Tài liệu Hoàn thiện quy trình nhân giống cây hoa đồng tiền bằng kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH – KTNN --------------------------- TRẦN PHƯƠNG THẢO HOÀN THIỆN QUY TRÌNH NHÂN GIỐNG CÂY HOA ĐỒNG TIỀN BẰNG KĨ THUẬT NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO THỰC VẬT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật Hà Nội, 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH – KTNN --------------------------- TRẦN PHƯƠNG THẢO HOÀN THIỆN QUY TRÌNH NHÂN GIỐNG CÂY HOA ĐỒNG TIỀN BẰNG KĨ THUẬT NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO THỰC VẬT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật Người hướng dẫn khoa học PGS.TS. NGUYỄN VĂN ĐÍNH Hà Nội, 2016 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Văn Đính – Khoa Sinh KTNN Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin cảm ơn tới các Ban Giám hiệu trường ĐHSP Hà Nội 2, Ban Chủ nhiệm khoa Sinh – KTNN trường ĐHSP Hà Nội đã tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành khóa luận này. Trong thời gian thực hiện đề tài tôi cũng nhận được sự giúp đỡ tận tình của thầy TS. La Việt Hồng – Khoa Sinh KTNN, cô Mai Thị Hồng – Phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật, đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến để tôi hoàn thành đề tài khóa luận, nhân đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ Phòng thí nghiệm Sinh lí thực vật, Phòng thí nghiệm Thực vật- trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi về thiết bị, phương tiện để tôi có thể hoàn thành khóa luận này. Cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn động viên, góp ý cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành đề tài. Hà Nội, 28 tháng 04 năm 2016 Sinh viên TRẦN PHƯƠNG THẢO LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong khóa luận là trung thực và chưa được ai công bố. Hà Nội, 28 tháng 04 năm 2016 Sinh viên TRẦN PHƯƠNG THẢO MỤC LỤC MỞ ĐẦU...........................................................................................................1 1. Lý do chọn đề tài........................................................................................1 2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu.............................................................2 3. Ý Nghĩa khoa học và thực tiễn.................................................................. 2 NỘI DUNG.......................................................................................................3 Chương1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................ 3 1.1. Giới thiệu về cây hoa đồng tiền (Gerbera jamesoni Hook.f.1889).........3 1.1.1. Phân loại........................................................................................... 3 1.1.2. Đặc điểm thực vật học......................................................................4 1.1.3. Nguồn gốc, phân bố..........................................................................5 1.1.4. Giá trị sử dụng.................................................................................. 6 1.1.5. Kĩ thuật trồng và thu hoạch.............................................................. 6 1.1.6. Tình hình sản xuất hoa đồng tiền......................................................7 1.2. Kết quả nhân giống hoa đồng tiền bằng kĩ thuật nuôi cấy mô................9 1.2.1. Trên thế giới......................................................................................9 1.2.2. Ở Việt Nam.....................................................................................11 Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................13 2.1. Vật liệu nghiên cứu...............................................................................13 2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu.........................................................13 2.3. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm..............................................................13 2.3.1. dụng cụ............................................................................................13 2.3.2. Thiết bị............................................................................................13 2.4. Môi trường nuôi cấy............................................................................. 13 2.5. Điều kiện nuôi cấy................................................................................13 2.6. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 14 2.6.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm....................................................... 14 2.6.2. Phương pháp nghiên cứu................................................................ 14 2.6.3. Phương pháp xử lý số liệu.............................................................. 16 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................... 17 3.1. Giai đoạn nhân nhanh chồi in vitro cây hoa đồng tiền..........................17 3.1.1. Ảnh hưởng của Kinetin tới quá trình nhân nhanh chồi in vitro của cây hoa đồng tiền............................................................................... 17 3.1.2. Ảnh hưởng của BAP tới quá trình nhân nhanh chồi in vitro của cây hoa đồng tiền......................................................................................20 3.2. Giai đoạn ra rễ - tạo cây hoa đồng tiền in vitro hoàn chỉnh..................23 3.3. Rèn luyện cây hoa đồng tiền in vitro thích nghi với điều kiện tự nhiên.............................................................................................................24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................................26 PHỤ LỤC........................................................................................................27 TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................29 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT NAA: Napthlacetic acid BAP: 6 - Benzyl amino purin IBA: Indol butyric acid MS: Murashige và Skoog NXB: Nhà xuất bản 2,4 – D: 2,4 - Dichlorophenoxy acetic aicd Kinetin: 6-furfurylaminopurine DTZ: Thidiazuron CT: Công thức DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ Kinetin đến quá trình nhân nhanh chồi in vitro của cây hoa đồng tiền Bảng 2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của BAP 14 đến quá trình nhân nhanh chồi in vitro của cây hoa đồng tiền 15 Bảng 2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ α - NAA đến quá trình ra rễ của cây hoa đồng tiền in vitro 15 Bảng 2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của giá thể tới tỷ lệ sống của cây hoa đồng tiền in vitro 16 Bảng 3.1. Ảnh hưởng của Kinetin đến quá trình nhân nhanh chồi in vitro của cây hoa đồng tiền sau 30 ngày nuôi cấy 17 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của BAP đến sự phát sinh chồi in vitro của cây hoa đồng tiền sau 30 ngày nuôi cấy 20 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của α -NAA đến quá trình ra rễ tạo cây hoa đồng tiền in vitro hoàn chỉnh sau 30 ngày nuôi cấy23 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của giá thể tới tỷ lệ sống của cây hoa đồng tiền in vitro sau 30 ngày 25 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Cụm chồi in vitro hoa đồng tiền trong môi trường Kinetin sau 30 ngày nuôi cấy 19 Hình 3.2. Cụm chồi in vitro hoa đồng tiền trong môi trường BAP sau 30 ngày nuôi cấy 22 Hình 3.3. Rễ cây hoa đồng tiền in vitro sau 30 ngày nuôi cấy........................24 Hình 3.4. Cây hoa đồng tiền in vitro cho ra ngoài tự nhiên............................25 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hoa đồng tiền có tên khoa học là Gerbera Jamesoni Hook.f.1889 (còn gọi là hoa mặt trời hay hoa Phu Lăng) có nguồn gốc từ Nam Phi. Đến nay, hoa đồng tiền được trồng ở nhiều nước trên thế giới điển hình là: Hà Lan, Mỹ, Đức, Nhật, Trung Quốc…[1]. Với vẻ đẹp của nó, hoa đồng tiền đã được xếp vào là một trong mười loại hoa đẹp nhất trên thế giới (sau hoa Hồng, hoa Cúc, hoa Lan, hoa Cẩm Chướng, hoa Lay Ơn) [19]. Chúng thường được dùng làm bó hoa, lẵng hoa, cắm nghệ thuật hoặc được trồng vào chậu cây cảnh để trang trí. Trong sản xuất, cây hoa đồng tiền là loài hoa có giá trị kinh tế cao. Hoa đồng tiền có thể nhân giống bằng phương pháp hữu tính và phương pháp nhân giống vô tính. Nhưng hầu hết các giống trồng thương mại được sản xuất bằng nhân giống vô tính để duy trì tính đồng nhất và không lẫn tạp về mặt di truyền [20]. Trong các phương pháp nhân giống vô tính, nhân nhanh thông qua phân tách cụm chồi là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng trong nhiều thập kỉ qua. Ngoài ra, người ta còn sử dụng phương pháp cắt chồi đối với hoa đồng tiền [21]. Nhưng tất cả các phương pháp này đều tốn rất nhiều thời gian khi áp dụng vào sản xuất đại trà, cây dễ nhiễm bệnh, độ đồng đều thấp và mau thoái hoá giống. Vì vậy, chúng ta phải tìm ra một phương pháp có thể áp dụng được trên quy mô lớn, nhanh hơn, dễ thực hiện hơn và đạt hiệu quả kinh tế cao. Trong đó, kĩ thuật nuôi cấy mô đang được sử dụng thay thế cho các phương pháp nhân giống truyền thống. Phương pháp này cho phép tăng số lượng cây giống lên gấp hàng triệu lần mỗi năm [14] [6]. 1 Với các lý do trên chúng tôi chọn đề tài "Hoàn thiện quy trình nhân giống cây hoa đồng tiền bằng kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật" nhằm nhân nhanh một số lượng giống sạch bệnh, có chất lượng đưa vào sản xuất, đáp ứng nhu cầu thưởng thức hoa của con người. 2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu 2.1. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu hoàn thiện quy trình nhân giống cây hoa đồng tiền bằng kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật. 2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu Nhân nhanh chồi in vitro hoa đồng tiền. Ra rễ - tạo cây hoa đồng tiền in vitro hoàn chỉnh. Rèn luyện cây hoa đồng tiền in vitro thích nghi với điều kiện tự nhiên. 3. Ý Nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học Nhằm góp phần bổ sung vào nguồn tài liệu khoa học nghiên cứu kỹ thuật nuôi cấy mô cây hoa đồng tiền bằng công nghệ nuôi cấy in vitro. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Hoàn thiện quy trình nhân giống cây hoa đồng tiền bằng kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật, nhằm cung cấp nguồn giống sạch bệnh, chất lượng cao. 2 NỘI DUNG Chương1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu về cây hoa đồng tiền (Gerbera jamesoni Hook.f.1889) 1.1.1. Phân loại Cây hoa đồng tiền có tên khoa học là Gerbera jamesoni Hook.f.1889 có nguồn gốc từ Nam Phi. Theo hệ thống học thực vật mới nhất, cây hoa đồng tiền được phân loại như sau: Giới: Plantae Ngành: Ngọc Lan Lớp: Magnoliopsida Họ: Asteraceae Chi: Gerbera Tên Việt Nam: hoa Đồng tiền, hoa mặt trời Phu Lăng Chi đồng tiền (Gerbera) có khoảng 40 loài [10]. Các giống trồng hiện nay là con lai giữa G. viridifilia Schult Bip và G. jamesonii với các giống lai tự nhiên ở Nam Phi. Trong đó một số giống quan trọng của hoa đồng tiền là Cream Clementine, Maron Clementine, Delphi, Vesta, Uranus, Terraqueen, Dusty, Valentine, Diablo, Mariso and Pascal [13]. Năm 1889, hoa đồng tiền được Hook miêu tả lần đầu tiên trong tạp chí tư vấn Curtis dưới tên gọi là Cúc Transrace hay Cúc barbetan. Theo Hà Tiểu Đệ và cộng sự (2000), cây hoa đồng tiền là cây thân thảo, rễ chùm, cao 50 – 50 cm. Thân có lông, lá đứng, hình dạng lá thay đổi theo sự sinh trưởng từ dạng trứng đến trứng dài, lá dài từ 15 – 25 cm, rộng 5 – 8 cm hình xẻ thùy rộng và sâu, mặt dưới lá có lớp lông nhung [27]. 3 Hoa đồng tiền có dạng cụm, hoa đầu lớn, cụm hoa dạng đầu bề ngoài là một bông hoa trên thực tế là một tập hợp nhiều bông hoa nhỏ riêng biệt. Phía ngoài hoa hình lưỡi tương đối lớn mọc xếp thành một hoặc vài vòng. Do sự thay đổi hình thái và màu sắc nên tâm hoa rất được chú ý trong chọn tạo giống mới. Hoa đồng tiền nở theo thứ tự từ ngoài vào trong, hoa hình lưỡi nở trước, hoa hình tia nở sau theo từng vòng một. Hoa đồng tiền có khoảng 40 loài thuộc loại hoa lưu niên ra hoa quanh năm, độ bền hoa cắt cao, được coi là một loài hoa đẹp trong thế giới hoa. Dựa vào hình thái hoa, người ta chia thành 3 nhóm: Hoa kép, hoa đơn và hoa đơn nhị kép [1]. Nhóm 1 – Đồng tiền đơn: Hoa chỉ có một hoặc 2 tầng cánh, xếp xen kẽ nhau tạo thành vòng tròn. Hoa mỏng và yếu hơn hoa kép, màu sắc hoa ít hơn, điển hình là trắng, đỏ, tím, hồng. Nhóm 2 – Đồng tiền kép: Cánh hoa to gồm hơn 2 tầng, bông to, đường kính có thể đạt đến 12 – 15 cm, cánh hoa tụ lại thành bông nằm ở đầu trục chính, cuống dài 40 – 60 cm. Màu sắc đa dạng như trắng, đỏ, vàng, hồng, gạch cua. Nhóm 3 – Hoa đơn nhị kép: Bên ngoài cùng cánh đơn, bên trong cánh kép dày đặc, thường màu trắng trong lớp cánh kép màu cánh sen nhưng nhóm này không đẹp bằng hoa kép. Như vậy, trong ba nhóm hoa trên, đồng tiền kép là nhóm hoa có giá trị cao, được ưa chuộng hơn cả và cũng là đối tượng của nuôi cấy mô tế bào thực vật. 1.1.2. Đặc điểm thực vật học Cây hoa đồng tiền thuộc loại cây thân thảo họ Cúc. - Thân, lá: Thân ngầm, không phân cành mà chỉ đẻ nhánh, lá và hoa phát triển từ thân. Lá mọc chếch so với mặt đất một góc 15 - 45o, hình dáng lá 4 thay đổi theo giống và sự sinh trưởng của cây, từ hình trứng thuôn đến hình thuôn dài. Lá dài từ 15 - 25 cm, rộng 5 - 8 cm, có hình lông chim, xẻ thuỳ nông hoặc sâu, mặt lưng lá có lớp lông nhung. - Rễ: rễ đồng tiền thuộc dạng rễ chùm, phát triển khoẻ, rễ hình ống, ăn ngang và nổi phía trên mặt luống, rễ thường vươn dài tương ứng với diện tích lá toả ra. - Hoa: đồng tiền do hai loại hoa nhỏ hình lưỡi và hình ống tạo thành, là loại hoa tự đơn hình đầu. Hoa hình lưỡi tương đối lớn mọc ở phía ngoài xếp thành vòng hoặc vài vòng nhỏ, do sự thay đổi hình thái và màu sắc nên được gọi là mắt hoa hoặc tâm hoa, rất được chú trọng. Trong quá trình hoa nở, hoa hình lưỡi nở trước, hoa hình ống nở theo thứ tự ngoài vào theo từng vòng một. - Quả: quả đồng tiền thuộc dạng quả bế có lông, không có nội nhũ, hạt nhỏ, một gam hạt có khoảng 280 - 300 hạt [4]. 1.1.3. Nguồn gốc, phân bố Hoa đồng tiền có nguồn gốc ở nam Phi, năm 1697 Relomen phát hiện thấy ở vùng phía Nam Châu Phi (Delansia) và ông đã đưa về vườn thực vật nước Anh. Iwin Lych 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 dần hai nước này cũng trở thành trung tâm tạo giống cho đồng tiền thế giới. Hoa đồng tiền phân bố chủ yếu ở vùng ôn đới và miền núi. Ở Ấn Độ chúng phân bố tại dãy Himalaya từ Kashmir đến Nepal ở độ cao 1,300 – 3,200m [11]. Ngày nay, hoa đồng tiền được trồng ở rất nhiều quốc gia trên thế giới như: Hà Lan, Nhật Bản, Mĩ, Đức, Trung Quốc, Việt Nam,…[4]. 5 1.1.4. Giá trị sử dụng Hoa đồng tiền là loài hoa có sản lượng và giá trị kinh tế cao. Trong năm 2001, 70 triệu cành hoa đồng tiền được tiêu thụ tại Mĩ và thu về khoảng 220 triệu đôla [9]. Đồng tiền có hình dáng cân đối, hài hòa, hoa tươi lâu, giá trị thẩm mỹ cao, nên là loại hoa lý tưởng trong cắm hoa nghệ thuật cũng như trang trí khuôn viên, cắm trong nhà,... [4]. Trong giáo dục và nghiên cứu khoa học, đây cũng là một loài hoa điển hình, nó được dùng như một mô hình sinh học giúp nghiên cứu về sự hình thành của hoa. Trong y học, hoa đồng tiền cũng được coi là một bài thuốc quý. Trong Đông y Trung Quốc gọi là Nhật Quế hoa. Hoa đồng tiền có tác dụng thanh nhiệt, tiêu đờm, làm ngưng cơn ho, dùng chữa trị rắn cắn hay bị thương, sưng đau. Ngoài ra, trong cây hoa đồng tiền có chứa các dẫn xuất của coumarin (thành phần của thuốc chống đông máu) nguồn gốc tự nhiên. Trong một số nghiên cứu của NASA (cơ quan hàng không và vũ trụ Mỹ), Đồng tiền được chứng minh là có tác dụng trong việc làm sạch không khí. Theo kết quả báo cáo thì loài cây này có khả năng lọc các chất khí độc gây ô nhiễm như Trichloroethylene (thành phần có trong keo dán, chất tẩy sơn) và Benzene (thành phần có trong xăng dầu) rất hiệu quả. 1.1.5. Kĩ thuật trồng và thu hoạch Trồng đồng tiền chậu thích hợp nhất là ở vụ tháng 3 để thu hoạch vào dịp Tết Nguyên Đán, nên trồng đồng tiền trong nhà có mái che. Giá thể trồng đồng tiền chậu thích hợp nhất là hỗn hợp đất, xơ dừa và phân chuồng đã hoai mục, trước trồng giá thể phải được xử lý nấm bệnh. Cho giá thể vào chậu cách miệng chậu 3 - 5 cm. Đặt cây ở chính giữa và phải trồng nổi, cổ rễ cao bằng bề mặt giá thể. Sau trồng tưới đẫm nước.