kiểu sinh sản của cây trồng, tắnh ựặc hiệu của loại tắnh trạng mong ựợi tạo ra

2.2.3 Cơ chế gây ựột biến

Theo lý thuyết của A.M.Kuzin cơ chế của quá trình gây ựột biến gồm 3 giai ựoạn chắnh:

- Giai ñoạn 1: Có tính chất vật lý, sự tương tác của bức xạ tạo ra các quá trình ion hoá và sự biến ñổi các hợp chất ở mức dưới phân tử và phân tử

- Giai ñoạn 2: Có tính chất hoá học, ở giai ñoạn này diễn ra các phản ứng tương tác của các sản phẩm sơ cấp do kết quả tương tác của bức xạ với các ñại phân tử chưa bị biến tính của cấu trúc sinh học, tạo ra các peoxit hữu

cơ ñồng thời diễn ra các phản ứng oxi hoá dẫn tới sự tạo thành một số hợp chất mới và các gốc ñộc tính

- Giai ñoạn 3: Có tính chất sinh học, là giai ñoạn phát huy tác dụng của các phản ứng lên hoạt ñộng của các tế bào sống Tức là các biến ñổi hoá học gây nên do bức xạ dưới mức tế bào trở thành các biến ñổi trong các tổ chức của tế bào, chẳng hạn làm thay ñổi cấu trúc và tính thấm của màng tế bào

Những biến ñổi này dẫn tới sự giải phóng một số enzym và hoạt hoá tác ñộng của các enzym này Sự hoạt ñộng của các enzym mở ñầu cho một chuỗi các phản ứng tổng hợp chất quan trọng cho hoạt ñộng và phân chia tế bào như tổng hợp ATP, ADN và các protein cần thiết

Quá trình tác ñộng qua nhiều giai ñoạn như thế gọi là tác ñộng gián tiếp của bức xạ lên tế bào sống Ngoài ra, các nghiên cứu cho thấy các tia bức xạ còn gây ra trực tiếp lên một số cấu trúc dưới tế bào gây ảnh hưởng trực tiếp ñến quá trình tổng hợp ADN và tổng hợp protit trong tế bào sống, ñặc biệt là các biến ñổi trong cấu trúc ADN, làm phát sinh ñột biến di truyền Tác dụng trực tiếp của bức xạ ñược giải thích khá thành công nhờ lý thuyết bắn bia của sinh học phóng xạ [11]

Với phương pháp ñột biến thực nghiệm, sử dụng các tác nhân gây ñột biến hoá, lý ñã làm tăng sự sai khác về mặt di truyền trong quần thể Trong hàng loạt ñột biến xuất hiện, bên cạnh những ñột biến có hại, còn có những ñột biến có lợi Chúng có thể nhân trực tiếp thành giống mới hoặc sử dụng làm vật liệu khởi ñầu cho công tác tạo giống [4]

Tính ñến tháng 7/2006 (dữ liệu của FAO/IAEA mutant varieties database) có 2428 giống cây trồng ñược tạo ra bằng phương pháp gây ñột biến trong ñó chiếu xạ chiếm 88,8%

Quỏ trỡnh tạo ra ủột biến là một quỏ trỡnh phức tạp ủược chỳng tụi minh hoạ bằng sơ ủồ dưới ủõy:

Sơ ủồ minh họa tỏc dụng trực tiếp của bức xạ [11]

2.2.4 Cơ sở khoa học của tạo giống cõy trồng ủột biến in vitro

Sơ ủồ nuụi cấy khụng cú mụ phõn sinh:

Mụ → Mụ sẹo (callus) → Cụm chồi → Ra rễ → Cõy hoàn chỉnh[15]

Tác nhân

(n,h,γ)

- Các phản ứng hoá học của các gốc làm xuất hiện phản ứng dây truyền

- Sự dịch chuyển của các ion

Gây sai hỏng cấu trúc ở mức phân

tử và dưới phân tử

Sự biến đổi các cấu trúc lý hoá của các cấu trúc sinh học (tính thấm, tính hấp thụ, trật tự cấu trúc

Tổng hợp Protit

hoá các axit

Làm chậm phân

chia tế bào

Di chuyển năng lượng Thay đổi trạng thái điện tích, tính thấm của tế bào

Trong quá trình nuôi cấy thì giai ựoạn callus là một tổ chức mô vô tắnh

mà từ ựó các cây con ựược phát triển từ một tế bào, nếu ựột biến ở giai ựoạn callus thì tần số xuất hiện ựột biến sẽ rất cao vì ở giai ựoạn callus rất mẫn cảm với các yếu tố bên ngoài như (nhiệt ựộ, ánh sáng, yếu tố vật lý, hoá họcẦ), khi các callus ở trạng thái hợp tử ựơn bào mà xảy ra ựột biến thì qua giai ựoạn phân chia nguyên nhiễm sẽ tạo ra một cơ thể có sự ựồng nhất về kiểu gen mà

ắt có hiện tượng khảm đó là sự khác biệt giữa việc gây ựột biến thực nghiệm callus với ựột biến thực nghiệm mầm hoặc chồi, bởi việc gây ựột biến thực nghiệm mầm hoặc chồi dễ tạo ra các thể khảm (khảm là hiện tượng có hai hay nhiều kiểu gen cùng tồn tại) Hơn nữa, ựột biến mầm hoặc chồi thì khả năng tạo ra ựột biến ựồng nhất là rất khó, hoặc nếu có ựược những thể khảm rồi sau

ựó phải tiếp tục nhân ựể tách dòng ựột biến ựồng nhất là một công việc rất lâu dài và khó khăn

Vì vậy, kỹ thuật gây ựột biến kết hợp với nuôi cấy in vitro ựã ựược áp

dụng ựối với cây nhân giống vô tắnh nhờ tiềm năng rất lớn về nhân số lượng

cây trong in vitro không cần thời gian dài, có thể rút ngắn ựược chu kỳ chọn

lọc ựột biến, nhanh chóng ựưa sản phẩm ra phục vụ sản xuất

2.2.5 Các nghiên cứu và ứng dụng về chọn tạo giống bằng ựột biến và ựột biến phóng xạ ở trong và ngoài nước

2.2.5.1 Các nghiên c ứu và ứng dụng về chọn tạo giống bằng ựột biến và ựột

to lớn Một vài nghiên cứu gây tạo biến dị bằng chiếu xạ ở chuối in vitro

(Novak và cộng sự, 1990)và khoai tây (Sonnino và cộng sự, 1986;

500 giống, năm 1990 có 1970 giống (Nguyễn Hữu ðống, 2000) [30] Nhiều giống lúa mang tính trạng quý ñã ñược tạo nên do ñột biến như: Nửa lùn (126 giống), chín sớm (110 giống), chất lượng hạt cao (16 giống), chịu mặn (9

giống)…[26]

Tại hội nghị di truyền quốc tế (1993) Sidoro và Morgun ñã công bố việc tạo thành công 2 giống lúa mì mùa ñông thông qua biến dị tái sinh từ callus và chiếu xạ tia gamma lên hạt [12]

ðến năm 2006, ñã có trên 2541 giống cây trồng ñột biến thuộc 169 loài trong ñó phần lớn là ñột biến phóng xạ ñã ñược áp dụng trong sản xuất (IAEA Database, 2006) ðến tháng 7/2007, ñã có trên 2600 giống cây trồng ñột biến trong ñó phần lớn là ñột biến phóng xạ ñã ñược áp dụng trong sản xuất, ñược thể hiện qua biểu ñồ sau:

0 500

Các giống cây trồng ñột biến ñược tạo ra ở các châu lục cũng khác nhau, ñược thể hiện qua biểu ñồ sau :

Biểu ñồ 3: Giống cây trồng ñột biến ñược tạo ra ở các châu lục

Chương trình liên kết FAO/IAEA về lương thực và nông nghiệp hiện nay mỗi năm ñầu tư 20 triệu Euro ñể thực hiện 140 dự án quốc gia và khu vực, thu hút trên 400 Viện và Trạm thực nghiệm tham gia nghiên cứu phối hợp trong chương trình Nông nghiệp hạt nhân

Tại Trung Quốc từ năm 1950 ñến nay ñã thu hút trên 18 Viện, Trường lớn với khoảng 1200 nhà khoa học hình thành mạng lưới nghiên cứu, ứng dụng về nông nghiệp hạt nhân một cách có hiệu quả Hầu hết các nước trong khu vực Asean ñều ñã thành lập các Trung tâm ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp ðến năm 1999, Trung Quốc thu 3,3 tỷ Nhân dân tệ từ áp dụng giống ñột biến phóng xạ

H ơ n 60% giống cây trồng ñột biến ñược tạo ra sau 1985-thời kì công nghệ sinh học ñược ứng dụng mạnh mẽ trong chọn giống cây trồng

L Amer North Amer.

FAO/IAEA Mutant Varieties Database

Theo tính toán của Viện Chọn giống phóng xạ Nhật Bản (2006), ñầu tư

1 USD cho nghiên cứu ứng dụng hạt nhân trong chọn tạo giống cây trồng sẽ thu lại lợi nhuận 1000 USD

Pakistan có 70% diện tích trồng bông ñột biến phóng xạ

Tại châu Á, ñã thành lập Hiệp hội chọn giống ñột biến do Nhật Bản tài trợ Năm 1996, Việt Nam ñã trở thành thành viên chính thức của Hiệp hội và Viện Di truyền Nông nghiệp ñược chỉ ñịnh làm cơ quan ñầu mối ðây là một cơ hội thuận lợi ñể các nước trong khu vực nói chung và Việt Nam nói riêng có ñiều kiện hợp tác, trao ñổi thông tin, ñào tạo cán bộ trong lĩnh vực khoa học này

2.2.5.2 Các nghiên c ứu và ứng dụng về chọn tạo giống bằng ñột biến và ñột

bi ến phóng xạ ở trong nước

Trong công tác chọn tạo giống cây trồng, một trong những hướng quan trọng ñể tạo ra cây tam bội, ñặc biệt ñối với cây có múi như: Cam, quýt, bưởi… là dùng phép lai giữa giống nhị bội và giống tứ bội Tuy nhiên công tác này vẫn còn hạn chế bởi sự thiếu nguồn gen tứ bội, do vậy việc sử dụng các tác nhân gây tứ bội hoá kiểu gen cây trồng rất ñược chú trọng trong ñó colchicine có hiệu quả khá cao Một trong những hướng nghiên cứu của nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới là sử dụng các kỹ thuật tạo tứ bội thể khác nhau như: Xử lý colchicine trên cành, mắt ghép, chồi… ngoài tự nhiên hoặc

xử lý chồi, mô sẹo in vitro hoặc tạo dòng tứ bội từ dung hợp tế bào trần nhị

bội với nhau

Năm 2004, Nguyễn Thị Phương Thảo và cộng sự tại trường ðại học Kyushu - Nhật Bản ñã tạo thành công dòng tứ bội trên cây Alocasia × amazonica nhị bội (2n = 28) bằng colchicine và oryzalin Kết quả thu ñược cho thấy, khi xử lý colchicine nồng ñộ 0,05% trong 72 giờ cho tỷ lệ dòng tứ bội cao nhất (20%) ðối với mẫu xử lý bằng oryzalin tỷ lệ dòng tứ bội cao nhất ở nồng ñộ 0,05% trong 48 giờ Bên cạnh ñó, hầu hết trên các công thức

có xử lý colchicine hoặc oryzalin ñều xuất hiện dòng tứ bội ngoại trừ nồng ñộ colchicine 0,01% ngâm trong 24 giờ không là có tác dụng [19]

Năm 2005, Hà Thị Thuý và cộng sự của Viện Di truyền Nông nghiệp

ựã nghiên cứu ựặc ựiểm sinh học của tắnh trạng không hạt và tạo thành công dòng tứ bội trên cây cam xã đoài, cam Vân Du bằng xử lý colchicine chồi của các giống này Bên cạnh ựó tác giả còn tạo thành công dòng tứ bội của cây

quýt Chum, bưởi và cam Phúc Trạch từ xử lý colchicine trên cành in vivo, xử

lý thành công trên hạt của cây cam Sành, cây bưởi đỏẦ[22]

Bên cạch việc sử dụng colchicine trong xử lý ựột biến tạo dòng tứ bội, nhiều kết quả nghiên cứu còn cho thấy hiệu quả gây ựột biến với tần số tương ựối cao của tia gamma mà nguồn sử dụng chắnh ựể chiếu xạ là Co60 ựối với một số cây trồng như: Cây lúa, cây ngô, cây ựậu tương, cây hoa cúcẦ

Nhờ việc sử dụng tia gamma, người ta ựã thu ựược nhiều dạng ựột biến

có giá trị ở nhiều loại cây trồng khác nhau Vắ dụ như ở họ hoà thảo ựã thu ựược những dạng rơm ngắn, chống ựổ, có khả năng sinh trưởng mạnh, chống

chịu tốtẦ Chiếu xạ kết hợp với nuôi cấy in vitro ựã ựược chứng minh là

phương pháp có giá trị ựể tạo ra các biến dị mong muốn và nhân giống một cách nhanh chóng

Ở Việt Nam, các nghiên cứu và ứng dụng của phương pháp gây ựột biến thực nghiệm và chọn giống thực vật ựã ựược bắt ựầu khá sớm Năm

1966, Bộ môn Di truyền giống, đại học Tổng hợp Hà Nội bắt ựầu nghiên cứu trên cây lúa và cây ựậu tương Sau ựó hướng nghiên cứu này ựược triển khai ở một số cơ sở như: Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp, Viện Cây lương thực

và Thực phẩm, Viện Di truyền nông nghiệp, Trường đại học Sư phạm Hà Nội, đại học Nông nghiệp Hà NộiẦ Trong ựó có một vài tác giả ựã thành công về tạo giống lúa ựột biến trên lúa như: Vũ Tuyên Hoàng 1982, Nguyễn Minh Công và cs 1995, 1996, 1999, Trần Duy Quý 1978, 1999; trên ngô có Nguyễn Hữu đống và cs 1997, 1998, 2000; đặng Văn Hạnh và cs 1994; trên cây ựậu tương có các tác giả như: Trần đình Long 1980; Võ Hùng và cs 1982

Ầ

Trong 20 năm trở lại ñây, nước ta ñã ñã thu ñược nhiều thành tựu ñáng

kể trong việc nâng cao sản lượng lương thực, ñặc biệt là lúa nhờ phương pháp gây ñột biến thực nghiệm Từ năm 1989 – 2000, Viện Di truyền Nông nghiệp

ñã công bố 6 giống lúa quốc gia: DT 10, DT 11, DT 13, DT 33, DT 16 và Nếp thơm DT 21 Năm 2003, Lê Xuân ðắc, Bùi Văn Thắng và cộng sự thuộc Viện Công nghệ Sinh học, Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia ñã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của tia gamma (Co60) ñến khả năng sống sót

và tái sinh cây từ mô sẹo trên một số giống lúa ñịa phương Kết quả cho thấy, liều chiếu xạ thích hợp cho mô sẹo của 4 giống (Tám Xoan, Tám ấp bẹ, Dự thơm, Tẻ Di Hương) từ 7 Krad ñến 9 Krad Tác giả tiến hành chiếu xạ với các liều chiếu khác nhau trên 6000 khối mô sẹo và ñã thu ñược 1271 dòng cây, một số dòng ở MR0 ñã có biểu hiện thấp cây ñang ñược các tác giả nghiên cứu trên ñồng ruộng ñể chọn ra các dòng có triển vọng làm giống

Như vậy, thực tế gần 20 năm qua, nhờ áp dụng kĩ thuật hạt nhân như chiếu xạ hạt giống trước khi gieo, chiếu xạ hạt giống ñể gây các ñột biến di truyền những tính trạng quý như cây thấp, chống ñổ, chín sớm, năng suất cao, chống chịu sâu bệnh… Chiếu xạ hạt, củ khi bảo quản ñể tránh thất thu và hao hụt khi bảo quản nông sản ñã ñược phát triển mạnh Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, một số trung tâm ñã tạo ra ñược 20 giống cây trồng gồm: Lúa, ngô, ñậu tương, lạc, cà chua, dâu tằm, táo, các giống cây ăn quả không hạt… bằng phương pháp ñột biến cảm ứng bổ sung vào cơ cấu giống cây trồng, góp phần vào tăng năng suất và sản lượng lương thực thực phẩm hàng năm một cách ổn ñịnh

Trong thời gian vừa qua và hiện nay ñã có khá nhiều nghiên cứu nhằm ứng dụng kỹ thuật hạt nhân vào nông nghiệp, cụ thể là:

- Sử dụng kỹ thuật ñồng vị phóng xạ ñể nghiên cứu quá trình dinh dưỡng của cây trồng nhằm sử dụng có hiệu quả nhất phân bón ñể thu ñược năng suất và chất lượng cao

- Sử dụng kỹ thuật chiếu xạ ở liều thấp cho hạt giống trước khi gieo ñể

kích thích ñộ nảy mầm, sinh trưởng và phát triển cũng như tăng khả năng chống chịu sâu bệnh

- Sử dụng chiếu xạ ñể bảo quản hạt giống, củ giống, chống mối mọt, chống nảy mầm làm hao hụt và suy giảm chất lượng củ giống và hạt giống

- Sử dụng chiếu xạ hạt khô, hạt nảy mầm, bao phấn, hợp tử và tiền phôi của cây lúa, ngô, ñậu tương, hoa, cây cảnh ñể tạo ra các ñột biến có lợi như thấp cây, chống ñổ, chín sớm, năng suất cao, chống chịu sâu bệnh và các ñiều kiện bất lợi

+ Tăng hàm lượng protein trong hạt

+ Thay ñổi màu sắc hoa, các dạng bất dục ñực ñể sử dụng vào công

nghệ lúa lai, ngô lai…

2.3 Các nghiên cứu chọn tạo giống hoa bằng kỹ thuật ñột biến phóng xạ trên thế giới và Việt Nam

2.3.1 Các nghiên cứu chọn tạo giống hoa bằng kỹ thuật ñột biến phóng xạ trên thế giới

Năm 1962, các tác giả người Mỹ ñã sử dụng tia gamma ñể tạo ñột biến trên giống cẩm chướng Ucom White Sim No.1 và ñã thu ñược các dòng cẩm

chướng ñột biến về màu sắc hoa

Năm 1972, các tác giả người Pháp ñã sử dụng tia gamma ñể tạo ñột biến trên giống cẩm chướng Sim Feu Follet và ñã thu ñược các dòng ñột biến

về màu sắc hoa

Jame (1983) ñã tạo thành công giống ñột biến Paula từ giống Queen

Elizabeth và giống Pink Hat từ giống Hồng không rõ tên của loài Rosa

floribunda Năm 1985, Benetka ñã xử lí ñoạn cành bằng tia gamma với liều lượng 0, 20, 30, 40 và 60 Gy Kết quả cho thấy ở liều lượng 40 - 50 Gy là liều lượng thích hợp nhất ñể tạo giống ñột biến [28]

Năm 1985, các tác giả người ðức ñã thu ñược giống cẩm chướng lùn Bonitas

Các nghiên cứu khác còn cho thấy những biến ñổi về khả năng ra hoa,

xuất hiện dạng lùn trong loài R.chinensis và những loài hoa Hồng khác là kết

quả của con ñường ñột biến Gần ñây, nhiều giống hoa Hồng màu sắc cổ ñiển

ñã ñược thay ñổi do ñột biến nhân tạo Có những giống ñược tạo ra bằng ñột biến mầm với tia X, chất ñồng vị phóng xạ gamma với nguồn Co60 hoặc những hoá chất ñột biến khác [33]

Datta (1989) ñã xử lý tia gamma với chồi của 9 giống hoa hồng 3 - 4

Krad, sau ñó ghép lên gốc ghép Rsaindoca var.odorata Kết quả cho thấy, giống “Orange sensation” mẫn cảm nhất với tia gamma, còn giống Kiss là

giống ít mẫn cảm nhất Kết quả ñã tạo ta ñược các ñột biến thấp cây và ñột biến soma về màu hoa ở tất cả các giống [31]

Năm 1986, Walter và Sauer chiếu xạ tia X vào ñỉnh chồi hoa hồng in

vitro ñã xác ñịnh ñược liều chiếu xạ từ 25 - 60 Gy cho khả năng tái sinh tốt nhất và có ñến 73% ñột biến thu ñược từ những liều chiếu lớn là liên quan tới ñặc tính của hoa, ñiều này ñược khẳng ñịnh chính xác sau khi ñã tiến hành phân tích sắc tố liên quan ñến màu sắc của hoa ñể xác ñịnh rõ ñặc ñiểm của hoa hồng ñột biến [33]

Datta (1989) xử lý chồi hoa hồng bằng tia gamma với nồng ñộ 3 - 4 Krad Kết quả cho thấy xử lý với 3 Krad là hiệu quả nhất Thể ñột biến khảm

về màu sắc và hình dạng hoa xảy ra ở 21 giống Từ 1 vạch nhỏ trên cánh hoa ñến biến màu cả cánh hoa

2.3.2 Các nghiên cứu chọn tạo giống hoa bằng kỹ thuật ñột biến phóng xạ

ở Việt Nam

Hiện nay, Việt Nam có 44 giống cây trồng ñược tạo nhờ tác nhân gây ñột biến vật lý và hoá học Phần lớn các giống này tập trung ở các ñối tượng như: Lúa, ngô, ñậu tương, còn các ñối tượng khác như hoa, cây cảnh vẫn còn hạn chế

Năm 2002, đỗ Quang Minh, Nguyễn Xuân Linh ựã bước ựầu tạo nguồn vật liệu khởi ựầu cho chọn tạo giống cúc bằng gây ựột biến thực nghiệm từ việc chiếu xạ tia gamma (Co60) trên chồi in vitro Tác giả cho rằng

tia gamma (Co60) ựã gây ảnh hưởng ựến khả năng sinh trưởng phát triển của

cây hoa cúc in vitro, ảnh hưởng ựến hình thái và gây hiện tượng bạch tạng, dị

dạng thân lá

Năm 2005, đào Thanh Bằng, Nguyễn Phương đoài, Nguyễn Quang Minh và cs thuộc Viện Di truyền Nông nghiệp ựã công bố kết quả chọn giống

hoa cúc bằng chiếu xạ in vitro và ựã thu ựược nhiều màu sắc hoa khác nhau,

dạng hoa khác nhau đối tượng cụ thể ựem ựi chiếu xạ là khối callus của giống hoa cúc màu trắng CN43, các tác giả ựã sử dụng dải liều lượng từ 1,0 cho ựến 15 Krad, kết quả thu ựược cho thấy liều gây chết 50% về khả năng tái sinh chồi là từ 5,0 krad và thu ựược 3 thể ựột biến màu hoa (màu vàng, màu hồng và màu chóp cánh màu xanh) [12]

2.4 Các nghiên cứu về chọn tạo giống hoa ựồng tiền trên thế giới và Việt Nam

2.4.1 Các nghiên cứu về chọn tạo giống hoa ựồng tiền trên thế giới

M.Osiecki (1962) nghiên cứu phương pháp nuôi cấy mô hoa ựồng tiền sau ựó trồng trong nhà kắnh Tác giả ựã tìm ra ựược hàm lượng các chất ựiều

tiết tối ưu cho nuôi cấy mô cây hoa ựồng tiền in vitro [27]

U.Soczek, M.Hempel (1972) ựã nghiên cứu ảnh hưởng của các hợp

chất hữu cơ trong thành phần nuôi cấy hoa ựồng tiền in vitro Tác giả ựã ựưa

ra kết luận về vai trò của các chất ựiều tiết sinh trưởng là BA, Kinetine,

Auxin, α - NAAẦ[28]

A.Lisiecka (1990) nghiên cứu ảnh hưởng của sự sinh trưởng ựến các phương pháp nhân giống và sản lượng hoa ựồng tiền Tác giả ựưa ra kết luận: Giai ựoạn tốt nhất cho quá trình nhân giống là giai ựoạn sau trồng 2,5 tháng, khi cây có từ 4 - 5 nhánh để thu ựược sản lượng hoa cao nhất cần cung cấp ựầy ựủ dinh dưỡng, nước và nhiệt ựộ thắch hợp cho cây hoa ựồng tiền [28]

Van Der Gaag DJ; Kerssies A; Lanser C người Pháp (2001) ựã nghiên

cứu phương pháp kìm hãm sự lan rộng của bệnh mốc sương ở rễ cây hoa ñồng tiền bằng xử lý ñất trước khi trồng và hàm lượng dinh dưỡng trong ñất

Họ ñã trồng các cây ñã nhiễm bệnh vào ñất ñã ñược xử lý, kết quả hơn 80%

số cây trồng vào ñất trên thì bệnh mốc sương không lan rộng nữa [29]

Maurer (1968), ñã thực hiện nghiên cứu lai giống hoa ñồng tiền Kết quả ông ñã công bố hai giống hoa ñồng tiền mới ñược tạo ra bằng phương

pháp lai giống [24]

Adnet (1909) ñã tiến hành trồng, lai giống giữa giống ñồng tiền màu ñỏ

và màu hồng nhạt, kết quả ông ñã thu ñược 2 giống mầu mới là màu ñỏ nhạt

và màu hồng da cam [24]

Hoa ñồng tiền ñược phân loại theo màu sắc thành 8 nhóm màu cơ bản: Vàng ñậm, cam, vàng, hồng ñào, ñỏ, trắng – kem, hồng thắm và hồng sáng Trong mỗi nhóm, hoa có thể ñậm nhạt hoặc pha trộn sặc sỡ trong phạm vi nhóm tông màu trên Kiểu dáng có thể là cánh ñơn, trung gian hoặc cánh kép với vòng tâm ñen, nâu, vàng hoặc xanh Kiểu ñặc biệt là kiểu cánh chân nhện (cánh mảnh, có dạng tua) Các chương trình tạo giống thường ñịnh hướng hình thức theo nhu cầu thị hiếu của thị trường mục tiêu, nhưng ñều nhắm tới việc tạo ra các kiểu dáng, hình thức mới lạ

ðột biến về màu sắc xảy ra theo hướng xác ñịnh, ví dụ, giống màu hồng có thể tạo ra giống ñột biến màu ñồng, vàng hoặc trắng, nhưng ñiều ngược lại không xảy ra Cây màu ñồng thường tạo ra cây ñột biến màu ñỏ và vàng, cây màu trắng sẽ tạo cây màu vàng Với hoa ñồng tiền, các nghiên cứu

về các sắc tố cũng ñược tiến hành bởi Tyrach & Horn (1997) Màu sắc của hoa ñồng tiền do các sắc tố anthocyanin, carotenoid và flavonoid tạo nên Kết quả nghiên cứu của nhóm cho thấy hiệu ứng gene lặn epstatic ñối với màu sắc xanh và lặn ñồng hợp tử cho các màu không có sắc xanh Có ít nhất 3 gene kiểm soát hệ quả màu sắc này nhưng cũng có các gene tương hỗ khác có ảnh hưởng Gene fns + kiểm soát quá trình tổng hợp flavone và có hiệu ứng tương

hỗ mạnh với các gene ñiều khiển tổng hợp anthocyanin [35]

Tác giả A.Tosca, R.Pandolfi và các cộng sự người ðức (1994) ñã nghiên cứu khả năng lưỡng bội hoá các dòng ñồng tiền ñơn bội trên 2 loại hoá chất là colchicine và dimethylsulfoxide, so sánh khả năng ức chế quá trình giảm phân của chúng và ñã có kết quả về hiệu quả lưỡng bội hoá của colchicine tốt hơn dimethylsulfoxide dựa trên số lượng cây tái sinh có bộ NST ở dạng lưỡng bội [34]

Tác giả J.Honkanen và cộng sự (2001) ñã nghiên cứu khả năng lưỡng bội hoá của các dòng ñồng tiền ñơn bội dựa trên 2 phương pháp xử lý colchicine khác nhau và ñã thu ñược 60% các dòng ñồng tiền xử lý là nhị bội và tứ bội [24]

Tác giả Miyoshik và Askuran người Nhật (1981) ñã thành công trong

nghiên cứu nuôi cấy cây ñơn bội ñồng tiền in vitro và xử lý lưỡng bội hoá

bằng colchicine ở liều lượng 0,05 - 1% kết quả thu ñược các thể lưỡng bội và

tứ bội trong ñó thể lưỡng chiếm số lượng lớn [36]

Viện Sinh học Nông nghiệp - ðại học Nông nghiệp Hà Nội (2005) ñã nghiên cứu xử lý gây tứ bội hoá trên giống hoa ñồng tiền ở các nồng ñộ 0,1% trong 48 giờ cho tỷ lệ chồi ña bội cao nhất (ñạt 55,9%) [16]

Tác giả Xiao - Shan Shen, Jue - Zhen, Wei - Yi Luo và cộng sự (2004) người Trung Quốc ñã nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng chiếu xạ ñến chồi ñồng tiền trong các môi trường nuôi cấy M1, M2, M3 (là các môi trường tái

sinh callus, môi trường tái sinh chồi và môi trường tạo rễ) trong in vitro Vật

liệu sử dụng ñể chiếu xạ là calus ñồng tiền, kết quả ñã tìm ra liều chiếu xạ gây chết callus ñồng tiền là từ 6 - 8 Krad (1990) và liều chiếu xạ có hiệu quả gây ñột biến là 5 - 6 Krad [34]

Tác giả K.Kaushal, A.K.Nath (1996) ñã tìm ra liều chiếu xạ gây ñột biến callus tái sinh từ mô lá trên môi trường BAP 0,5 mg/l và NAA 0,75 mg/l là 0,5; 1; 3; 5 Krad Còn ở chồi ñồng tiền là 0,5 Krad và kết quả ñã tìm ra ñược 7 dạng ñột biến khác nhau trong giai ñoạn s về màu sắc thân, lá, hoa [34]

Tác giả U.Laneri, R.Fraconi, P.Altavista (2000) ñã nghiên cứu xử lý gây ñột biến chồi ñồng tiền (giống hoa ñồng tiền màu hồng) ở liều xử lý 2 Krad (0,98 Krad/h) Sau ñó nhân các cây sống sót sau 2 lần cấy chuyển, sau