Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp xytokinin và auxin lên quá trình nhân nhanh và ra rễ giống hoa đồng tiền gerbera jamesonii bolus luận văn tốt nghiệp đại học

Tôi xin chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp vô cùng quýbáu của các thầy cô tổ Sinh lí – Hóa Sinh cũng như các thầy cô trongkhoa Sinh Học,sự tạo điều kiện và ủng hộ của các cán bộ tro

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA : Sinh häc

nghiªn cøu ¶nh hëng cña tæ hîp Xytokinin

vµ Auxin lªn qu¸ tr×nh nh©n nhanh vµ ra

rÔ gièng hoa §ång TiÒn Gerbera

Lêi c¶m ¬n

Để hoàn thành luận văn này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắctới cô giáo – Th.S Phạm Thị Như Quỳnh – cán bộ hướng dẫn khoahọc, thầy giáo Phùng Văn Hào – cán bộ phòng thí nghiệm, đã tận tìnhhướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt thờigian nghiên cứu và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

Tôi xin chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp vô cùng quýbáu của các thầy cô tổ Sinh lí – Hóa Sinh cũng như các thầy cô trongkhoa Sinh Học,sự tạo điều kiện và ủng hộ của các cán bộ trong phòngthí nghiệm nuôi cấy mô – tế bào thực vật khoa Sinh Học, Trường ĐạiHọc Vinh

Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ cung cấp tư liệu, hóa chất,nguồn giống của Viện Di Truyền Nông Nghiệp Việt Nam

Cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn động viên giúp đỡ tôi trongsuốt quá trình thực hiện luận văn này

Đây là lần đầu tiên tôi tham gia nghiên cứu khoa học bản thân sẽkhông tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiếnđóng góp quý báu của thầy giáo, cô giáo và bạn bè để đề tài của tôihoàn thiện một cách tốt nhất

Xin chân thành cảm ơn!

Vinh, tháng 5 năm 2011

Sinh viên thực hiện :

Đậu Thị Nga NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

NCM – TB : Nuôi cấy mô tế bào

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU……… … ……1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU……….…… …3

1.1 Nguồn gốc và vị trí phân loại của cây hoa đồng tiền……….…… 3

1.1.1 Nguồn gốc:……… ……… 3

1.1.2 Phân loại thực vật……… ……… 4

1.2 Đặc điểm thực vật học và yêu cầu sinh thái của cây hoa Đồng Tiền… 4

1.2.1 Đặc điểm thực vật học……… …4

1.2.2 Yêu cầu về sinh thái………4

1.3 Một số nghiên cứu về nhân giống hoa Đồng Tiền bằng phương pháp nuôi cấy mô trên thế giới và ở Việt Nam……… 6

1.3.1 Trên thế giới……… 6

1.3.2 Ở Việt Nam………7

1.4 Kỷ thuật NCM - TB thực vật in vitro……….8

1.4.1 Cơ sở khoa học của NCM - TB thực vật in vitro……… 8

1.4.2 Môi trường nuôi cấy mô tế bào thực vật………9

1.4.3 Quy trình chung của NCM - TB in vitro……… 18

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………20

2.1 Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu……… 20

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu……… 20

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu………20

2.1.3 Thời gian nghiên cứu……… 20

2.2 Nội dung nghiên cứu……….20

2.3 Phương pháp nghiên cứu……… 21

2.3.1 Bố trí thí nghiệm……… 21

2.3.2 Điều kiện thí nghiệm

2.3.3.Các chỉ tiêu theo dõi

2.3.3.1.Giai đoạn nhân nhanh

2.3.3.2 Giai đoạn ra rễ

2.4 Phương pháp xử lý số liệu

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1.Giai đoạn nhân nhanh

3.2 Giai đoạn ra rễ

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

A Kết luận

B Kiến nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU

Bảng 3.1 : Ảnh hưởng của nồng độ KI tổ hợp với IAA đến khả năng bật chồi

và hệ số nhân nhanh hoa đồng tiền in vitro (sau 4 tuần nuôi cấy) 23

Bảng 3.2 : Ảnh hưởng của nồng độ KI tổ hợp với IAA đến khả năng sinh

trưởng, phát triển của hoa Đồng Tiền in vitro (sau 4 tuần nuôi cấy) 25

Bảng 3.3 : Ảnh hưởng của nồng độ IAA tổ hợp với KI đến thời gian ra rễ

và khả năng ra rễ của hoa đồng tiền in vitro (sau 4 tuần nuôi cấy) 30

Bảng 3.4 : Ảnh hưởng của nồng độ IAA tổ hợp với KI đến khả năng sinh

trưởng của rễ hoa đồng tiền in- vitro (sau 4 tuần nuôi cấy) 32

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ KI tổ hợp với IAA đến hệ

số nhân nhanh chồi hoa Đồng Tiền 24

Hình 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ KI tổ hợp với IAA đến khả năng sinh

trưởng, phát triển của chồi hoa Đồng Tiền in vitro 26

Hình 3.3 Ảnh hưởng của nồng độ IAA tổ hợp với KI đến số

ngày ra rễ của chồi hoa Đông Tiền 31

PHẦN MỞ ĐẦU

Ngày nay, sử dụng hoa trong sinh hoạt và công tác hàng ngày đã trởthành một thói quen tốt, tạo nên một nét văn hóa mới trong thưởng ngoạn, giảitrí cũng như trong tiêu dùng

Hoa được coi là một món ăn tinh thần không thể thiếu của con người.Hoa luôn mang cho đời màu sắc rực rỡ, hương thơm ngọt ngào Trong muônvàn các loài hoa thì Đồng Tiền không những là một loài hoa đẹp, đa dạng vềchủng loại mà còn phong phú về màu sắc Hiện nay, hoa Đồng Tiền rất được

ưa chuộng trên thị trường thế giới cũng như ở Việt Nam Loài hoa này đượctrồng phổ biến ở rất nhiều nước như Hà Lan, Mỹ, Đức, Nhật Bản, TrungQuốc [4] Sản xuất hoa Đồng Tiền đã đem lại nguồn doanh thu lớn cho cácnước này, đồng thời nâng cao kim ngạch xuất khẩu của thế giới

Với vẻ đẹp thanh cao, màu sắc sống động, hoa Đồng Tiền đang đượcđông đảo người tiêu dùng Việt Nam ưa thích Loài hoa này không chỉ có mặttrong các vườn hoa công viên, trong phòng họp, bàn làm việc của các công sởcho đến phòng khách của nhiều gia đình mà còn có trong các lễ hội,sinhnhật

Việt Nam là nước có điều kiện khí hậu thuận lợi để trồng hoa Đồng Tiền.Việc sản xuất hoa Đồng Tiền không chỉ nâng cao sản xuất thu nhập cho ngườidân mà còn góp phần quan trọng trong việc thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu câytrồng, đẩy nhanh tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp

Tuy nhiên ngành sản xuất hoa nói chung và ngành sản xuất hoa ĐồngTiền nói riêng ở nước ta hiện nay còn gặp phải rất nhiều khó khăn, nhất làchất lượng hoa còn thấp chưa đáp ứng được nhu cầu xuất khẩu Một trong

những nguyên nhân chủ yếu đó là nguồn cây giống chưa đáp ứng được nhucầu về cả chất và lượng.

Để có thể đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ hoa ngày càng tăng, nhiều giốnghoa, loại hoa mới, có giá trị thẩm mỹ, giá trị kinh tế và giá trị văn hóa đượcđưa vào sản xuất trên quy mô lớn và được dùng nhiều phương thức tạo giốngkhác nhau, trong đó nuôi cấy mô - tế bào thực vật in vitro được đánh giá làmột phương pháp tiên tiến, ưu việt

Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu

ảnh hưởng của tổ hợp Xytokinin và Auxin lên quá trình nhân nhanh và ra

rễ giống hoa Đồng Tiền Gerbera Jamesonii Bolus ”.

Mục tiêu của đề tài :

- Xác định nồng độ KI tổ hợp với IAA tốt nhất cho quá trình hình thànhchồi của giống hoa Đồng Tiền

- Xác định nồng độ IAA tổ hợp với KI tốt nhất cho quá trình phát sinhhình thái rễ hoa Đồng Tiền

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Nguồn gốc và vị trí phân loại của cây hoa đồng tiền

1.1.1 Nguồn gốc:

Hoa đồng tiền có tên khoa học là Gerbera Jamesonii Bolus (còn gọi là

hoa mặt trời hay hoa Phu Lăng), được tìm thấy đầu tiên ở các tỉnh Transvaal,Natal và Swaziland của Nam Phi Năm 1697 được Relomen phát hiện ở phíanam Châu Phi (Delasia) và ông đã đưa về vườn thực nghiệm nước Anh IrwinLynch là người đầu tiên tiến hành lai tạo các giống Đồng Tiền với nhau Sau

đó người Pháp và người Hà Lan cũng tiến hành lai tạo và dần hai nước này đẫtrở thành trung tâm tạo giống Đồng Tiền của thế giới Đến nay hoa Đồng Tiềnđược trồng nhiều nước trên thế giới điển hình là: Hà Lan, Mỹ, Đức, Nhật Bản,Trung Quốc [4]

Hoa Đồng Tiền rất phong phú và đa dạng với nhiều màu sắc khác nhaunhư: đỏ, cam vàng, trăng, phấn hồng, tím trên một bông hoa có thể có mộtmàu đơn hoặc nhiều màu xen kẽ với nhau

Đồng Tiền là một trong mười loại hoa quan trọng nhất trên thế giới (sauhoa hồng, cúc, lan, cẩm chướng, lay ơn) Các nước có sản lượng hoa ĐồngTiền lớn là: Hà Lan, Colombia, Pháp, Trung Quốc

Ở Việt Nam, hoa Đồng Tiền được người Pháp đưa vào những năm

1940 thế kỷ XX và được phát triển đến ngày nay nhưng chủ yếu vẫn là cácgiống Đồng tiền đơn, hoa nhỏ Cây sinh trưởng phát triển tốt, thích nghi vớiđiều kiện nước ta nhưng hoa nhỏ, cánh đơn, màu sắc hoa đơn điệu nên khôngđược trồng rộng rãi Vào những năm 1990 nước ta bắt đầu nhập khẩu giốngĐồng Tiền kép từ Trung Quốc, Hà Lan, Đài Loan Các giống này có ưu điểm

hơn hẳn Đồng Tiền đơn: Hoa to, cánh dày gồm nhiều tầng xếp lại, màu sắcphong phú, hình dáng hoa cân đối, năng suất cao và rất được ưa chuộng [4],[22] Chính vì vậy mà những giống hoa này đã được tiếp cận và phát triểnmạnh mẽ ở nhiều địa phương, tỉnh thành trên cả nước Hoa Đồng tiền kép mớichỉ được du nhập vào Việt Nam với số lượng lớn phục vụ cho sản xuất trongmột vài năm gần đây (Đặng Văn Đông, Đinh Thế Lộc, 2004; Đặng Văn Đông,2007) [3], [4].

1.1.2 Phân loại thực vật

Trong hệ thống phân loại thực vật, cây hoa Đồng Tiền được được xếp

vào nhóm hai lá mầm (Dicotyleon), thuộc phân lớp Cúc (Asteridae), bộ Cúc (Asteraleas), họ Cúc (Asteraceae) và có tên khoa học là Gerbera jamesonii

[22]

1.2 Đặc điểm thực vật học và yêu cầu sinh thái của cây hoa Đồng Tiền

1.2.1 Đặc điểm thực vật học

- Cây Đồng Tiền là cây thân thảo, nhị bội (2n = 50), không phân cành

mà chỉ đẻ nhánh, thân cây thấp, nhiều lá, trên thân có nhiều lông Lá nhị cóbản rộng xẻ thùy, mọc sát gốc

- Rễ Đồng Tiền thuộc rễ chùm, phất triển khỏe và ăn nổi lớp đất mặt

- Hoa Đồng Tiền có khoảng 40 loài, thuộc loại hoa lưu niên, ra hoaquanh năm, gồm hai loại: Đồng Tiền đơn và Đồng Tiền kép

+ Đồng Tiền kép: Hoa có nhiều tầng cánh xếp xít vào nhau tạo thànhnhiều vòng Điển hình là loại kép đỏ, kép vàng, kép trắng

+ Đồng Tiền đơn: Hoa chỉ có một hoặc hai tầng cánh xếp xen kẽ, canhhoa mỏng và yếu hơn so với hoa Đồng Tiền kép Điển hình là các loại đơntrắng, đơn hồng, đơn đỏ [4], [22]

- Quả Đồng Tiền thuộc loại quả bé có lông, không có nội nhũ, hạt nhỏ,trung bình có 280 - 300 hạt [4], [22]

1.2.2 Yêu cầu về sinh thái

Yêu cầu về ngoại cảnh của các loại hoa rất đa dạng và khác nhau nhưngchịu sự tác động chính của một số yếu tố sau đây: Nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm,dinh dưỡng

Đối với cây hoa Đồng Tiền vốn là giống nhập nội nên cũng có nhữngđiều kiện sống riêng trong những giai đoạn pháp triển của cây

- Nhiệt độ: Thích hợp cho cây sinh trưởng phát triển là 150C - 250C,cũng có giống chịu được ở nhiệt độ 300C - 430C Nếu nhiệt độ < 120C hoặc >

350C thì năng suất hoặc phẩm chất giảm

- Ánh sáng: Hoa Đồng Tiền là cây ưa ánh sáng tán xạ, không thích hợpvới cường độ chiếu sáng mạnh Vì vậy trồng hoa Đồng Tiền phải có lưới phảnquang

- Ẩm độ thích hợp sẽ giúp cây sinh trưởng phát triển tốt, ít sâu bệnh vàchất lượng hoa cao Độ ẩm thích hợp từ 60% - 70%, độ ẩm không khí từ 55%

- 60% là thuận lợi cho cây phát triển Trong quá trình sinh trưởng và phát triểnphải cung cấp đầy đủ lượng nước cho cây bằng các biện pháp khác nhau

- Dinh dưỡng: là yếu tố quyết dịnh trực tiếp đến năng suất và chất lượnghoa Vì vậy cần cung cấp dinh dưỡng một cách cân đối và đầy đủ Các loạiphân chủ yếu trong thâm canh hoa là: Phân tổng hợp NPK, phân hữu cơ (phânchuồng, phân xanh, phân bắc), phân vi lượng (Cu, Fe, Zn, Ca, Mo), vitamin.+ Lượng đạm nguyên chất sử dụng cho một ha là 120 - 140 kg/ năm.+ Kali cần cho giai đoạn kết nụ và nở hoa Lượng Kali nguyên chất cầncho một ha là 120 - 140 kg/ năm

+ Đất cần tơi xốp, thoáng khí nên yêu cầu lượng phân hữu cơ cao để tạomùn Cần bón khoảng 1500 kg/ sào/ năm

1.3 Một số nghiên cứu về nhân giống hoa Đồng Tiền bằng phương pháp nuôi cấy mô trên thế giới và ở Việt Nam

1.3.1 Trên thế giới

M Osiecki (1962) nghiên cứu phương pháp nuôi cấy mô hoa ĐồngTiền sau đó nuôi cấy trong nhà kính Tác giả đã tìm ra được hàm lượng các

chất điều tiết sinh trưởng tối ưu cho nuôi cấy mô hoa Đồng Tiền in vitro.

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

chất hữu cơ trong nuôi cấy mô hoa Đồng Tiền in vitro, tác giả đã đưa ra kết

luận về vai trò của các chất điều tiết sinh trưởng là: BA, KI, α-NAA

A Lisiecka (1990) nghiên cứu sự ảnh hưởng về sự sinh trưởng đến cácphương pháp nhân giống và sản lượng hoa Đồng Tiền Tác giả đã đưa ra kếtluận: Giai đoạn tốt nhất cho giai đoạn nhân giống là giai đoạn sau trồng 2,5tháng khi cây có từ 4 - 5 nhánh Để thu được sản lượng hoa cao nhất cần cungcấp đầy đủ dinh dưỡng, nước và nhiệt độ thích hợp cho cây hoa

Van Der Gaag DJ; Kerssies A; Lanser C người Pháp (2001) đã nghiêncứu phương pháp sự lan rộng của bệnh mốc sương ở rễ cây hoa Đồng Tiềnbằng xử lý đất trước khi trồng và hàm lượng dinh dưỡng trong đất Họ trồngcây nhiễm bệnh trong đất đã được xử lý, kết quả hơn 80 % số cây trồng vàođất trên thì bệnh mốc sương không lan rộng nữa

Maurer (1968) đã thực nhiện lai giống hoa Đồng Tiền Kết quả ông đãcông bố hai giống hoa Đồng Tiền mới được tạo ra bằng phương pháp laigiống

Adnet (1909) đã tiến hành trồng, lai giống giữa giống Đồng Tiền màu

đỏ và giống Đồng Tiền màu hồng nhạt, kết quả ông đã thu được hai giống cómàu mới là đỏ nhạt và hồng da cam

Hiện nay, việc sử dụng mô, lá và đoạn thân để làm nguyên liệu nuôi cấy

in vitro vẫn là phương pháp phổ biến nhất bởi cho phép trong thời gian ngắn

tạo ra được một số lượng cây đồng nhất Phương pháp này hoàn toàn đáp ứngđược cho sản xuất quy mô công nghiệp.

Việc sử dụng cánh hoa, đế hoa, quả làm nguyên liệu nuôi cấy tạo chồitrực tiếp hoặc gián tiếp thông qua tạo callus cũng được nhiều nhà khoa họcnghiên cứu (Ohishi, Sakurai - 1988, Fujii Shimzu - 1990)

Ngoài ra, với việc ứng dụng kỹ thuật NCM - TB ngày càng phổ biếnrộng rãi một số nhà khoa học đã nghiên cứu về việc nhân giống bằng cách xử

và nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học trong nước

Từ năm 1998, Nguyễn Quang Thạch, Mai Kim Tân, Đinh Trường Sơn(Viện sinh học nông nghiệp - Đại học Nông Nghiệp I) Đã nghiên cứu phương

pháp nuôi cấy mô in vitro giống hoa Đồng Tiền từ Tiệp Khắc, kết quả nghiên

cứu đã hoàn thành quy trình nhân giống hoa Đồng Tiền bằng kỹ thuật nuôicấy mô được Bộ Nông Nghiệp & Phát Triển Nông Thôn công nhận là tiến bộ

kỹ thuật cho áp dụng rộng rãi ngoài sản xuất

Hiện nay Viện Sinh học Nông Nghiệp đang tiếp tục nghiên cứu nhâncác dòng hoa Đồng Tiền mới bằng phương pháp khí canh, thủy canh Bên

cạnh đó bước đầu nghiên cứu tạo giống hoa Đồng Tiền mới bằng phươngpháp gây đột biến bằng hóa chất (Colchicine), chiếu xạ (tia Gamma).

Công ty Hafarm ( Đà Lạt - Lâm Đồng) đã ứng dụng công nghệ trồnghoa Đồng Tiền trong nhà lưới thu được hiệu quả rất cao, sản lượng cao gấp 10

- 15 lần so với trồng hoa thông thường

Viện Nghiên cứu Rau Quả từ năm 1999 - 2002 cũng đã nghiên cứu quytrình trồng trọt để sản xuất hoa Đồng Tiền, cho nở hoa đúng vụ

1.4 Kỷ thuật NCM - TB thực vật in vitro

1.4.1 Cơ sở khoa học của NCM - TB thực vật in vitro

a) Tính toàn năng của tế bào thực vật

Haberlandt (1902) lần đầu tiên đã quan niệm rằng mỗi tế bào bất kỳ củamột cơ thể sinh vật đa bào đều có khả năng tiềm tàng để phát triển thành một

cơ thể hoàn chỉnh.Theo quan điểm sinh học hiện đại thì mỗi tế bào riêng rẽ đãđược phân hóa đều chứa toàn bộ lượng thông tin di truyền (AND) cần thiếtcho tất cả các cơ thể thực vật đó nếu gặp điều kiện thuận lợi thì mỗi tế bào đều

có thể pháp triển thành một cá thể hoàn chỉnh gọi là tính toàn năng của tế bàothực vật [23], [24], [25]

Quá trình pháp sinh hình thái trong NCM - TB thực chất là kết quả của sựphân hóa và phản phân hóa [24]

b) Khả năng phân hóa và phản phân hóa của tế bào

Cơ thể thực vật được hình thành từ nhiều loại tế bào khác nhau Tất cảcác loại tế bào đó đều bắt nguồn từ một loại tế bào đầu tiên gọi là hợp tử Ởgiai đoạn đầu, hợp tửphân chia thành nhiều tế bào phôi sinh chưa mang cácchức năng riêng biệt, có khả năng phân chia Sự chuyển hóa của các tế bàophôi thành các tế bào mô chuyên hóa đảm nhận các chức năng khác nhau gọi

là sự phân hóa tế bào