Tài liệu Luận văn nghiên cứu hoàn thiện quy trình nhân giống hoa cát tường (eustoma grandiflorum) bằng kỹ thuật nuôi cấy mô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 PHÙNG THANH NGA NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH NHÂN NHANH GIỐNG HOA CÁT TƢỜNG (Eustoma grandiflorum) BẰNG KỸ THUẬT NUÔI CẤY MÔ LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC HÀ NỘI, 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 PHÙNG THANH NGA NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH NHÂN NHANH GIỐNG HOA CÁT TƢỜNG (Eustoma grandiflorum) BẰNG KỸ THUẬT NUÔI CẤY MÔ Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8 42 01 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. La Việt Hồng HÀ NỘI, 2018 LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến TS. La Việt Hồng đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn ban Lãnh đạo trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2, Ban chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN trƣờng học Sƣ phạm Hà Nội 2, đã tạo mọi điều kiện cho tôi học tập và hoàn thành này. Trong thời gian thực hiện đề tài tôi cũng nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của cô Mai Thị Hồng - Phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến để tôi hoàn thành khóa luận này, nhân đây tôi cũng xin chân thành cảm ơn. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi học tập cũng nhƣ hoàn thành luận văn. Mặc dù đã hết sức cố gắng nhƣng do điều kiện thời gian và trình độ chuyên môn còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận đƣợc sự góp ý của thầy cô để của tôi có thể hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, Ngày 15 tháng 11 năm 2018 Học viên Phùng Thanh Nga LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình nhân giống hoa Cát tƣờng (Eustoma grandiflorum) bằng kỹ thuật nuôi cấy mô” là kết quả nghiên cứu của riêng tôi do TS. La Việt Hồng hƣớng dẫn. Các số liệu, kết quả trong nghiên cứu này là trung thực và chƣa đƣợc ai công bố. Hà Nội, Ngày 15 tháng 11 năm 2018 Học viên Phùng Thanh Nga MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ......................................................................................... 1 2. Mục đích và nội dung nghiên cứu .............................................................. 1 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................... 2 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 3 1.1. Giới thiệu chung về cây hoa Cát tƣờng .................................................. 3 1.1.1. Nguồn gốc của cây hoa Cát tường ................................................... 3 1.1.2. Phân loại ........................................................................................... 3 1.1.3. Đặc điểm thực vật ............................................................................. 5 1.1.4. Yêu cầu ngoại cảnh cây hoa Cát tường ............................................ 6 1.1.5. Đặc điểm sinh trưởng của cây hoa Cát tường.................................. 7 1.1.6. Giá trị kinh tế và giá trị sử dụng ...................................................... 8 1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ hoa Cát tƣờng trên thế giới và Việt Nam ... 9 1.2.1. Tình hình sản xuất hoa Cát tường trên thế giới ............................... 9 1.2.2. Tình hình sản xuất hoa Cát tường ở Việt Nam ............................... 10 1.3. Tình hình nghiên cứu hoa Cát tƣờng trên thế giới và Việt Nam .......... 11 1.3.1. Nghiên cứu hoa Cát tường trên thế giới ......................................... 11 1.3.2. Nghiên cứu hoa Cát tường ở Việt Nam ........................................... 14 Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 17 2.1. Đối tƣợng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................... 17 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu ...................................................................... 17 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu ....................................................................... 17 2.1.3. Thời gian nghiên cứu ...................................................................... 17 2.1.4. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm........................................................ 17 2.1.5. Thiết bị thí nghiệm .......................................................................... 17 2.1.6. Môi trường nuôi cấy ....................................................................... 17 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................... 18 Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 21 3.1. Tạo vật liệu khởi đầu ............................................................................ 21 3.2. Tái sinh và nhân nhanh chồi in vitro..................................................... 22 3.2.1. Tái sinh và nhân nhanh chồi in vitro cây hoa Cát tường trắng viền tím từ đốt thân ................................................................................... 22 3.2.2. Tái sinh và nhân nhanh chồi in vitro cây hoa Cát tường trắng viền tím từ mảnh lá ................................................................................... 29 3.3. Ảnh hƣởng của ánh sáng kết hợp với nƣớc dừa đến quá trình sinh trƣởng của cây Cát tƣờng in vitro ................................................................ 31 3.4. Ra rễ -Tạo cây in vitro hoa Cát tƣờng trắng viền tím hoàn chỉnh ........ 36 3.5. Rèn luyện cây hoa Cát tƣờng in vitro thích nghi với điều kiện tự nhiên .. 39 3.6. Quy trình nhân nhanh giống hoa Cát tƣờng trắng viền tím .................. 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 47 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BAP 6-Benzyl amino purin NAA Napthalene acetic acid Kinetin (K) 6-furfurryl-aminopurin: C10H9H5O Agar Thạch NXB Nhà xuất bản MS Murashige và Skoog, 1962 ĐC Đối chứng STTV Sinh trƣởng thực vật ND Nƣớc dừa DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Các công thức thí nghiệm tạo vật liệu khởi đầu ............................. 18 Bảng 3.1. Kết quả tạo vật liệu khởi đầu in vitro từ đốt thân của cây hoa Cát tƣờng trắng viền tím ................................................................. 21 Bảng 3.2. Kết quả tái sinh và nhân nhanh chồi in vitro từ đốt thân (thời gian nuôi cấy: 5 tuần) ...................................................................... 23 Bảng 3.3. Kết quả tái sinh và nhân nhanh chồi in vitro từ lá (thời gian nuôi cấy: 5 tuần) ...................................................................................... 29 Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của ánh sáng đến quá trình sinh trƣởng của cây Cát tƣờng in vitro (thời gian nuôi cấy: 5 tuần) ..................................... 32 Bảng 3.5. Kết quả ra rễ tạo cây hoa Cát tƣờng in vitro hoàn chỉnh (thời gian nuôi cấy: 2 tuần) ..................................................................... 37 Bảng 3.6. Ảnh hƣởng của giá thể đến tỷ lệ cây sống của cây hoa Cát tƣờng trắng viền tím nuôi cấy mô ............................................................ 39 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 3.1. Kết quả tạo vật liệu khởi đầu từ đốt thân của cây hoa Cát tƣờng trắng viền tím .................................................................................. 22 Hình 3.2. Ảnh hƣởng của BAP đến sự tái sinh và nhân nhanh chồi từ đốt thân của cây hoa Cát tƣờng trắng viền tím ..................................... 24 Hình 3.3. Ảnh hƣởng của kinetin đến sự tái sinh và nhân nhanh chồi in vitro từ đốt thân của cây hoa Cát tƣờng trắng viền tím .................. 26 Hình 3.4. Ảnh hƣởng của nƣớc dừa đến sự tái sinh và nhân nhanh chồi in vitro từ đốt thân của cây hoa Cát tƣờng trắng viền tím .................. 28 Hình 3.5: Ảnh hƣởng của BAP đến sự tái sinh chồi từ mẫu lá ....................... 30 Hình 3.6. Ảnh hƣởng của nƣớc dừa dƣới nguồn chiếu sáng huỳnh quang .... 33 Hình 3.7. Ảnh hƣởng cây hoa Cát tƣờng trắng viền tím dƣới nguồn chiếu sáng LED đỏ ................................................................................... 34 Hình 3.8. Ảnh hƣởng cây hoa Cát tƣờng trắng viền tím dƣới nguồn chiếu sáng LED xanh ................................................................................ 36 Hình 3.9. Ảnh hƣởng của NAA đến sự kích thích ra rễ của chồi hoaCát tƣờng trắng viền tím ........................................................................ 38 Hình 3.10. Cây hoa Cát tƣờng trắng viền tím rèn luyện ngoài môi trƣờng sau 5 tuần rèn luyện ........................................................................ 40 Hình 3.11. Cây hoa Cát tƣờng trắng viền tím phát triển tốt ngoài môi trƣờng không có có sự phát triển chồi mới. .................................... 41 Hình 3.12. Cây hoa Cát tƣờng thích nghi và phát triển tốt ngoài môi trƣờng 41 Hình 3.13. Cây hoa Cát tƣờng trắng viền tím bị sâu ăn lá .............................. 42 Hình 3.14. Hoa Cát tƣờng thời điểm bắt đầu ra nụ ......................................... 43 Hình 3.15. Hoa Cát tƣờng trắng viền tím nở hoa sau thời gian trồng ............ 44 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Cây hoa Cát tƣờng (Eustoma grandiflorum (Raf.) Shinn), có nguồn gốc từ Nam Mĩ, Mexico, Caribê, Cát tƣờng có nhiều chủng loại và màu sắc hoa rất đa dạng nhƣ: xanh, kem, tím, vàng, hồng phai, tím đậm, trắng viền tím...Ở Việt Nam hoa Cát tƣờng đƣợc coi là loài hoa mới lạ, vì nó không rực rỡ nhƣ hoa cúc, lộng lẫy nhƣ hoa hồng thu hút khách bởi vẻ đẹp đơn sơ và với quan niệm Cát tƣờng là loài hoa mang lại nhiều may mắn, nên nhu cầu sử dụng hoa Cát tƣờng của thị trƣờng ngày một lớn và loài hoa có giá trị xuất khẩu cao [23]. Trƣớc đây hoa Cát tƣờng chủ yếu nhân giống bằng gieo hạt. Ƣu điểm của phƣơng pháp này hệ số nhân giống cao chủ động về giống, nhƣng dễ thất thoát, tỷ lệ nảy mầm thấp, cây sinh trƣởng phát triển chậm, cây nảy mầm từ hạt cho thấy mức độ biến dị cao. Các phƣơng pháp nhân giống hoa Cát tƣờng bằng kỹ thuật nuôi cấy mô đã đƣợc thực hiện. Bằng kỹ thuật này cho phép từ một lƣợng nhỏ ban đầu có thể nhân nhanh cung cấp một lƣợng lớn, đồng nhất, sạch bệnh, duy trì đƣợc đặc tính cây mẹ ban đầu. Trên đối tƣợng cây hoa Cát tƣờng, cây đƣợc tái sinh từ nhiều loại mẫu khác nhau nhƣ thân, lá, đỉnh sinh trƣởng, rễ...[18], [19], [27]. Sự thành công của kỹ thuật nhân giống in vitro (vi nhân giống) phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ kiểu gen, điều kiện nuôi cấy và nguồn vào mẫu. Xuất phát từ lí do trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu Hoàn thiện quy trình nhân nhanh giống hoa Cát tƣờng (Eustoma grandiflorum) bằng kỹ thuật nuôi cấy mô”. 2. Mục đích và nội dung nghiên cứu 2.1. Mục đích Hoàn thiện quy trình nhân nhanh giống hoa Cát tƣờng giống trắng viền tím bằng kỹ thuật nuôi cấy mô. 2 2.2. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu vật liệu khởi đầu nuôi cấy từ đốt thân - Nghiên cứu tái sinh và nhân nhanh chồi Cát tƣờng in vitro - Nghiên cứu ảnh hƣởng của ánh sáng kết hợp với nƣớc dừa đến sinh trƣởng của cây hoa Cát tƣờng in vitro - Nghiên cứu ra rễ - tạo cây in vitro hoàn chỉnh - Nghiên cứu huốn luyện cây in vitro thích nghi với điều kiện tự nhiên 2.3. Địa điểm và phạm vi nghiên cứu Đề tài đƣợc thực hiện trong phạm vi phòng thí nghiệm Sinh lí thực vật và vƣờn thực nghiệm sinh học, khoa Sinh - KTNN Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học Góp phần bổ sung nguồn các kết quả khoa học về quá trình nhân giống cây hoa Cát tƣờng giống trắng viền tím bằng kỹ thuật nuôi cấy mô. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả đề tài là cơ sở cho các nghiên cứu ứng dụng, sản xuất thử nghiệm của cây hoa Cát tƣờng giống trắng viền tím bằng kỹ thuật nuôi cấy mô. Góp phần cung cấp cho ngành sản xuất hoa Việt Nam cây giống sạch bệnh, chất lƣợng đồng đều. 3 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu chung về cây hoa Cát tƣờng 1.1.1. Nguồn gốc của cây hoa Cát tường Cây hoa Cát tƣờng có nguồn gốc ở khu vực có khí hậu ấm áp vùng Nam Mỹ, Mexico, Caribê. Loài hoa này đƣợc tìm thấy ở các đồng cỏ của tiểu bang phía Bắc Mexico, Texas, Oklahoma, Kansas, Colorado, Wyoming và Nam Dakota [5]. Những nƣớc tiên phong trong việc gây giống này là Nhật Bản (Deng và Harbaugh, 2006). Từ cây hoang dại có hoa màu xanh tím, qua quá trình lai tạo, chọn lọc giống hiên nay đã có nhiều giống thƣơng mại có màu sắc khác nhau.Từnăm 1998, cây hoa Cát tƣờng đã đƣợc nhập vào Đà Lạt để trồng và sản xuất hoa thƣơng phẩm, với diện tích đất trồng chƣa nhiều (khoảng 10 ha), đến 2005 diện tích trồng hoa Cát tƣờng tăng lên khoảng 20 ha. Theo số liệu của UBND thành phố Đà Lạt, diện tích trồng hoa của thành phố năm 2010 là trên 3.500ha, trong đó diện tích trồng hoa Cát tƣờng là khoảng 100ha chiếm 2,86 . Nghề trồng hoa nói chung và hoa Cát tƣờng nói riêng tại đây đã mang lại những thành công đáng kể cho các hộ, tuy nhiên trong các năm qua đã phát sinh những vấn đề bất cập trong canh tác, ảnh hƣởng đáng kể đến thu nhập của ngƣời trồng hoa. Do đó việc nghiên cứu nhận dạng các nhân tố tác động lên thu nhập của các hộ trồng cát tƣờng có ý nghĩa quan trọng trong việc ban hành những chính sách góp phần thúc đẩy sự phát triển nghề trồng hoa cát tƣờng ngày càng phát triển bền vững hơn [33]. 1.1.2. Phân loại Trong hệ thống phân loại thƣc vật cây hoa Cát tƣờng đƣợc xếp vào: Giới (Regnum): Plantae. Ngành (Divisio): Magnoliophyta. Lớp (Class): Magnoliopsida. Bộ (Ordo): Gentianales. 4 Họ (Familia): Gentianaceae. Chi (Genus): Eustoma Salisb (1806) [1]. Tên khoa học: Eustoma grandiflorum (Raf) Shinn. Cây hoa Cát tƣờng cao từ 15 - 120 cm tùy thuộc vào giống, cây rễ cọc thân thảo, lá đơn mọc đối, không có lá kèm, có hình ô van hay hình bầu dục, có hệ gân lá song song và có màu xanh, cặp lá mọc đối diện nhau. Hoa đối xứng lƣỡng tính, có dạng hoa đơn và hoa kép và đƣợc chia thành nhóm hoa có nhiều màu sắc, hoa lớn giống nhƣ hoa hồng mọc thẳng đứng từ thân cây. Cát tƣờng nở hoa từ mùa hè đến xuân, hoa rất bền đƣợc 2 - 3 tuần và đặc biệt hạt hoa có kích thƣớc rất nhỏ với nội nhũ nhiều dầu, phôi mầm lớn khi hạt chín có màu đen nhánh. Theo màu sắc của hoa cây hoa Cát tƣờng ra thành 2 loại: giống hoa kép và giống hoa đơn [25]. + Giống hoa kép: Nhóm Alivia: nhóm này thích hợp ở điều kiện ánh sáng yếu và nhiệt độ mát, thƣờng trồng vào vụ đông, màu sắc phổ biến trắng ngà, viền xanh, hồng cánh sen, đỏ tía. Nhóm Balboa: nhóm này thích hợp với nhiệt độ và cƣờng độ ánh sáng cao hơn, thích hợp trồng vụ xuân đến hè. Nhóm Catanila: thích hợp điều kiện ngày dài và thời tiết ấm áp, thƣờng màu xanh tía và màu vàng. Nhóm Candy: thích hợp cƣờng độ ánh sáng trung bình và quang chu kì ngày ngắn hoa nở đồng loạt. Nhóm Echo: phổ biến trong giống hoa Cát tƣờng, không thích hợp với cƣờng độ ánh sáng quá cao hoặc quá thấp, thích hợp vụ đông xuân, phổ biến trong giống nhƣ: xanh bóng, xanh tía, hồng, hồng tía, trắng tuyền. Nhóm Mariachi: thích hợp trồng trong chậu, đặc điểm của giống này có số cánh hoa nhiều,c ánh hoa mỏng hơn các giống khác nên nhìn rất đẹp, các màu phổ biến là trắng, hồng, hồng nhạt, xanh. 5 + Giống hoa đơn: Nhóm Flamenco: thích hợp cƣờng độ ánh sáng cao và quang chu kì ngày dài, các màu nhƣ: xanh bóng, hồng, vàng, trắng. Nhóm Heidi: thích hợp với cƣờng độ ánh sáng trung bình và quang chu kì ngày ngắn,có nhiều màu để chọn. Nhóm Laguana: là nhóm thích hợp với cƣờng độ ánh sáng cao và quang chu kì ngày dài có hai màu: xanh đậm và xanh tía. Nhóm Malibu: thích hợp với cƣờng độ ánh sáng trung bình và trong mùa xuân và mùa thu có nhiều màu: hoa cà, xanh đậm, trắng, hồng, trắng viền xanh. Nhóm Yodel: thân hoa dài khoảng 45 - 50cm, có nhiều màu là xanh đậm, xanh, hoa cà, hồng phấn, hồng, trắng. 1.1.3. Đặc điểm thực vật Theo N. O. Anderson (2007) [25], cây hoa Cát tƣờng có những đặc điểm thực vật sau: Rễ: thuộc loại rễ cọc, có nguồn gốc từ mầm rễ của hạt, rễ phát triển theo chiều sâu, ít phát triển theo chiều ngang. Do vậy, cây có khả năng chịu hạn cao, rễ cây Cát tƣờng rất nhậy cảm với tác động bên ngoài. Ở giai đoạn bên ngoài cây có 4 - 6 lá thật thì rễ có khả năng tái sinh mạnh, khi từ lá thứ 8 trở đi thì khả năng của rễ giảm dần. Do vậy từ khi cây có lá thứ 8 cho đến khi cây ra hoa không tác động đến bộ rễ làm ảnh hƣởng tới quá trình sinh trƣởng của cây. Thân: thân thảo, cao 15 - 120cm, tùy giống chia thành nhiều đốt, có khả năng phân nhánh mạnh, giòn, dễ gãy. Cây càng lớn thân càng cứng, bên ngoài thân đƣợc phủ một lớp sáp trắng mỏng. Các đốt sát gốc thƣờng to và trắng hơn các đốt trên ngọn, độ dài các đốt thay đổi theo từng giống. Thân chính có khả năng phân nhánh mạnh sau khi cây hình thành nụ hay ƣu thế ngọc hoặc sâu cắt ngọn. 6 Lá: hơi mọng nƣớc, lá mọc đối, hầu nhƣ không có cuống, không có lá kèm, có hình ô van hay hình bầu dục dài tùy từng giống, đầu lá nhọn, lá không có cuống mà ôm sát lấy thân, mép lá không có răng cƣa, phiến lá có thể to hay nhỏ tùy thuộc vào đặc điểm từng giống. Từ mỗi nách thƣờng phát sinh một mầm nhánh, lá Cát tƣờng có màu xanh biếc, mảnh dẻ, mọng nƣớc, bề mặt lá có phủ một lớp sáp mỏng, trên lá có từ 3 - 5 gân, gân lá, song song, trong đó gân giữa ăn sâu và rõ hơn cả. Hoa: dạng đối xứng, lƣỡng tính, tự thụ, có dạng hoa đơn và hoa kép với nhiều màu sắc, đài hoa, cánh hoa liền nhau. Các nhị hoa trên tràng nằm sole với các thùy tràng hoa. Đáy nhụy hoa có một đĩa mật, các hoađính noãn vách bên, cụm hoa hình xim, tràng hoa có nhiều màu sắc khác nhau, có loại cánh đơn và loại cánh kép tùy từng giống. Quả: cây Cát tƣờng có khả năng đậu quả cao, dạng quả nang tự nở, khi quả còn non có màu xanh đậm, khi chín có màu xanh xám vỏ quả nứt ra. Quả hoa Cát tƣờng thuộc dạng quả nẻ, hình tròn, hình tròn mỗi quả có vài trăm hạt. Hạt: có kích thƣớc rất nhỏ, có nội nhũ dầu nhiều, phôi mầm lớn, khi chín hạt có màu đen nhánh, nảy mầm kém. 1.1.4. Yêu cầu ngoại cảnh cây hoa Cát tường Nhiệt độ: cây sinh trƣởng phát triển tốt ở nhiệt độ ban ngày từ 18 20°C, nhiệt độ ban đêm từ 15 - 18°C. Hầu hết Cát tƣờng cho ra hoa vào khoảng nhiệt độ từ 15 - 28°C. Nhiệt độ thấp hơn 15°C làm trì trệ quá trình phát triển của cây [16]. Vào ban ngày khi nhiệt độ cao hơn 28°C sẽ làm cho hoa nở sớm, rút ngắn thời gian sinh trƣởng của hoa và cho hoa kém chất lƣợng [36]. Tùy theo từng chủng loại giống mà có yêu cầu về nhiệt độ và quang chu kì khác nhau 7 Ánh sáng: cƣờng độ ánh sáng thích hợp cho cây hoa Cát tƣờng sinh trƣởng và phát triển là từ 70.000 - 80.000lux. Do vậy về mùa xuân hay mùa hè có cƣờng độ ánh sáng cao thƣờng phải che lƣới đen cho hoa. Cây hoa Cát tƣờng thƣờng thích hợp vào thời vụ dài ngày có số giờ chiều sáng trong ngày tối ƣu là từ 14 - 16 giờ trong ngày thì cho chất lƣợng hoa cao nhất, nếu muốn tăng năng suất và hiệu quả cao ta nên tuân thủ những điều kiện trên. Độ ẩm: ngoài ánh sáng độ ẩm có vai trò quan trọng rất cần thiết cho sự sinh trƣởng của hoa Cát tƣờng, tuy nhiên độ ẩm quá cao và duy trì trong thời gian dài thì cây dễ bị nhiễm một số loại bệnh nguy hiểm có trong đất nhƣ bệnh lở cổ rễ (Rhizoctonia solani), bệnh đốm lá, bệnh héo lá vàng (Fusariumsolani), bệnh thối đen rễ (Pythium spp). Độ ẩm khoảng 70 đƣợc xem là lí tƣởng nhƣng sau khi nụ đầu tiên đƣợc hình thành thì việc giảm độ ẩm xuốn dƣới 70% sẽ làm gia tăng chất lƣợng của hoa, độ pH thích hợp trong khoảng 6,0 - 6,8. Đất: cây Cát tƣờng cây sinh trƣởng và phát triển tốt trên những đất có hàm lƣợng dinh dƣỡng cao, nhiều mùn và rễ thoát nƣớc, đặc biệt các loại đất có chứa nhiều canxi. Dinh dƣỡng: Cát tƣờng yêu cầu dinh dƣỡng cao ở các giai đoạn vƣờn ƣơm và giai đoạn sau trồng. Do vây trong quá trình cây sinh trƣởng cần bón phân hữu cơ ủ hoại và bón cân đối giữa các loại phân vô cơ nhƣ: đạm, lân, kali, cho năng suất cao và chất lƣợng tốt, để đạt chất lƣợng tốt nên bón theo tỷ lệ N: K 1: 1,5 cho chất lƣợng hoa cao và thời gian thu hoạch dài [26]. 1.1.5. Đặc điểm sinh trưởng của cây hoa Cát tường So với các loại cây trồng khác thì cây hoa Cát tƣờng đƣợc xem là khó trồng hơn, bởi cây hoa Cát tƣờng có thời kỳ cây con kéo dài (10 - 12 tuần) nên dễ bị sâu bệnh hại trong thời kỳ vƣờn ƣơm. Cây hoa Cát tƣờng đƣợc biết đến là cây hàng năm hoặc cây 2 năm tùy thuộc chủ yếu vào nhiệt độ trồng. 8 Thời gian từ khi gieo hạt tới khi cho hoa kéo dài từ 20 - 23 tuần. Quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây hoa Cát Tƣờng gồm 5 giai đoạn Giai đoạn 1 (1 - 14 ngày):hạt giống đƣợc ngâm ủ trong 48 tiếng rồi gieo vào các khay có độ ẩm thích hợp. Trong suốt quá trình nảy mầm của hạt cần tƣới nƣớc để duy trì độ ẩm, nhiệt độ 21°C, ánh sáng 1.000 - 3.000 lux. Giai đoạn 2 (15 - 21 ngày): khi cây con xuất hiện, cần hạ nhiệt độ xuống 15 - 20°C và cung cấp dinh dƣỡng cho cây, khoảng 100 - 150 ppm N thông qua bón phân canxi nitrat, chú ý không để nhiệt độ ban đêm quá 22°C sẽ kìm hãm sự phát triển của cây. Giai đoạn 3 (22 - 56 ngày): giai đoạn này cây con tăng trƣởng chậm. Nếu nhiệt độ, ẩm độ quá cao vào ban đêm và cƣờng độ ánh sáng yếu thì ảnh hƣởng đến tốc độ tăng trƣởng của cây hoa và phát sinh một số bệnh hại. Bón thêm canxi và 150 ppm N sẽ giúp cây con trở nên cứng cáp và phát triển khỏe. Giai đoạn 4 (57 - 80 ngày): Khi cây con có 2 cặp lá (4 lá thật) thì chuyển ra ngoài ruộng sản xuất. Nếu để cây giống trong khay quá lâu thì rễ cây sẽ bị xoắn, việc chuyển ra ruộng sản xuất sẽ gặp nhiều khó khăn, cây ra hoa sớm khi thân cây còn ngắn, năng suất và chất lƣợng hoa đều giảm. Giai đoạn 5 (81 - 150 ngày): đây là giai đoạn sản xuất hoa cắt cành, giai đoạn này cần tạo điều kiện thích hợp để cây sinh trƣởng phát triển tốt nhất thì cây mới cho năng suất và chất lƣợng hoa cao [38]. 1.1.6. Giá trị kinh tế và giá trị sử dụng Không chỉ hấp dẫn ngƣời tiêu dùng bởi màu sắc rực rỡ, phong phú, hình dáng hoa đa dạng, hoa Cát tƣờng còn có thân cứng, có độ bền hoa lâu, hoa có thể trồng ở trong và ngoài nhà lƣới nên hoa Cát tƣờng đƣợc sử dụng dƣới nhiều hình thức khác nhau nhƣ dùng để cắm lọ, trồng chậu, trồng bồn, bó làm hoa cƣới... Bên cạnh việc phục vụ nhu cầu giải trí thƣởng thức… hoa Cát tƣờng còn mang lại nguồn lợi kinh tế khá cao. Thực tế ở Đà Lạt, từ 800 m 9 trồnghoa Cát tƣờng, trừ chi phí còn thu về hơn 300 triệu đồng. Ông Trần Huy Đƣờng là chủ trang trại 7 ha hoa với 40 nhân công, hàng năm sản xuất cho thị trƣờng hơn 5 triệu cành hoa các loại với doanh thu hơn 15 tỷ đồng/năm, trong đó diện tích trồng hoa Cát tƣờng chỉ chiếm một nửa diện tích trồng hoa tại trang trại, nhƣng thu nhập từ hoa Cát tƣờng đạt 2/3 doanh thu hoa hàng năm của trang trại [38]. 1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ hoa Cát tƣờng trên thế giới và Việt Nam 1.2.1. Tình hình sản xuất hoa Cát tường trên thế giới Hoa Cát tƣờng là loại hoa cắt hàng đầu cùng với các loại hoa đã đƣợc thị trƣờng ƣa chuộng nhƣ hoa hồng, hoa cúc, hoa cẩm chƣớng... vì hoa Cát tƣờng đẹp, đa dạng về màu sắc và hình dáng. Bên cạnh đo hoa Cát tƣờng còn đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ cây trồng chậu hay trồng bồn. Hoa Cát tƣờng bắt đầu đƣợc sử dụng ở Nhật Bản từ năm 1933 và đến nay nó trở thành một loại hoa cắt cành số một với trên 129 triệu cành đƣợc bán năm 2001. Diện tích trồng hoa Cát tƣờng ngày càng tăng nhƣ Nhật Bản chỉ từ năm 1990 diện tích trồng Cát tƣờng khoảng 219 ha thì đến năm 2004 diện tích trồng đã tăng gấp đôi 446 ha. Theo nhƣ nhận định của các nhà trồng hoa trên thế giới trong tƣơng lai hoa Cát tƣờng vẫn là loại hoa đƣợc tiêu thụ nhiều nhất trong số các loài hoa cắt cành có trên thị trƣờng. Không ai có thể phủ nhận vẻ đẹp thanh tao, nhẹ nhàng mà quyến rũ của hoa Cát tƣờng, với Cát tƣờng đơn nó giống nhƣ hoa tuy lip, còn Cát tƣờng kép lại giống nhƣ những nụ hồng đang nở. Song điều đặc biệt ở hoa Cát tƣờng là sự đa dạng về màu sắc từ tím, trắng, hồng vàng đến những màu pha trộn trên cùng 1bông. Ở Châu Âu, hoa Cát tƣờng đƣợc xếp vào 1 trong 10 loại hoa cắt quan trọng với trên 122 triệu cành đƣợc bán vào năm 2001 Mỹ, hoa Cát tƣờng ngày càng phổ biến không chỉ nhƣ một loại hoa cắt (trên 14 triệu cành đƣợc bán vào năm 2002) mà còn là một loại hoa trồng bồn và trồng chậu rất đƣợc ƣa chuộng. Riêng ở 10 California năm 2001 doanh thu từ hoaCát tƣờng là 9,4 triệu USD, tăng gần 50% so với năm so với năm 2000, chƣa có một loại cây trồng mới nào từ một loại hoa hầu nhƣ không đƣợc biết đến trở thành một trong những loại hoa cắt hàng đầu trong một khoảng thời gian từ 20 - 30 năm nhƣ hoa Cát tƣờng (Zlesak, 2007) [32]. 1.2.2. Tình hình sản xuất hoa Cát tường ở Việt Nam Nƣớc ta có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, nhiều vùng miền có đất đai phì nhiêu, màu mỡ phù hợp với sự phát triển của hoa và cây cảnh, nhà nƣớc cũng rất quan tâm, đầu tƣ theo hƣớng công nghiệp hóa của ngành trồng hoa. Tuy nhiên thì diện tích trồng hoa cây cảnh còn quá thấp, tập trung chủ yếu ở vùng hoa truyền thống nhƣ: Đà Lạt, Thành Phố Hồ Chí Minh, Tây Tựu, Mê Linh Hà Nội. Hoa Cát tƣờng là loại hoa mới, màu sắc đẹp nên đƣợc thị trƣờng trong và ngoài nƣớc ƣa chuộng. Hoa Cát tƣờng đƣợc trồng ở những vùng này ở đây phù hợp với điều kiệnkhí hậu khả năng sinh trƣởng của cây, đây là những nơi chủ yếu cung cấp hoa cho cả nƣớc. Khả năng tiêu thụ hoa nhiều thì Hà Nội, Thành Phố Hồ Chí Minh là một trong thị trƣờng tiêu thụ hoa cắt cành nói chung và hoa Cát tƣờng nói riêng rất lớn, nhƣng thực tế diện tích trồng hoa Cát tƣờng còn rất khiêm tốn khoảng 0,2 ha (Số liệu thống kê của Viện Di truyền Nông nghiệp năm 2009) trong khi điều kiện khí hậu, đất đai Hà Nội chƣa hoàn toàn phù hợp cho sự sinh trƣởng, phát triển của Cát tƣờng. Ngƣời dân có khả năng đầu tƣ thâm canh để phát triển giống hoa mới này, đây là những điều kiện cơ bản quyết định sự thành công trong việc phát triển cây hoa Cát tƣờng tại Hà Nội. Nƣớc ta có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, nhiều vùng miền có đất đai phì nhiêu, màu mỡ phù hợp với sự phát triển của hoa và cây cảnh, nhà nƣớc cũng rất quan tâm, đầu tƣ theo hƣớng công nghiệp hóa của nghành trồng hoa. Tuy nhiên thì diện tích trồng hoa cây cảnh còn quá thấp, tập trung chủ yếu ở vùng 11 hoa truyền thống nhƣ trên. Hoa Cát tƣờng là loại hoa mới, màu sắc đẹp nên đƣợc thị trƣờng trong và ngoài nƣớc ƣa chuộng. Hiện nay, Nhật Bản là thị trƣờng tiêu thụ, xuất khẩu hoa cắt cành lớn nhất của Việt Nam, chiếm 90% tổng kim ngạch xuất khẩu của cả nƣớc [8]. Tại phía Bắc hai vùng trồng hoa Cát tƣờng đầu tiên là Tây Tựu, Mê Linh. Hầu hết là hộ dân mua cây giống từ Đà Lạt, tìm hiểu kỹ thuật trồng hoặc mua hạt giống bán trên thị trƣờng về tự gieo cấy. Nguồn cấp giống chƣa đủ cùng với khí hậu miền Bắc không đƣợc thuận lợi cho sự phát triển tốt nhất của hoa, bởi vậy chất lƣợng và sản lƣợng hoa còn chƣa cao, chỉ đáp ứng nhu cầu trong nƣớc, chƣa có khả năng xuất khẩu. Tuy nhiên, đánh giá sơ bộ kết quả sản xuất hoa Cát tƣờng trong vài vụ theo ngƣời dân cho thấy hiệu quả kinh tế bƣớc đầu đạt cao gấp 1,5 - 2 lần so với trồng hoa cúc, hoa hồng [32]. 1.3. Tình hình nghiên cứu hoa Cát tƣờng trên thế giới và Việt Nam 1.3.1. Nghiên cứu hoa Cát tường trên thế giới Các nghiên cứu về nuôi cấy mô cây hoa Cát tƣờng đƣợc các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu từ lâu và đã thu đƣợc nhiều thành công. Vật liệu nuôi cấy khởi đầu thƣờng đƣợc sử dụng từ hạt, lá, đỉnh chồi, đoạn thân. Năm 1987, L. Semeniuk và cs, là một trong những tác giả đầu tiên nghiên cứu nhân giống hoa Cát tƣờng in vitro thông qua nuôi cấy chồi nách, lá và huyền phù tế bào [21]. Các phƣơng pháp vi nhân giống hoa Cát tƣờng đã đƣợc phát triển và cây có thể đƣợc tái sinh từ thân, lá, đỉnh sinh trƣởng (H. Furukawa et al., 1990) [18]. H. Furukawa và cs (1988) đã nghiên cứu về sự tái sinh cây từ đoạn lá hoa Cát tƣờng. Nghiên cứu này đã chứng minh rằng môi trƣờng LS (Linsmaier, Skoog, 1965) bổ sung 1 mg/l BA là tối ƣu để chồi tái sinh từ các mảnh lá. Năm 1990, Furukawa và cs tiếp tục nghiên cứu tái sinh chồi từ rễ mà không bổ sung chất điều hòa sinh trƣởng thực vật. Sự tái sinh chồi tối ƣu là 5 chồi/đoạn rễ (Furukawa et al., 1990). H. Furukawa và cs (1993) tiếp tục