Bảo tồn và lưu giữ nguồn gen cây nguyên liệu giấy

  • Số trang: 108 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 21 |
  • Lượt tải: 0
tranphuong

Đã đăng 58976 tài liệu

Mô tả:

BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM VIỆN NGHIÊN CỨU CÂY NGUYÊN LIỆU GIẤY BÁO CÁO KẾT QUẢ NHIỆM VỤ CẤP BỘ NĂM 2008 Tên nhiệm vụ: BẢO TỒN VÀ LƯU GIỮ NGUỒN GEN CÂY NGUYÊN LIỆU GIẤY Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNG THƯƠNG Cơ quan chủ trì: VIỆN NGHIÊN CỨU CÂY NGUYÊN LIỆU GIẤY Chủ nhiệm: Ths. Trần Duy Hưng 7112 17/02/2009 Phú Thọ, tháng 12 năm 2008 PHÇN 1. TæNG QUAN 1.1. C¬ së ph¸p lý cña nhiÖm vô NhiÖm vô khoa häc c«ng nghÖ n¨m 2008 “B¶o tån vµ l−u gi÷ nguån gen c©y nguyªn liÖu giÊy” ®−îc thùc hiÖn dùa trªn c¸c c¬ së ph¸p lý sau: • QuyÕt ®Þnh sè 1999/Q§-BTC ngµy 03/12/2007 cña Bé tr−ëng Bé c«ng nghiÖp vÒ viÖc giao kÕ ho¹ch khoa häc vµ c«ng nghÖ n¨m 2008 cho ViÖn nghiªn cøu c©y nguyªn liÖu giÊy. • Hîp ®ång nghiªn cøu khoa häc vµ ph¸t triÓn c«ng nghÖ sè 02.08.QG/H§-KHCN ký ngµy 28/01/2008 gi÷a Bé c«ng th−¬ng vµ ViÖn nghiªn cøu c©y nguyªn liÖu giÊy. • QuyÕt ®Þnh sè 70/Q§-KHTH ngµy 10/09/2008 cña ViÖn tr−ëng ViÖn nghiªn cøu c©y nguyªn liÖu giÊy vÒ viÖc giao nhiÖm vô nghiªn cøu khoa häc vµ ph¸t triÓn c«ng nghÖ. 1.2 TÝnh cÊp thiÕt Bảo tồn nguồn gen cây rừng nói riêng và bảo tồn nguồn gen cây nguyên liệu giấy nói chung là bảo tồn các đa dạng di truyền cần thiết cho các loài cây thuộc đối tượng nghiên cứu nhằm phục vụ cho công tác cải thiện giống trước mắt hoặc lâu dài, tại chỗ hoặc nơi khác (Lê Đình Khả và Dương Mộng Hùng 2003). Kinh nghiệm của sản xuất và nghiên cứu cho thấy rằng khi tập trung vào khai thác và gây trồng các giống có năng suất cao, chúng ta đã quên đi các nguồn gen có giá trị đặc dụng, hoặc có tính chống chịu với điều kiện bất lợi song năng suất thấp. Khi khoa học phát triển đến trình độ cao chúng ta mới cần đến nó thì không còn nữa. Biến dị di truyền hiện tồn tại giữa các xuất xứ, các gia đình và các cây cá thể bên trong một loài là vô cùng quan trọng và cần phải được bảo tồn, vì chúng là cái đảm bảo cho sự bền vững và ổn định của loài và xuất xứ; là nguồn gốc của sự đa dạng và là cơ sở cho quá trình tiến hóa của loài trong tương lai (Nguyễn Hoàng Nghĩa 1997a; 1997b; Nguyễn Hoàng Nghĩa 1999). Biến dị di 1 truyền không chỉ được dùng cho các chương trình cải thiện giống và sử dụng hiện tại của con người mà nó còn rất quan trọng cho sự phát triển của các thế hệ tiếp theo, để cho loài cây thích nghi liên tục với các điều kiện môi trường biến đổi và thích nghi với các nhu cầu đa dạng của con người. Bởi vì, lượng biến dị di truyền trong một loài càng lớn thì càng có nhiều cơ hội chọn được các cá thể có các đặc tính mong muốn. Vì đối với công tác cải thiện giống cũng như với các nhà chọn giống, muốn đạt được tăng thu di truyền tối đa và lâu dài, bảo tồn nguồn gen, bảo tồn vật liệu di truyền và yếu tố có ý nghĩa vô cùng quan trọng (Nguyễn Hoàng Nghĩa 2007b). Vì vậy, việc bảo tồn nguồn gen cây nguyên liệu giấy nhằm duy trì tính đa dạng di truyền cần thiết, tạo lập một nền tảng di truyền đủ lớn phục vụ cho công tác giống trước mắt và lâu dài, góp phần tăng năng suất theo mục tiêu kinh tế và tăng tính chống chịu của chúng với các điều kiện bất lợi là hết sức cần thiết. Bảo tồn nguồn gen là công tác quan trọng trong công tác cải thiện giống cây rừng (Lê Đình Khả và Dương Mộng Hùng 2003). Công tác chọn giống và nhân giống đã được xác định là công tác then chốt trong việc nâng cao năng suất rừng trồng, ngoài việc tuyển chọn và đưa vào sản xuất những giống năng xuất cao thì việc bảo quản các nguồn gen và lưu giữ các giống tốt trong điều kiện vô trùng để giữ lại những nguồn giống "sạch bệnh" cho sản xuất là việc làm cần thiết. Việc bảo tồn nguồn gen quý có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau, nhưng việc ứng dụng công nghệ sinh học - nuôi cấy mô tế bào thực vật trong lưu giữ và bảo tồn nguồn gen là việc làm mang lại nhiều lợi ích so với các phương pháp khác. ở nhiều nước trên thế giới đã áp dụng rộng rãi phương pháp này và đã mang lại hiệu quả cao (Đoàn Thị Thanh Nga 2007). Tuy nhiên thực tế sản xuất hiện nay còn đang sử dụng chưa nhiều các xuất xứ có triển vọng và các dòng vô tính chọn lọc để thay thế các giống được trồng từ hạt xô bồ không tuyển chọn. Mặt khác, để đáp ứng nguyên liệu cho mục tiêu của ngành giấy Việt Nam phấn đấu đạt 2,2 triệu tấn bột giấy vào năm 2010 thì công tác chọn giống, bảo tồn, lưu giữ và phát triển nguồn gen là không 2 thể thiếu và tập đoàn quỹ gen cây nguyên liệu giấy cần phải được nâng cao cả về số lượng và chất lượng thì mới đáp ứng được nhu cầu thực tế hiện nay (Đoàn Thị Thanh Nga 2007). Có nhiều phương thức bảo tồn nguồn gen khác nhau như bảo tồn in-situ (bảo tồn tại chỗ), bảo tồn tư liệu và bảo tồn thông tin, và bảo tồn ex-situ (bao gồm cả dạng cây sống, hạt giống, hạt phấn, cây nuôi cấy in vitro). Theo Nguyễn Hoàng Nghĩa (1997a) thì hai phương thức trên được định nghĩa như sau: • Bảo tồn in-situ: “là bảo tồn các tài nguyên di truyền của loài mục đích ở tại nơi phân bố của chúng, bên trong hệ sinh thái tự nhiên hoặc ban đầu, hoặc ở lập địa mà hệ sinh thái đó đã có trước đây”. Phương thức này thường được áp dụng tại các khu rừng tự nhiên. • Bảo tồn ex-situ: “là sử dụng bất kỳ biện pháp nào để thực hiện việc rời các cây cá thể hoặc những vật liệu nhân giống ra khỏi khu phân bố tự nhiên của chúng”. Báo cáo này trình bày kết quả bảo tồn nguồn gen cây nguyên liệu giấy dưới phương thức in-vitro và ex-situ từ khi nhiệm vụ bảo tồn gen cây nguyên liệu giấy được xây dựng và kết quả theo dõi, thu thập nguồn gen trong năm 2008. 1.3. Mục tiêu nhiệm vụ Trong công tác bảo tồn nguồn gen cây rừng nói chung và bảo tồn nguồn gen cây nguyên liệu giấy nói riêng thì việc xác định đối tượng bảo tồn là rất quan trọng. Một mặt không thể bảo tồn các loài hiện có, mặt khác bảo tồn nguồn gen nhằm phục vụ mục tiêu lâu dài của công tác cải thiện giống (Nguyễn Hoàng Nghĩa 1997b). Mục tiêu chủ yếu của công tác bảo tồn nguồn gen cây rừng là bảo vệ các loài có giá trị kinh tế cao, có giá trị khoa học và phục vụ trồng rừng. Từ những cơ sở trên, mục tiêu của nhiệm vụ bảo tồn gen năm 2008 là: Nghiên cứu lưu giữ và bảo tồn an toàn nguồn gen quý hiếm của cây nguyên liệu giấy. 3 1.4. Địa điểm, đối tượng và nội dung công việc 1.4.1. Địa điểm thực hiện Nhiệm vụ bảo tồn và lưu giữ nguồn gen cây nguyên liệu giấy được thực hiện ở các địa điểm sau: • Xã Phù Ninh, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ: Bảo tồn ex –situ và invitro. • Xã Gia Thanh, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ: Bảo tồn ex –situ. • Xã Tiên Kiên, huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ: Bảo tồn ex –situ. • Xã Ngọc Thắng, huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ: Thu thập nguồn gen • Thị trấn Lập Thạch, tỉnh Vĩnh Phúc: Thu thập nguồn gen • Việt Thành – Tân Thành, huyện Hàm Yên, tỉnh Tuyên Luang: Thu thập nguồn gen. • Thị trấn Tân Yên, huyện Hàm Yên, tỉnh Tuyên Luang: Thu thập nguồn gen. 1.4.2. Đối tượng bảo tồn Đối tượng nghiên cứu để bảo tồn gồm bạch đàn, keo tai tượng và keo lai. Tiêu chuẩn chọn lọc nguồn gen đem bảo tồn được trình bày trong phụ lục 1. 1.4.3. Nội dung nhiệm vụ • Điều tra, khảo sát, thu thập và chọn lọc nguồn gen cây nguyên liệu giấy (keo và bạch đàn): bao gồm 20 giống. Chọn theo đám (chi tiết xem phụ lục 1). • Bảo tồn và lưu giữ nguồn gen theo hai cách In-vitro và Ex-situ, bổ xung 20 giống (Phụ lục 2 và 3) • Đánh giá chất lượng nguồn gen: khả năng nhân giống In-vitro; đặc điểm sinh trưởng và phát triển của các giống đưa vào bảo tồn 4 • Xây dựng cơ sở quản lý dữ liệu nguồn gen: nguồn gốc giống, các đặc tính sinh học, đặc điểm sinh trưởng, phát triển của các giống đã bảo tồn và lưu giữ; Tư liệu hoá qua phim ảnh và toàn bộ số liệu đánh giá nguồn gen trong phần mềm lưu giữ; Cung cấp các thông tin về nguồn gen phục vụ công tác lai tạo giống mới có năng xuất cao và chất lượng tốt. 1.5. Tổng quan nhiệm vụ 1.5.1. Trên thế giới Tài nguyên di truyền cây nông nghiệp tức là quỹ gen cây nông nghiệp, được FAO gọi là tài nguyên di truyền thực vật vì mục tiêu lương thực và nông nghiệp ( TNDTTVLN), lại là phần có trọng số lớn nhất của toàn bộ tài nguyên di truyền thực vật. Sự xói mòn nguồn gen cây trồng trong nông nghiệp gây ra bởi nhiều nguyên nhân hiện nay đang là vấn đề nghiêm trọng, Để có thể bảo tồn và sử dụng hiệu quả đa dạng sinh học nông, lâm nghiệp trong đó tài nguyên di truyền thực vật là hạt nhân, Hội nghị Thượng đỉnh lần thứ nhất về môi trường họp tại Stockholme, Thụy Điển năm 1972 đã kêu gọi khẩn cấp nhiệm vụ bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật. Hai mươi năm sau, Hội nghị Thượng đỉnh lần thứ hai họp tại Río de Janero, Brazin năm 1992 đã thoả thuận Công ước đa dạng sinh học. Hội nghị Kỹ thuật quốc tế lần thứ tư về tài nguyên di truyền thực vật phục vụ mục tiêu lương nông do FAO triệu tập năm 1996 tại Cộng hòa liên bang Đức đã thống nhất Kế hoạch hành động toàn cầu (Global Plant of Action, GPA) về bảo tồn quỹ gen cây nông nghiệp. Gần đây, tháng 11 năm 2001 Đại hội đồng FAO đã thông qua Hiệp ước về Tài nguyên di truyền thực vật phục vụ mục tiêu lương nông nhằm thiết lập một hệ thống tiếp cận tài nguyên cây trồng và chia sẻ lợi ích đa phương phục vụ lương thực và nông nghiệp (Nguyễn Thị Ngọc Huệ 2007). ViÖc l−u gi÷ vµ b¶o tån nguån gen quý hiÕm cña c¸c loµi c©y nguyªn liÖu giÊy nãi riªng vµ c¸c c©y th©n gç nãi chung lµ viÖc lµm rÊt cÇn thiÕt, ®· vµ ®ang ®−îc nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi chó ý. 5 • N¨m 1850 ë Ch©u ¢u ng−êi ta ®· b¾t ®Çu nhËn thøc ®−îc vÊn ®Ò cÇn b¶o tån. • N¨m 1985 b¶o tån ®a d¹ng sinh häc ®−îc b¾t ®Çu vµ ®Õn n¨m 1992 c¸c ho¹t ®éng nµy ®−îc triÓn khai. §©y chÝnh lµ nÒn mãng cho sù b¶o tån ®a d¹ng sinh häc. • N¨m 1991 cã rÊt nhiÒu n−íc tham gia héi th¶o quèc tÕ vÒ b¶o tån ®a d¹ng sinh häc t¹i Rio de Janero, Brazil vµ ®· ký c«ng −íc ®a d¹ng sinh vËt Quèc tÕ, ®¸nh dÊu b−íc khëi ®Çu thóc ®Èy tiÕn tr×nh b¶o tån tµi nguyªn di truyÒn thùc vËt. • N¨m 1972 CGIAR thµnh lËp ViÖn tµi nguyªn di truyÒn thùc vËt Quèc tÕ ®Ó lµm t− vÊn kü thuËt cho c¸c quèc gia thùc hiÖn nhiÖm vô b¶o tån tµi nguyªn di truyÒn thùc vËt. HiÖn nay c¸c ng©n hµng gen c©y trång trªn thÕ giíi ®ang l−u gi÷ 6.5 triÖu mÉu gièng, trong ®ã 87% ë ng©n hµng gen quèc gia vµ 11% ë c¸c ng©n hµng gen cña c¸c c¬ quan nghiªn cøu do CGIAR qu¶n lý. Khu vùc Ch©u ¸ - Th¸i B×nh D−¬ng, §µi Loan vµ Hµn Quèc míi xóc tiÕn nhiÖm vô b¶o tån quü gen c©y trång (1980), nh−ng lµ mét trong sè m−êi quèc gia cã ng©n hµng gen c©y trång lín nhÊt thÕ giíi, ®ang b¶o tån trªn 100.000 mÉu gièng. C«ng ty Aracruz (Braxin), ngay tõ nh÷ng n¨m 1984 ®· chän 5.000 c©y tréi tõ 36.000 ha rõng trång b¹ch ®µn. Tõ ®ã ®· chän ra 150 dßng phï hîp nh−ng chØ sö dông 31 dßng tèt nhÊt vµo ch−¬ng tr×nh trång rõng. N¨m 1989, vèn gen cña hä cã 2.000 xuÊt xø cña 56 loµi b¹ch ®µn, trªn 7.000 c©y ®· ®−îc kiÓm tra ®¸nh gi¸ vµ 100 c©y chøng tá cã triÓn väng cao. ¤xtr©ylia, n¨m 1972 ®· tiÕn hµnh x©y dùng c¸c khu b¶o tån gen in-situ cho b¹ch ®µn víi môc tiªu b¶o tån nguån gen h¬n lµ b¶o tån c¸c c©y c¸ thÓ. Yªu cÇu c¬ b¶n lµ duy tr× c¸c quÇn thÓ b»ng c¸ch t¸i sinh tù nhiªn hoÆc nh©n t¹o tõ nguån h¹t gièng thu h¸i trong khu b¶o tån vµ t¸i t¹o thÕ hÖ míi tõ nhiÒu c©y c¸ thÓ. FAO ®· ®Çu t− cho x©y dùng mét sè khu b¶o tån ex-situ cho b¹ch ®µn ë mét sè n−íc nh− Th¸i Lan, Ên §é, Nigiªria, B¨ng-la-®Ðt... 6 Ở Trung Quèc, tõ nh÷ng n¨m 1978 ViÖn nghiªn cøu l©m nghiÖp Kh©m Ch©u tØnh Qu¶ng T©y ®· tiÕn hµnh b¶o tån nguån gen b¹ch ®µn b»ng in vitro. Sau ®ã h×nh thøc b¶o tån nµy ®−îc ¸p dông réng r·i ë nhiÒu n¬i (ViÖn khoa häc l©m nghiÖp Qu¶ng T©y, ViÖn khoa häc l©m nghiÖp Qu¶ng §«ng...) cho c¸c ®èi t−îng: B¹ch ®µn, th«ng, keo vµ mét sè loµi c©y kh¸c (Trích từ Đoàn Thị Thanh Nga 2008). Nhìn chung, tất cả các nghiên cứu và đầu tư trên đều tập trung vào tầm quan trọng của công tác bảo tồn nguồn gen, nó có vai trò rất quan trọng trong công tác giống, một số thàng tựu đã đạt được và các nghiên cứu vẫn đang được thực hiện trên thế giới. 1.5.2. Ở Việt Nam Bảo tồn nguồn gen cây rừng đã được nhiều nhà khoa học ở Việt Nam quan tâm. Theo quy chế “bảo tồn nguồn gen động vật, thực vật và vi sinh vật” được Bộ Khoa học công nghệ và Môi trường ban hành ngày 30 tháng 12 năm 1997 thì nguồn gen là những vi sinh vật sống hoàn chỉnh hay bộ phận của chúng mang thông tin di truyền sinh học, có khả năng tham gia hay tạo gia giống mới của thực vật, động vật và vi sinh vật (Trương Văn Lung). Từ định nghĩa trên có thể thấy rõ bảo tồn nguồn gen chính là bảo tồn các vật thể mang thông tin di truyền những vật liệu ban đầu có khả năng tạo ra giống mới. Điều quan trọng khi bắt tay vào bảo tồn nguồn gen là phải xác định được mục tiêu bảo tồn. Mục tiêu bảo tồn khác nhau thì phương pháp và đối tượng bảo tồn cũng khác nhau. Cho đến nay, mục tiêu bảo tồn gen bao giờ cũng xác định là để cho công tác chọn giống và gây giống trước mắt và trong tương lai. Vì vậy, việc bảo tồn nguồn gen bao giờ cũng được tập trung giải quyết cho các loài cây trồng chủ yếu (Trương Văn Lung). Các loài cây nguyên liệu giấy là một trong những mục tiêu như vậy. Nó sẽ được dùng cho công tác lai giống và nhân giống sau này. Theo Nguyễn Thị Ngọc Huệ (2007), qua phân tích tổng quan tình hình bảo tồn và sử dụng tài nguyên di truyền thực vật trên thế giới và Việt Nam cho thấy: Nhận được tầm quan trọng của nguồn tài nguyên này, nhiều nước trong 7 đó có Việt Nam đã tập trung cho bảo tồn ex-situ, cho đến những năm 90 thì bắt đầu quan tâm nhiều đến bảo tồn in-situ. Hiện nay Chiến lược bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật là kết hợp hài hòa hai phương pháp ex-situ và in-situ. Theo Trương Văn Lung, về thực vật có các phương pháp phát triển nguồn gen như sau: Nhân giống in-vitro là một trong bốn lĩnh vực công nghệ tế bào thực vật, đó là làm sạch virus, nhân nhanh các giống cây trồng, sản xuất và chuyển hóa sinh học các hợp chất tự nhiên cải tiến về mặt di truyền các giống cây mang lại hiệu quả kinh tế cao. Kỹ thuật nhân nhanh được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: - Duy trì và nhân nhanh các kiểu gen quí hiếm làm vật liệu cho công tác chọn giống. - Nhân nhanh và duy trì các cá thể đầu dòng tốt để cung cấp hạt giống các loại cây trồng khác nhau. - Nhân nhanh các kiểu gen quí hiếm của giống cây lâm nghiệp. - Nhân nhanh ở điều kiện vô trùng, cách ly tải nhiễm kết hợp với làm sạch virus - Bảo quản tập đoàn nhân giống vô tính, các loài cây giao phấn trong ngân hàng gen Trên thực tế trong nhiều năm vừa qua Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy đã và đang chọn lọc được nhiều giống là giống quốc gia, giống tiến bộ kỹ thuật và nhiều giống khác có năng suất cao hoặc các giống có các tính ưu việt khác cho cây nguyên liệu giấy nói riêng và cho trồng rừng nói chung. Việc lưu giữ và bảo tồn nguồn gen của các giống này là rất cần thiết. ViÖc b¶o tån, l−u gi÷ tµi nguyªn di truyÒn ®−îc thùc hiÖn d−íi nhiÒu h×nh thøc kh¸c nhau (In-situ, Ex-situ, On-Farm, in-vivo, in-vitro) t¹i c¸c c¬ së, tæ chøc, c¸c thµnh phÇn kinh tÕ kh¸c vµ ®−îc liªn kÕt thµnh mét m¹ng l−íi d−íi sù qu¶n lý thèng nhÊt cña Bé Khoa häc vµ C«ng nghÖ. Trong nh÷ng n¨m qua viÖc b¶o tån nguån gen thùc vËt, ®éng vËt, vi sinh vËt ®· thu ®−îc mét sè kÕt qu¶ nhÊt ®Þnh. Trong ®ã viÖc b¶o tån nguån gen c©y l©m nghiÖp nãi chung vµ c©y nguyªn liÖu giÊy nãi riªng míi ®−îc b¶o tån ë h×nh thøc In-situ vµ Ex- 8 situ cßn b¶o tån in vitro th× hÇu nh− ch−a cã ®¬n vÞ nµo triÓn khai ngoµi ViÖn nghiªn cøu c©y nguyªn liÖu giÊy (Đoàn Thị Thanh Nga 2008). Các kết quả đạt được trong công tác bảo tồn và phát triển nguồn gen quý hiếm cây nguyên liệu giấy (Đoàn Thị Thanh Nga 2008): • Tõ nh÷ng n¨m 1975, do cã dù ¸n n−íc ngoµi tµi trî nªn ViÖn cã rÊt nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu, ph¸t triÓn nguån gen quý hiÕm ®−îc triÓn khai cho nh÷ng c©y nhËp néi nh− th«ng, b¹ch ®µn, keo... vµ thu ®−îc nhiÒu kÕt qu¶ ®ãng gãp ®¸ng kÓ cho sù nghiÖp trång rõng nguyªn liÖu. • §èi víi th«ng: §Ó nghiªn cøu chän loµi phôc vô trång rõng cung cÊp nguyªn liÖu sîi dµi. Tõ nh÷ng n¨m 1975 ViÖn ®· triÓn khai trång thö 23 xuÊt xø cña 4 loµi th«ng nhiÖt ®íi P. caribea, P. Oocarpa, P. Kesiya vµ P. Merkusii trªn 4 d¹ng lËp ®Þa cña vïng nguyªn liÖu giÊy VÜnh Phó - Hµ Tuyªn. KÕt qu¶ ®· chän ®−îc loµi P. Caribaca hondurensis víi xuÊt xø tõ Mountain Pine Ridege thuéc céng hoµ Belize ®−a vµo trång ë phÝa nam nguyªn liÖu. §· chän ra ®−îc 100 c©y tréi. • §èi víi b¹ch ®µn: Tõ n¨m 1979, ViÖn ®· kh¶o nghiÖm h¬n 80 loµi vµ xuÊt xø trªn 43 ®iÓm/lËp ®Þa. KÕt qu¶ ®· chän ®−îc 4 loµi: E. camaldulensis, E. Tereticornis, E.urophylla, E.grandis x E.urophylla vµ c¸c xuÊt xø: Pettford (Queensland – Australia) cña loµi E. Camaldulensis, xuÊt xø Lewotobi (Indonesia) cña loµi E.urophylla. C¸c kh¶o nghiÖm dßng dâi (kÓ c¶ c¸c dßng dâi tù do thô phÊn vµ dßng v« tÝnh) cña c¸c loµi trªn còng ®· ®−îc triÓn khai cïng víi viÖc chän ®−îc 200 c©y tréi. • §èi víi keo: N¨m 1981, ViÖn ®· kh¶o nghiÖm trªn 100 loµi ë 30 ®iÓm/lËp ®Þa vµ ®· chän ra mét sè loµi sinh tr−ëng nhanh, ph¸t triÓn tèt. §ã lµ c¸c loµi A. Mangium, A. crasicarpa, A. aulacocarpa, A. mangium x A.auriculifocmis, A.auriculifocmis x A. mangium. C¸c xuÊt xø tèt nh−: Iron Range, Cardwell, Mossman cña loµi A.mangium. §· tuyÓn chän ®−îc 100 c©y tréi cña c¸c xuÊt xø nµy. Gièng lµ mét trong nh÷ng kh©u quan träng nhÊt cña trång rõng th©m canh, kh«ng cã gièng ®−îc c¶i thiÖn theo môc tiªu kinh tÕ th× kh«ng thÓ ®−a 9 n¨ng suÊt rõng lªn cao. ë n−íc ta n¨ng xuÊt rõng trång (b¹ch ®µn, keo) tõ h¹t (kh«ng kiÓm so¸t) chØ ®¹t tõ 5-10 m3/ha/n¨m. V× vËy viÖc nh©n nhanh c¸c gièng cã n¨ng suÊt cao, chÊt l−îng tèt vµ cã tÝnh chèng chÞu víi s©u bÖnh lµ mét yªu cÇu cÊp b¸ch ®èi víi c«ng t¸c trång rõng (Huỳnh Đức Nhân 1996; Nguyễn Sỹ Huống 1999; Nguyễn Quang Đức 2002; Nguyễn Sỹ Huống 2003; Huỳnh Đức Nhân và cộng sự 2006; Viện NC cây NLG 2004) HiÖn nay ®· cã hµng ngµn ha rõng trång c«ng nghiÖp tõ c©y m«, hom phôc vô nguyªn liÖu cho nhµ m¸y giÊy vµ bét VÜnh Phó. Tuy nhiªn thùc tÕ s¶n xuÊt hiÖn nay cßn ®ang sö dông rÊt Ýt c¸c xuÊt xø cã triÓn väng vµ c¸c dßng v« tÝnh cao s¶n ®Ó thay thÕ c¸c gièng ®−îc trång tõ h¹t x« bå kh«ng tuyÓn chän (rõng trång ë quy m« c«ng nghiÖp cÇn ph¶i cã tõ 20-30 dßng trªn mét diÖn tÝch tËp trung). MÆt kh¸c, ngµnh giÊy ViÖt Nam ®ang nç lùc phÊn ®Êu ®¹t 2,2 triÖu tÊn bét giÊy vµo n¨m 2010 (Viện NC cây NLG 2004). Do ®ã, ®Ó ®¸p øng ®−îc nguån nguyªn liÖu th× c«ng t¸c chän gièng, b¶o tån, l−u gi÷ vµ ph¸t triÓn nguån gen lµ kh«ng thÓ thiÕu. V× vËy tËp ®oµn quü gen c©y nguyªn liÖu giÊy cÇn ph¶i ®−îc n©ng cao c¶ vÒ sè l−îng vµ chÊt l−îng th× míi ®¸p øng ®−îc nhu cÇu thùc tÕ hiÖn nay. XuÊt ph¸t tõ nh÷ng vÊn ®Ò trªn, ®Þnh h−íng thùc hiÖn nhiÖm vô b¶o tån vµ l−u gi÷ nguån gen c©y nguyªn liÖu giÊy lµ: §iÒu tra, kh¶o s¸t vµ thu thËp c¸c nguån gen thÝch hîp víi ®Æc ®iÓm cña tõng loµi c©y, tõng vïng sinh th¸i kh¸c nhau. B¶o tån l©u dµi c¸c nguån gen ®· thu thËp ®−îc vµ kÕt hîp víi viÖc ph¸t triÓn nguån gen ®ã ®−a vµo s¶n xuÊt. Dùa vµo c¸c chØ tiªu sinh häc cô thÓ cña tõng loµi, ®¸nh gi¸ nguån gen b¶o tån. T− liÖu ho¸ c¸c nguån gen vµ trao ®æi th«ng tin t− liÖu vÒ c¸c nguån gen. 10 PHẦN 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Phương pháp nghiên cứu 2.1.1. Phương pháp luận Cơ sở khoa học để bảo tồn loài và tài nguyên di truyền của chúng phụ thuộc chủ yếu vào kết quả nghiên cứu và giải thích thông tin về phân bố tự nhiên, cơ sở sinh thái của phân bố và di truyền biến dị. Muốn việc bảo tồn và sử dụng các nguồn tài nguyên di truyền có hiệu quả, trước hết phải có được các thông tin cần thiết về quy mô tồn tại, hiện trạng của nguồn gen quan tâm (Nguyễn Hoàng Nghĩa 1997a). Quá trình điều tra khảo sát bao gồm phát hiện và thu thập nguồn gen, lấy mẫu đem bảo tồn nhằm xem xét các dạng biến động sinh thái và kiểu hình để tạo cơ sở cho việc xác định các xuất xứ, các loài quan trọng để thu hái hạt hoặc các vật liệu di truyền cho việc khảo nghiệm và bảo tồn nguồn gen sau này (Nguyễn Hoàng Nghĩa 1997a). Về thực chất, bảo tồn tài nguyên di truyền từ rừng trồng là duy trì đa dạng di truyền ở mức mong muốn trong các lâm phần hoặc các dạng khác của bảo tồn gen. Sử dụng là mục tiêu cuối cùng của mội hoạt động liên quan đến bảo tồn. Nó bao gồm việc thu thập, cung cấp hạt hoặc vật liệu nhân giống phục vụ xây dựng vườn/rừng giống, khảo nghiệm xuất xứ và trồng rừng, chọn giống với các gen ưu việt. Từ cơ sở lý luận trên, nhiệm vụ thực hiện các phương pháp như dưới đây. 2.1.2. Phương pháp cụ thể 2.1.2.1. Thu thập nguồn gen • Thu thập nguồn gen các giống bạch đàn, keo nhập nội đã được thuần hoá tại Việt Nam trong trương trình cải thiện giống của Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy và Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam. • Sử dụng phương pháp đánh giá nguồn gen của Burlay - Wood (1976) và của Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy (phụ lục 1). 11 2.1.2.2. Bảo tồn và lưu giữ nguồn gen Bảo tồn In-vitro: • Mẫu nuôi cấy là chồi đỉnh và chồi bên, mẫu được rửa sạch bằng xà phòng, sau đó khử trùng trong cồn 700 và xử lý lần lượt trong hypcolorit canxi 3% trong 15 phút, HgCl2 0,05% trong 5 phút. Sau đó, mẫu được rửa nhiều lần bằng nước vô trùng và được đưa vào nuôi cấy. • Sử dụng môi trường nuôi cấy Murashige - Skooge 1962 (MS) có bổ sung đường saccaroze 30g/l, agar 6g/l, tổ hợp các chất điều hoà sinh trưởng (ĐHST) khác nhau gồm 6-Benzyl adenin (BA), Indol acetic acid (IAA), α Naphyl acetic acid (NAA), Indol butyric acid (IBA), chế phẩm kích thích ra rễ (ABT), một số vitamin khác và pH = 5,8 trước khi hấp vô trùng. • Từ một chồi ban đầu sau một thời gian nuôi cấy phát triển thành nhiều chồi (cụm chồi). Cụm chồi qua nhiều lần cấy chuyển tạo thành các bình giống gốc. Lưu giữ các bình giống gốc này trong môi trường bảo tồn (phụ lục 2) với điều kiện bảo tồn: nhiệt độ 100C; cường độ ánh sáng 1000 lux; và thời gian chiếu sáng 10 giờ/ngày. • Khi cần khai thác và phát triển những nguồn gen này thì tiến hành cấy chuyển vào môi trường nuôi chồi, thúc rễ để tạo thành cây con hoàn chỉnh (sơ đồ bảo tồn và lưu giữ nguồn gen. • Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên theo khối, lặp lại 3 lần và được đánh giá theo các chỉ tiêu sau: ∑ mẫu thành công Tỷ lệ mẫu thành công = ---------------------- × 100 (%) ∑ mẫu cấy ∑ số chồi tạo thành Hệ số nhân chồi = -----------------------∑ số chồi ban đầu ∑ số chồi hữu hiệu Tỷ lệ chồi hữu hiệu = -----------------------∑ số chồi tạo thành 12 • Để đánh giá theo các chỉ tiêu trên, chúng tôi đã tiến hành đếm số chồi tạo thành, số chồi hữu hiệu (chồi có cấu trúc thân, lá, đỉnh rõ ràng, cao từ 0,3cm trở lên). Quan sát hình thái, tính chiều cao trung bình để đánh giá khả năng sinh trưởng của chồi. Chiều cao của chồi được tính từ ngọn đến vị trí tiếp xúc giữa chồi với bề mặt môi trường. Bảo tồn Ex-situ • Tại Tiên Kiên – Lâm Thao – Phú Thọ: Trồng 15 dòng bạch đàn với mật độ 1660 cây/ha, mỗi dòng 10 cây, lặp lại 5 lần. Thiết lập thí nghiệm tháng 5/2005. Năm 2007 và 2008 tiếp tục theo dõi đánh giá sinh trưởng • Tại Gia Thanh – Phù Ninh – Phú Thọ: Trồng 22 dòng (18 dòng bạch đàn và 4 dòng keo) với mật độ 1660 cây/ha, mỗi dòng 1 cây, lặp lại 5 lần. Thiết lập thí nghiệm tháng 5/2006. Năm 2007 và 2008 tiếp tục theo dõi đánh giá sinh trưởng. • Tại Phù Ninh – Phù Ninh – Phú Thọ: Trồng 46 dòng (26 dòng bạch đàn và 20 dòng keo) với mật độ 1660 cây/ha, mỗi dòng 1 cây, lặp lại 10 lần. Thiết lập thí nghiệm tháng 5/2007. Tiếp tục đánh giá năm 2008. • Tại Phù Ninh – Phù Ninh – Phú Thọ: Trồng 20 dòng (10 dòng bạch đàn và 20 dòng keo), mỗi dòng 3 cây. Trồng tháng 6/2008. • Số liệu thu thập từ các điểm bảo tồn bao gồm tất cả các chỉ tiêu sinh trưởng của cây theo các nghiên cứu trước đây của Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy. • Cây trồng và chăm sóc để bảo tồn theo quy trình trồng rừng thâm canh hiện hành. • Số liệu thu thập được đưa vào máy tính, lưu giữ và phân tích trên phần mềm SPSS version 16.0. 2.1.2.3. Đánh giá các chỉ tiêu thành phần hóa học gỗ Phương pháp chuẩn bị mẫu theo tiêu chuẩn TAPPI T 257 cm – 85 13 Cây lấy mẫu được cắt bỏ đoạn ngọn có đường kính nhỏ hơn 5 cm. Phần còn lại được lấy 3 mẫu cách đều nhau (một mẫu ở phần giữa, một mẫu ở phần gốc và một mẫu ở phần ngon). Mỗi mẫu có chiều dài 1 m và được bóc sạch vỏ. Mẫu gỗ được lấy để phân tích thành phần hoá học được lấy từ 3 đoạn trên, mỗi đoạn được lấy 3 khoanh (một khoanh ở giữa, hai khoanh ở hai đầu). Mỗi khoanh dầy 2,5 cm. Các khoanh này được chẻ thành 8 phần, lấy 2 phần đối diện nhau để tiếp tục chẻ nhỏ. Các mẫu gỗ đã chẻ nhỏ được nghiền thành bột và rây qua sàng có lỗ 0,4 mm. Bột dưới sàng dùng để phân tích thành phần hoá học. - Hàm lượng xenluylô: phương pháp Kiursher – Hofft - Hàm lượng lignin: phương pháp TAPPI T222 om – 98 - Hàm lượng pentozan: phương pháp TAPP1 19 wd – 71 (phương pháp thể tích) - Hàm lượng các chất tan trong axeton: phương pháp TAPPT 280 pm – 99 - Hàm lượng tro: phương pháp TAPPI T211 om – 93 - Kích thước xơ sợi: theo phương pháp truyền thống 2.2. Kết quả và thảo luận 2.2.1. Thu thập và tuyển chọn nguồn gen (1) Các kết quả đạt được đến năm 2007 • Bạch đàn: Từ năm 1979, Viện đã khảo nghiệm hơn 80 loài và xuất xứ trên 43 điểm/lập địa. Kết quả đã chọn được 4 loài: E. camaldulensis, E. Tereticornis, E.urophylla, E.grandis x E.urophylla và các xuất xứ: Pettford (Queensland – Australia) của loài E. Camaldulensis, xuất xứ Lewotobi (Indonesia) của loài E.urophylla. Các khảo nghiệm dòng dõi (kể cả các dòng dõi tự do thụ phấn và dòng vô tính) của các loài trên cũng đã được triển khai cùng với việc chọn được hơn 200 cây trội. Trong tổng số hơn 200 cây trội đó đề tài tiến hành điều tra, khảo sát và chọn lọc các nguồn gen: BTT02, BTT03, BNM13, BNM12, BNM12b, BNM11, BNM8, BNM9, BNM7. Trong khu vực rừng trồng bạch đàn vô tính của Công ty lâm nghiệp Tam Thanh đề tài chọn một số cây trội “đột 14 biến”: BĐB1, BĐB2. Ngoài ra đề tài còn sử dụng các nguồn gen trong trương trình cải thiện giống của Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam: UE34, CU91, UE89, UE24, UE85,UE35, UC80, UU8. • Keo: Năm 1981, Viện đã khảo nghiệm trên 100 loài ở 30 điểm/lập địa và đã chọn ra một số loài sinh trưởng nhanh, phát triển tốt. Đó là các loài A. Mangium, A. crasicarpa, A. aulacocarpa, A. mangium x A.auriculifocmis, A.auriculifocmis x A. mangium. Các xuất xứ tốt như: Iron Range, Cardwell, Mossman của loài A.mangium. Đã tuyển chọn được 100 cây trội và từ đó đề tài đã tiến hành điều tra, khảo sát và lựa chọn các nguồn gen: KBC1, KNM7, KNM8, XXRG1, XXRG2, XXRG3, XXRG4, XXRG5, XXRG6, XXRG7, XXRG8, XXRG9, XXRG10. Ngoài ra đề tài đã tiến hành tuyển chọn các dòng sinh trưởng vượt trội của các xuất xứ nhập ngoại: H3, H5, XX 16679, XX20132, XX20135, XX20865. • Thông: Để nghiên cứu chọn loài phục vụ trồng rừng cung cấp nguyên liệu sợi dài. Từ những năm 1975 Viện đã triển khai trồng thử 23 xuất xứ của 4 loài thông nhiệt đới P. caribea, P. Oocarpa, P. Kesiya và P. Merkusii trên 4 dạng lập địa của vùng nguyên liệu giấy trung tâm. Kết quả đã chọn được loài P. Caribaca hondurensis với xuất xứ từ Mountain Pine Ridege thuộc Cộng hoà Belize đưa vào trồng ở phía nam nguyên liệu. Đã chọn ra được 100 cây trội. Từ các kết quả trên đề tài đã tiến hành điều tra, khảo sát và lựa chọn nguồn gen: PCHĐN, PCHĐNK. Ngoài ra đề tài còn sử dụng các nguồn gen trong trương trình dự án Card 032/05 VIE của Australia: PCHxPCC, PEExPCH, PCHQ. Bảng 01 dưới đây tập hợp các nguồn gen cây nguyên liệu giấy thu thập và chọn lọc được cho đến năm 2007. 15 Bảng 01. Các nguồn gen bạch đàn, keo và thông chọn lọc cho đến năm 2007 Từ năm 2000-2006 TT Loài cây Số lượng Tên giống 1. Bạch đàn 50 PN2, PN14, PN32, PN8, PN7, U6, W4, W5, PN41, Gu8, UG1407, UG411, UG414, PN16c, U16, CTIV, CT3, CT4, EC1, ECII, PN10, PN46, PN47, PN3d, VX1, TC1, TC2, NG3, VX2, PN47, UE34, CU91, UE89, UE24, UE85,UE35, UC80, UU8, Eu8, Eu12, 46B, GR3, E1, E13, E21, E22, E23, PN21, PN24, PN108, 2. Keo 5 KL2, KL20, KLTA3, KL3, BV10, 3. Thông 5 PCHxPCC, PEExPCH, PCHQ, PCHĐN, PCHĐNK Tổng 60 Năm 2007 Số lượng 11 19 Tên giống BTT02, BTT03, BNM13, BNM12, BNM12b, BNM11, BNM8, BNM9, BNM7, BĐB1, BĐB2 61 KBC1, KNM7, KNM8, XXRG1, XXRG2, XXRG3, XXRG4, XXRG5, XXRG6, XXRG7, XXRG8, XXRG9, XXRG10, H3, H5, XX 16679, XX20132, XX20135, XX20865 24 5 30 (2) Kết quả thu thập nguồn gen năm 2008 Đầu năm 2008 nhiệm vụ bảo tồn gen đã thu thập được 10 dòng bạch đàn và 10 dòng keo tai tượng ở Phú Thọ và Tuyên Quang. Các dòng này được chọn lọc theo tiêu chuẩn chọn cây trội của Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy, sau đó được dẫn dòng mang về trồng (bảo tồn ex-situ) tại khu bảo tồn của Viện. Trong tổng số 20 dòng, 10 dòng bạch đàn đã được thử nghiệm bảo tồn theo phương pháp in-vitro. Các dòng keo do khả năng bảo tồn in-vitro là rất thấp nên nhiệm vụ không đưa vào bảo tồn theo hình thức này. Bảng 02 dưới đây tập hợp các nguồn gen thu thập được trong năm 2008 (cụ thể xem phụ lục Lý lịch giống). 16 Tổng 90 Bảng 02. Các nguồn gen chọn lọc năm 2008 TT Loài cây Tên giống Tổng số 1 Bạch đàn PN1; PN2; PN3; PN4; PN5; H5; H6; 10 QY7; QY8; QY9; QY10 2 Keo tai tượng VT1; VT2; VT3; VT4; VT5; UY6; 10 UY7; VU8; VU9; VU10 2.2.2. Đánh giá nguồn gen 2.2.2.1. Khả năng nhân giống In vitro Trong nuôi cấy mô tế bào, tạo chồi là một bước khó bởi mẫu nuôi cấy đã tách rời hoàn toàn khỏi cơ thể mẹ. Khả năng tạo chồi một mặt phụ thuộc vào bản thân mẫu nuôi cấy, mặt khác phụ thuộc rất nhiều vào môi trường nuôi cấy. Để cho mẫu nuôi cấy có thể tiếp tục sống và phát triển, phân hoá các tế bào thành chồi non, hình thành rễ tạo cây con hoàn chỉnh thì ngoài các chất dinh dưỡng, khoáng, vitamin...cần bổ sung các chất điều hoà sinh trưởng vào môi trường nuôi cấy. Với tổ hợp hormon thích hợp sẽ làm cho các hoạt động sinh lý bên trong của mô nuôi cấy phát triển theo chiều hướng gia tăng có lợi và dẫn đến kích thích các chồi ngủ tiềm ẩn ở các đỉnh sinh trưởng phát triển và phân hoá thành chồi mới. Nhân chồi và tạo ra được nhiều chồi hữu hiệu là giai đoạn quan trọng quyết định đến sự thành công của quá trình nuôi cấy in vitro. Số lượng chồi (hệ số nhân chồi) càng nhiều thì khả năng nhân giống càng lớn và ngược lại. Vì vậy chúng tôi tiến hành đánh giá khả năng nhân giống của các nguồn gen đưa vào lưu giữ với hai chỉ tiêu quan trọng nhất là hệ số nhân chồi và tỷ lệ chồi hữu hiệu. Bảng 03 dưới đây trình bày khả năng nhân giống in-vitro của 3 loài bạch đàn, keo và thông. 17 Bảng 03. Khả năng nhân giống In-vitro của bạch đàn, keo và thông TT Loài cây 1 Bạch đàn 2 Keo 3 Thông Hệ số nhân chồi Tỷ lệ chồi hữu hiệu% 3.5 0.85 1.7 0.55 1.5 0.75 Cho đến năm 2008 nhiệm vụ đã đưa được 30 giống bạch đàn vào bảo tồn in-vitro (năm 2008 là 10 giống). Dưới đây là kết quả bảo tồn 10 giống trong năm 2008. 2.2.2.2 Nuôi cấy trở lại điều kiện bình thường sau thời gian lưu giữ đến năm 2007 Tiến hành cấy chuyển toàn bộ bình giống gốc sau thời gian lưu giữ vào môi trường nuôi cấy và điều kiện nuôi cấy của dây truyền nuôi cấy mô tế bào. Kết quả cho thấy mẫu nuôi cấy sinh trưởng bình thường và không ảnh hưởng gì đến hình thái, hệ số nhân chồi cũng như tỷ lệ ra rễ của mẫu nuôi cấy. Điều này khẳng định việc bảo tồn và lưu giữ theo phương pháp trên là rất an toàn và khoa học. 2.2.2.3 Đánh giá đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây In-vitro Trong 02 loài đưa vào bảo tồn và lưu giữ, hiện tại chỉ có bạch đàn là có khả năng lớn nhất để khai thác và phát triển nguồn gen cho sản xuất bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào. Vì vậy chúng tôi tiến hành đánh giá sức sống của cây in -vitro cho riêng loài bạch đàn. Trong 10 dòng bạch đàn đem bảo tồn theo hình thức này thì chỉ có 04 dòng tồn tại (các dòng khác do môi trường và điều kiện nuôi cấy chưa phù hợp nên bị chết hết). Bảng 04 dưới đây trình bày kết quả đối với 04 dòng còn lại. 18 Bảng 04. Đánh giá đặc điểm sinh trưởng và phát triển các dòng bạch đàn bảo tồn invitro Tỷ lệ sống % Đường kính gốc (mm) Chiều cao (cm) Trọng lượng tươi (gam) Trọng lượng khô (gam) Số lượng rễ Trọng lượng rễ khô (gam) Khả năng kháng bệnh PN1 75 PN3 71 H5 55 H6 52 2.1 2.8 2.5 2.6 27.0 28.0 2.7 25.5 9.5 10.8 10.2 9.8 1.3 1.5 1.6 1.1 11.2 11.8 11.0 11.7 0.35 0.43 0.22 0.35 Trung bình Trung bình Kém Trung bình Bảng 04 cho thấy bốn dòng còn lại trong bảo tồn in-vitro cũng đạt tỷ lệ sống thấp sau thời gian thích nghi với điều kiện sống từ trong ống nghiệm ra ngoài tự nhiên, cao nhất cũng chỉ đạt 75% (dòng PN1). Chiều cao và đường kính gốc của các dòng cũng thấp, sự chênh lệch về chiều cao giữa các dòng là không cao. Trọng lượng tươi và khô, số lượng rễ và trọng lượng rễ khô khác nhau giữa các dòng nhưng chênh lệch không lớn. 2.2.3 Đánh giá đặc điểm sinh trưởng và phát triển các nguồn gen tại các thí nghiệm bảo tồn ngoài hiện trường 2.2.3.1 Thí nghiệm bảo tồn nguồn gen 15 dòng vô tính bạch đàn tại Tiên Kiên ở thời điểm 40 tháng tuổi (1) Tổng hợp các chỉ tiêu thống kê của 15 dòng Các chỉ tiêu thống kê trung bình của 15 dòng ở thời điểm 40 tháng tuổi được tập hợp ở bảng 05 và 06 dưới đây: 19
- Xem thêm -