ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
DƯƠNG THỊ THU HOÀI
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG NHÂN NHANH LAN HÀI
VIỆT NAM (Paphiopedilum vietnamense) ĐÃ BỊ TUYỆT
CHỦNG NGOÀI TỰ NHIÊN
LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
THÁI NGUYÊN - 2022
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
DƯƠNG THỊ THU HOÀI
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG NHÂN NHANH LAN HÀI
VIỆT NAM (Paphiopedilum vietnamese) ĐÃ BỊ TUYỆT
CHỦNG NGOÀI TỰ NHIÊN
Ngành: Công nghệ sinh học
Mã số ngành: 8420201
LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. BÙI TRI THỨC
2. TS. LÃ VĂN HIỀN
THÁI NGUYÊN - 2022
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng:
Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực
và chưa từng được sử dụng hoặc công bố trong bất kì công trình nào khác.
Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các
thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được ghi rõ nguồn gốc .
Tác giả luận văn
Dương Thị Thu Hoài
ii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong bộ môn Công
Nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm thuộc trường Đại Học Nông Lâm Thái
Nguyên đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn
thành luận văn tốt nghiệp.
Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Bùi Tri Thức và TS. Lã Văn
Hiền đã dành nhiều thời gian, tâm huyết, trực tiếp hướng dẫn tận tình và tạo điều
kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài và hoàn thiện
luận văn Thạc sĩ.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, khích lệ,
chia sẻ, giúp đỡ, đồng hành cùng tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu.
Trong quá trình học tập và nghiên cứu khó tránh khỏi những thiếu sót. Do
đó, tôi mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô để luận văn được hoàn
thiện hơn
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày
tháng
năm 2022
Tác giả luận văn
Dương Thị Thu Hoài
iii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các nhóm lan Hài Việt Nam theo thứ hạng bảo tồn của Tổ chức Bảo tồn
Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) [1] .............................................................12
Bảng 2.1. Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu ....................................................................21
Bảng 2.2. Nghiên cứu ảnh huởng của nồng độ, thời gian của chất khử trùng H202
đến khả năng tạo vật liệu vô trùng phôi lan hài Việt Nam. .....................25
Bảng 2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến khả năng tái sinh
chồi lan hài Việt Nam ..............................................................................26
Bảng 2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số giá thể đến khả năng sống, sinh trưởng
của cây mô giai đoạn sau nuôi cấy in vitro..............................................33
Bảng 3.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ, thời gian khử trùng của
H2O2 đến khả năng tạo vật liệu vô trùng (sau 14 ngày nuôi cấy) ............37
Bảng 3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến khả năng
tái sinh và phát triển phôi lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy) .....39
Bảng 3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của GA3 đến khả năng tái sinh và phát
triển phôi lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy) ................................41
Bảng 3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh và phát
triển phôi lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy). ...............................43
Bảng 3.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của TDZ đến khả năng tái sinh và phát
triển phôi lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy). ...............................45
Bảng 3.6. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP đến khả năng nhân nhanh chồi
lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy) ................................................47
Bảng 3.7. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP và Kinetin đến khả năng nhân
nhanh chồi lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy)..............................49
Bảng 3.8. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số hợp chất hữu cơ (nước dừa,
khoai tây, chuối nghiền, cà rốt, dịch chiết nấm men) đến khả năng nhân
nhanh chồi lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy)..............................52
iv
Bảng 3.9. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của than hoạt tính đến khả năng ra rễ tạo
cây hoàn chỉnh lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy) .......................55
Bảng 3.10. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của NAA đến khả năng ra rễ tạo cây
hoàn chỉnh lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy)..............................57
Bảng 3.11. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của IAA đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn
chỉnh lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy) ......................................59
Bảng 3.12. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của IBA đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn
chỉnh lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy). .....................................61
Bảng 3.13. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước bầu đến khả năng sống,
sinh trưởng của cây mô giai đoạn sau nuôi cấy invitro (sau 40 ngày ra
cây)...........................................................................................................63
Bảng 3.14. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số giá thể đến khả năng sống,
sinh trưởng của cây mô giai đoạn sau nuôi cấy in vitro (sau 40 ngày ra
cây)...........................................................................................................65
Bảng 3.15. Kết quả nghiên cứu thành phần một số giá thể thích hợp đến khả
năng sống, sinh trưởng của cây mô giai đoạn sau nuôi cấy in vitro
(40 ngày ra cây) ......................................................................................67
Bảng 3.16. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của dinh dưỡng đến khả năng sống, sinh
trưởng của cây mô giai đoạn sau nuôi cấy in vitro (sau 40 ngày ra cây) ..... 67
v
DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ
Hình 1.1: Hình thái cây và hoa của Paphiopedilum ...................................................8
Hình 1.2: Hình ảnh về cây lan hài Paphiopedilum Vietnamense. .............................19
Hinh 3.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến khả năng
tái sinh và phát triển phôi lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy).........40
Hình 3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của GA3 đến khả năng tái sinh và phát
triển phôi lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy). .................................42
Hình 3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh của chồi
lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy) ..................................................44
Hình 3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của TDZ đến khả năng tái sinh của chồi
lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy) ..................................................46
Hình 3.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP đến khả năng nhân nhanh chồi
của lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy) ............................................48
Hình 3.6. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP và Kinetin đến khả năng nhân
nhanh chồi lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy) ................................51
Hình 3.7. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số hợp chất hữu cơ (nước dừa,
khoai tây, chuối nghiền, cà rốt, dịch chiết nấm men) đến khả năng nhân
nhanh chồi lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy) ................................53
Hình 3.8. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của than hoạt tính đến khả năng ra rễ tạo
cây hoàn chỉnh lan hài Việt Nam(sau 30 ngày nuôi cấy) ..........................56
Hình 3.9. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của NAA đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn
chỉnh cho lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy) ..................................58
Hình 3.10. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của IAA đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn
chỉnh cho lan hài Việt Nam (sau 30 ngày nuôi cấy) ..................................60
Hình 3.11. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của IBA đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn
chỉnh cho lan hài Việt Nam .......................................................................62
Hình 3.12. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số giá thể đến khả năng sống,
sinh trưởng của cây mô giai đoạn sau nuôi cấy in vitro (sau 40 ngày ra
cây) .............................................................................................................66
Sơ đồ 01: Nghiên cứu nhân giống in vitro loài lan hài Việt Nam. ...........................24
vi
DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Từ, thuật ngữ viết tắt
B5
BAP
CC
CN
CR
Cs
CT
CV
CW
ĐC
DCNM
DL
GA3
IAA
IBA
IUCN
Kinetin
KT
KTST
LSD
MS
MT
NAA
ND
PLB
RE
RL
TDZ
THT
TN
VQGCT
VW
WPM
Nghĩa đầy đủ của từ, thuật ngữ
Gamborg cs, 1976
6-Benzyl amino purine
Cao Cây
Chuối nghiền
Cà rốt
Cs
Công thức
Coeficient of Variation – Hệ số biến động
Coconut water - Nước dừa
Đối chứng
Dịch chiết nấm men
Dài lá
Gibberellic acid
Indole-3-acetic acid
Indole-3-butyric acid
International Union for Conservation of Nature and Natural
Resources - Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế
6-Furfurylaminopurine
Khoai tây
Kích thích sinh trưởng
Least Singnificant Difference Test
Murashige & Skoog’s, 1962
Môi trường
α-Naphthalene acetic acid
Nước dừa
Protocorm-like body - Cơ quan giống như protocorm
Robert Ernst
Rộng lá
Thidiazuron
Than hoạt tính
Thí nghiệm
Vườn Quốc Gia Cát Tiên
Vacin and Went, 1949
Woody Plant Medium – Lioyd và Mc Cown, 1980
vii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ ............................................................................. v
DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ..................................................... vi
MỤC LỤC .................................................................................................................vii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 2
3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn .................................................................... 2
3.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................. 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................. 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 3
1.1. Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài.................... 3
1.1.1. Giới thiệu chung về các loài lan trên thế giới ................................................... 3
1.1.2. Phân loại lan hài trên thế giới ........................................................................... 4
1.1.3. Phân bố lan hài trên thế giới ............................................................................. 5
1.1.4. Bảo tồn và nhân giống lan hài trên thế giới ...................................................... 9
1.2. Tổng quan nghiên cứu lan hài trong nước ......................................................... 12
1.2.1. Hiện trạng về các loài lan hài ở Việt Nam ...................................................... 12
1.2.2. Công tác bảo tồn lan hài ở Việt Nam .............................................................. 15
1.2.3. Công tác nhân giống Lan Hài ở Việt Nam ...................................................... 17
1.3. Đặc điểm hình thái của loài lan hài Việt Nam ................................................... 18
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ......................................................................................................... 21
2.1. Đối tượng, phạm vi ............................................................................................ 21
2.1.1. Đối tượng, vật liệu nghiên cứu........................................................................ 21
viii
2.1.2. Phạm vi, địa điểm và thời gian nghiên cứu ..................................................... 22
2.2. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 22
2.2.1. Nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ, thời gian của chất khử trùng
H2O2 đến khả năng tạo vật liệu vô trùng phôi lan hài Việt Nam. ............................. 22
2.2.2. Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng và một số
chất kích thích sinh trưởng đến khả năng tái sinh và phát triển phôi lan hài Việt
Nam. .......................................................................................................................... 22
2.2.3. Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng và
hợp chất hữu cơ đến khả năng nhân nhanh chồi lan hài Việt Nam........................... 23
2.2.4. Nội dung 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của than hoạt tính và một số chất kích
thích sinh trưởng đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh lan hài Việt Nam. ............ 23
2.2.5. Nội dung 5: Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước bầu, một số giá thể và
dinh dưỡng đến khả năng sống, sinh trưởng của cây mô giai đoạn sau nuôi cấy in
vitro. .......................................................................................................................... 23
2.3. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 23
2.3.1. Chuẩn bị môi trường nuôi cấy in vitro ............................................................ 23
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu quy trình nhân giống in vitro ................................. 23
2.3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm........................................................................ 24
2.3.4. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của than hoạt tính và một số chất kích
thích sinh trưởng đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh lan hài Việt Nam ........... 30
2.3.5. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước bầu, giá thể và dinh
dưỡng đến khả năng sống, sinh trưởng của cây mô giai đoạn sau nuôi cấy in vitro.31
2.4. Phương pháp đánh giá và xử lý số liệu .............................................................. 34
2.4.1. Thu thập số liệu ............................................................................................... 34
2.4.2. Các chỉ tiêu theo dõi ........................................................................................ 34
2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................... 35
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 36
3.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ, thời gian của chất khử trùng H202
đến khả năng tạo vật liệu vô trùng phôi lan hài Việt Nam........................................ 36
ix
3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng và một số chất kích
thích sinh trưởng đến khả năng tái sinh và phát triển phôi lan hài Việt Nam........... 38
3.2.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến khả năng tái
sinh và phát triển phôi lan hài Việt Nam. ................................................................ 38
3.2.2.Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng đến khả
năng tái sinh và phát triển phôi lan hài Việt Nam ..................................................... 40
3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng và hợp
chất hữu cơ đến khả năng nhân nhanh chồi lan hài Việt Nam. ................................. 46
3.3.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng đến
khả năng nhân nhanh chồi lan hài Việt Nam. ........................................................... 46
3.3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số hợp chất hữu cơ đến khả năng
nhân nhanh chồi lan hài Việt Nam. ........................................................................... 51
3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của than hoạt tính và một số chất kích thích sinh
trưởng đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh lan hài Việt Nam. ............................. 54
3.4.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của than hoạt tính đến khả năng ra rễ tạo cây
hoàn chỉnh lan hài Việt Nam..................................................................................... 54
3.4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất kích thích sinh trưởng đến
khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh lan hài Việt Nam ................................................ 56
3.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước bầu, một số giá thể và dinh
dưỡng đến khả năng sống, sinh trưởng của cây mô giai đoạn sau nuôi cấy in vitro.62
3.5.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước bầu đến khả năng sống, sinh
trưởng của cây mô giai đoạn sau nuôi cấy in vitro. .................................................. 63
3.5.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số giá thể và dinh dưỡng đến khả
năng sống, sinh trưởng của cây mô giai đoạn sau nuôi cấy in vitro. ........................ 64
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................................... 70
1. Kết luận ................................................................................................................. 70
2. Đề nghị .................................................................................................................. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 72
PHỤ LỤC
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là thú phủ hoa lan tầm cỡ thế giới với 22 loài thuộc giống lan hài,
trong đó có nhiều loài là đặc hữu quý giá chỉ có ở Việt Nam như lan Hài Đỏ, lan
Hài Vàng, lan Hài Tía, lan Hài Trắng, lan Hài Vân, lan Hài Đốm, lan Hài Lông hay
lan Hài Râu,….. Tuy nhiên, tất cả các loài thuộc chi Paphiopedilum đang nhanh
chóng biến mất. Các nghiên cứu thực địa của Averyanov và đồng tác giả (2004) chỉ
ra rằng mức độ đe dọa tuyệt chủng của các loài lan hài là rất nguy cấp và cần ưu
tiên bảo vệ ở Việt Nam [8]. Sự suy giảm nhanh chóng số lượng loài lan Hài ở Việt
Nam là do hai yếu tố: Đầu tiên là sự thay đổi môi trường sống do con người gây ra
thông qua khai thác gỗ, phá rừng không có kế hoạch. Yếu tố thứ hai là người dân
địa phương thu hái lan Hài trên quy mô lớn và bán cho những người buôn bán lan.
Có rất ít nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy tế bào để nhân giống loài lan
Hài đặc hữu ở Việt Nam, kết quả thu được rất ít đó là kỹ thuật khử trùng mẫu
còn kém, một số thành công đầu tiên được ghi nhận trên 2 loại là Hài Hằng và
Hài Hồng.
Lan Hài Việt Nam có tên khoa học Paphiopedilum vietnamense đẹp lạ kỳ
với lá có đốm khảm và hoa to, màu tím hay đỏ hồng là một trong số loài lan có kiểu
dáng đặc biệt với hình dáng. Lan hài Việt Nam là loài có phạm vi phân bố hẹp nhất
trong số các loài lan đặc hữu của Việt Nam, chỉ phát hiện ở các tỉnh miền Bắc (Cao
Bằng, Thái Nguyên, Hà Giang, Vườn quốc gia Ba Bể) trong rừng nguyên sinh rậm,
ẩm, cây lá rộng trên núi đá vôi tinh khiết bị bào mòn, độ cao từ 350 - 500m. Chính vì
sự phân bố rải rác như vậy đã dẫn tới vùng sinh thái khác nhau tạo lên sự đa dạng sinh
học giữa các loài [10].
Đặc thù riêng của lan hài Paphiopedilum vietnamense là cây sinh trưởng
chậm, tỷ lệ nảy mầm của hạt trong tự nhiên thấp người dân khai thác ồ ạt đã đẩy lan
hài Việt Nam rơi vào danh mục các loài nguy cấp cần phải bảo tồn. Từ thực trạng
trên thì việc tìm ra một giải pháp để bảo tồn và phát triển nguồn gen thực vật quý
hiếm như lan Hài là cần thiết. Ngày trước với sự lạc hậu về kỹ thuật và công nghệ,
2
các nhà nghiên cứu đã nhân giống các loài lan bằng nhiều phương pháp khác nhau
như gieo hạt, tách mần... nhưng tỷ lệ thành công đạt được rất thấp và chất lượng cây
thu được không cao. Ngày nay với những tiến bộ trong khoa học phương pháp nhân
giống in vitro ra đời nhằm khắc phục những hạn chế trên. Quy trình này tạo ra một
số lượng lớn cây trồng chất lượng cao, đồng đều, sạch bệnh. Đây là điều bạn không
thể làm với các phương pháp truyền thống. Hiện nay, nhân giống bằng công nghệ
nuôi cấy in vitro có thể tạo ra một lượng lớn cây giống sạch bệnh, ổn định về mặt di
truyền trong thời gian ngắn đang ngày càng phát triển, đáp ứng được khả năng tài
chính nên được thị trường công nhận và được xem là một giải pháp lý tưởng để cứu
loài lan hài khỏi nguy cơ tuyệt chủng. Trước thực trạng đó chúng tôi tiến hành thực
hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng nhân nhanh lan hài Việt Nam (Paphiopedilum
vietnamense) đã bị tuyệt chủng ngoài tự nhiên" là hết sức cần thiết, nhằm làm cơ
sở khoa học cho công tác bảo tồn và phát triển lan hài Việt Nam.
2. Mục tiêu của đề tài
Xây dựng được quy trình nhân giống lan hài Việt Nam bằng phương pháp
in vitro.
3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp những dữ liệu khoa học mới về việc nhân
giống cây lan Hài Việt Nam bằng phương pháp nuôi cấy mô thực vật và góp phần
làm phong phú thêm cơ sở dữ liệu kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Kết quả nghiên cứu góp phần lưu giữ và bảo tồn nguồn gen có giá trị một
cách bền vững.
3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài
1.1.1. Giới thiệu chung về các loài lan trên thế giới
Theo hệ thống phân loại của Taktajan cùng Võ Văn Chi và Dương Đức
Tiến. Cây hoa lan thuộc nghành mộc lan (hạt kín -Magnoliophyta), lớp hành (1 lá
mầm - Liliospida), phân lớp hành (Lilidae), bộ lan (Orchidales), họ lan
(Orchidaceae). Họ lan là một họ lớn đứng thứ 2 trong nghành Mộc lan, đây là loài
phong phú, phức tạp và được phân bố trên những vùng địa lý khác nhau. Nhìn
chung, họ lan phân bố từ 68 vĩ độ Bắc đến 50 vĩ độ Nam, nghĩa là gần cực Bắc như
Thụy Điển, Alaska… xuống tận các đảo cuối cùng của cực Nam nước Úc [22].
Cho tới nay, loài người đã biết được 750 chi và khoảng 25.000 loài lan, bao
gồm các cây thân thảo sống lâu năm. Khi ở đất chúng có dạng củ nạc (củ giả), tầng
rễ mặt rất nhiều còn được gọi là địa lan, hoặc bám vào cành cây và thân cây gọi là
phong lan. Các loài lan sinh trưởng và phát triển tốt trên môi trường khí hậu
nhiệt đới. Theo tài liệu của R.L Dresler (1981) thì Châu Mỹ có 306 chi và 8266
loài và được coi là cái nôi của các loài lan nổi tiếng, một số loài lan được con
người nuôi trồng rộng rãi như: Cattley 60 loài, Epidendrum 500 loài,
Odontoglossum 200 loài [31].
Các khu vực nhiệt đới khác có ít chi và loài hơn, nhưng có các chi và loài
đặc hữu, chẳng hạn như ở Châu Phi và Úc. Họ lan giảm bớt số chi, loài khi vượt
qua các vùng nhiệt để tới các vùng khí hậu lạnh. Ở vùng ôn đới bán cầu Bắc có
khoảng 75 chi và 900 loài. Ở vùng bán cầu Nam có số chi và loài ít hơn: 40 chi và
500 loài. Nó cũng phân bố rộng rãi ở vùng nhiệt đới, từ đầm lầy ven biển đến đồi
thấp đến núi cao. Ở Colombia có 1 số loài lan sống ở vùng núi quanh năm tuyết
phủ. Hoa lan phân bố rất rộng rãi, từ vùng lạnh và gió đến sa mạc nóng và khô, từ
rừng núi cao và rừng nhiệt đới đến đồng cỏ đồng bằng và thậm chí cả đầm lầy.. Đa
số lan ưa mọc tại các rừng cây nhiệt đới nhất là tại vùng núi Andes miền Nam Mỹ
và vùng Hymalaya của Châu Á [6].
4
Do đặc tính chỉ sống tại vùng nhiệt đới nên các nước châu Âu hầu như biết
đến hoa lan rất muộn. Người dân ở đây biết đến hoa lan do sự giao thương hàng
hóa, khách du lịch hoặc từ các nhà truyền giáo. Với chiếc hài nằm ở bông hoa làm
cho bông hoa có hình dạng như một cái túi đã tạo nên một dáng vẻ rất độc đáo, dễ
dàng nhận ra ở loài lan Hài. Môi nhô ra và hình dạng hoa khác thường cho phép
loài lan này dễ dàng phân biệt với những loài khác, do đó có tên chung cho nhóm
hoa lan này [6].
1.1.2. Phân loại lan hài trên thế giới
Theo hệ thống phân loại lan hài (Paphiopedilum) là một nhánh của họ lan
(Orchidaceae) thuộc bộ lan (Orchidales), phân lớp hành (Liliidae), lớp một lá mầm
(Monocotyledoneae), nghành hạt kín (Angiospermatophyta) [6]. Lan hài là một
nhóm rất đặc trưng trong họ lan. Lan hài rất dễ nhận biết sự khác biệt so với các
loài lan khác do hình thái cấu trúc hoa rất đặc biệt. Hoa chỉ có một cánh hoa hình
túi nhìn giống như chiếc hài, dựa vào hình thái đặc biệt giống chiếc hoa nên loài lan
này được đặt tên là lan hài. Trên thế giới hiện nay đã phát hiện được 5 chi lan hài
đó là:
+ Chi Cypripedium có khoảng 50 loài, thường được gọi là hài Vệ nữ, phân
bố ở các vùng ôn đới và núi của bán cầu bắc [6].
+ Mexipedium, chi Phragmipedium và chi Selenipedium gồm khoảng 25 loài
phân bố ở vùng nhiệt đới châu Mỹ [6].
+ Chi Paphiopedilum có khoảng 75 loài phân bố ở vùng nhiệt đới châu Á từ
Nam Ấn Độ và Đông Hymalaya đến Philippine, New Guinea và Quần đảo Solomon [6].
Ở Việt Nam các loài lan hài đều thuộc chi Paphiopedilum, thuộc tông,
Cypripedioideae, họ phụ Epidendroideae, họ Lan (Orchidaceae), bộ lan
(Orchidales), phân lớp Hành (Liliidae), lớp một lá mầm (Monocotyledoneae),
ngành hạt kín (Angiospermatophyta), giới thực vật (Plantae) [22], [42].
5
1.1.3. Phân bố lan hài trên thế giới
Lan hài phân bố khá rộng trên thế giới, từ vùng nhiệt đới cho đến vùng ôn
đới lạnh. Chi lan hài Cypripedium, được phát hiện ở vùng núi núi Châu Âu, một số
tỉnh phía Bắc Trung Quốc, vùng phía Đông thuộc Nga, và vùng núi cao Hymalaya.
Chi lan hài Mexipedium, chi Phragmipedium và chi Selenipedium, được phát hiện
nhiều vùng rừng miền nam Canada, vùng miền Bắc Mexico, Argentina....
- Phân bố của loài lan hài phổ biến vùng nhiệt đới (Paphiopedilum)
Sự phân bố của Paphiopedilum kéo dài về phía đông từ vùng nhiệt đới của
chân núi Himalaya đến Trung Quốc, Philippines, Đông Nam Á, Đông Nam Á và
quần đảo Solomon. Sự mở rộng phân bố của Paphiopedilum từ Nam và Đông đến
Malaysia và Tây Nam Thái Bình Dương là kết quả của nhiều thế kỷ liên tục định
cư bởi các tàu buôn. Quá trình di thực cũng tạo nên một số loài đặc hữu địa phương
và mở rộng vùng phân bố. Đồng thời chi lan hài Paphiopedilum cũng được phân bố
khá phổ biến ở Việt Nam tại các khu rừng, khu bảo tồn thiên nhiên [1].
Những vùng có mật độ Paphiopedilum cao nhất là ở miền nam Trung Quốc
(Vân Nam, Quảng Tây) và miền bắc Việt Nam, nơi có 18 - 20 loài đã được tìm thấy
[6]. Mặc dù ít phổ biến hơn các vùng nói trên, họ Cometaceae cũng được tìm thấy
ở chân núi Himalaya, miền bắc Myanmar và Thái Lan, trung tâm bán đảo Malaysia
và Philippines. Trong mỗi vùng này gặp 4 - 6 loài lan hài.
Có tới 72% các loài đã biết là đặc hữu, với sự phân bố rất hạn chế như P.
gonenatii, P.helenae, P.henryanum, P.tranlienianum, P.vietnamense và P.hangianum.
Nhiều loài trong số này mới được phát hiện ở một hoặc một vài địa điểm, trong đó có
loài lan hài Việt Nam, loài này đã được phát hiện trước đó ở Vườn quốc gia Ba Bể.
Chưa đến 12% tổng số các loài của chi Paphiopedilumm có khu phân bố tương đối
rộng. Đó là P. villosum, P. hirsutissimun, P.appletonianum và P.callosum.
- Đặc điểm hình thái của lan Hài
Theo mô tả của Averyanov và cs (2008) [1] các loài lan hài có đặc điểm
hình thái như sau:
6
+ Dạng cây
Paphiopedilum là loài thân thảo cỡ trung bình, có nhiều lá mọc thành hai dãy
trên thân cụt. Tất cả các loài đều có thân rễ, thường rất ngắn. Tuy nhiên, một số
loài, chẳng hạn như P. malipoense và P. micranthum hình thành các thân rễ dài nối
nhiều rễ tạo thành một mạng lưới ngầm. Đối với những loài này, một bản sao duy
nhất có thể có diện tích vài mét vuông trong điều kiện thuận lợi. Ở các loài khác
như P. hirsutissimun và P. dianthum, một số cây có thể có 1 - 20 gốc được nhóm
lại thành từng cụm chặt chẽ.
+ Lá
Lá của các loài Paphiopedium thường dài gấp đôi, hình trứng ngược hoặc
hình trứng, hình elip và to. Mỗi lá có một nút ở gốc, bên dưới là các bẹ lá hình
chữ V xếp chồng lên nhau dày đặc. Ở một số loài như P. hirsutissimum, hay P.
dianthum lá dài tới 50cm, mặt khác một số loài khác như P. helenae, cây trưởng
thành đôi khi có lá không dài quá 3cm. Phần trên của lá có màu xanh lục cùng
màu hoặc có thể bị khảm các đốm màu xanh đậm không đều được đánh dấu bằng
các đường gân xanh đậm. Ở một số loài khác, các sọc màu tím xỉn chỉ dễ nhận
thấy ở gần gốc lá. Rất ít loài có mặt dưới lá thuần màu xanh lá cây.
+ Cụm hoa
Cụm hoa thường mọc thẳng hoặc cong như: P. helenae, P. dianthum, P.
henryanum hoặc P. villosum phụ sinh thường có nhiều hoặc ít thân nằm ngang
hoặc hướng xuống, trong khi hầu hết các loài khác, chẳng hạn như P. maloense, P.
micranthum và P. appletonianum, ít nhiều có thân mọc thẳng. Một số loài như P.
dianthams có cụm hoa gồm nhiều hoa, thường có 2 đến 5 hoa. Phần lớn các loài
khác đều chỉ có một hoa riêng lẻ. Trục cụm hoa có lông dày đặc và ngắn ở hầu hết
các loài. Lá hoa của cụm hoa gập nhọn đến hình bầu dục tròn [22].
+ Hoa
Hoa có hai lá đài ở vòng ngoài. Có ba cánh hoa ở lá đài lưng, lá đài hợp
nhất và vòng trong.
7
Các lá đài mặt sau thường lớn, hướng lên trên và thường có sọc hoặc đốm ở
mặt trong. Nó cũng có thể quấn quanh phần trên của môi dưới dạng túi, tạo thành một
nắp bảo vệ môi khỏi nước mưa. Các lá đài mặt lưng đối diện với các lá đài thấp hơn
và hợp nhất được tạo thành do sự hợp nhất hoàn toàn của hai lá đài bên. Lá đài sau
môi thường xỉn màu, sẫm màu và kém nổi bật hơn lá đài lưng. Cả mặt lưng và đài hoa
hợp nhất đều có lông dày ở mặt ngoài.
Hai cánh hoa bên nổi rõ ở hai bên của lá đài và thường hơi kéo dài xuống
theo chiều ngang. Các cánh hoa hẹp hình ngọn giáo xoáy từ gốc đến ngọn là đặc
trưng của loài P. dianthum.
Cánh hoa thứ ba ở giữa của bông hoa bị biến dạng rất nhiều, tạo thành một
cánh môi giống như túi hoặc hình nốt ruồi, hoạt động như một cái bẫy cho côn
trùng thụ phấn. Môi có ba thùy với thùy trung tâm lõm sâu và các thùy bên ngoài
hình tròn. Các nhị hoa và nhụy hoa còn lại của phong lan kết thành một cột hình
trụ (cột nhụy-nhụy hoa) ở tâm hoa. Nhị - cấu tạo chính của cột nhụy là một nhị
hoa hình ô dẹt hướng lên trên, được hình thành từ các nhị vô trùng trung tâm của
vòng ngoài. Phía sau và bên dưới nhị hoa là các đầu nhụy hình trứng hoặc tròn nối
với cuống lá. Nhị ngắn và bao phấn hình bầu dục rộng kéo dài về phía sau đầu
nhụy và ở hai bên cuống.
+ Quả
Quả của lan hài là dạng quả nang khô, có một ô với bao van rộng và bao van
hẹp. Quả mở ở gần đỉnh bằng 6 rãnh nứt. Trong điều kiện tự nhiên thì quả sẽ chín
sau khi thu phấn từ 6 - 10 tháng.
+ Chu kỳ sinh trưởng
Hạt giống lan chín rất nhẹ và dễ bị gió phát tán. Dinh dưỡng của hạt được
lấy từ quan hệ cộng sinh với các loài nấm rễ. Hạt mở ra các nang trưởng thành
trong vòng 6 - 10 tháng sau khi thụ phấn và phân tán, chuyển sang màu nâu và
khô đi. Sự nảy mầm xảy ra trong bóng tối trong đất, đá hoặc cây cối ngay sau khi
nhân giống và khi thân của phôi bị nhiễm các loại nấm rễ thích hợp. Thân rễ phát
triển thân rễ dài cũng bị nhiễm sợi nấm từ nấm rễ. Rễ thật phát triển nhanh chóng
8
từ phía sau ngọn chồi, tiếp theo là các chồi rễ kéo dài ra để hình thành rễ. Sự phát
triển mới thường bắt đầu trước khi kết thúc ra hoa. Hầu hết các loài lan Việt Nam
nở hoa vào đầu mùa xuân hoặc mùa hè trong điều kiện Việt Nam.
+ Sự thụ phấn
Cho đến nay, giả thuyết được chứng minh tốt nhất là về thụ phấn chéo,
nhưng có rất ít dữ liệu về các loài thụ phấn. Một số bằng chứng cho thấy ruồi ăn
thịt (Holyphyllidae) thụ phấn cho hoa của P. villosum [29]. Ruồi ăn thịt bị lôi kéo
bởi chủ yếu thức ăn giả. Đối với P. villosum, chính mùi khai của hoa đã thu hút côn
trùng từ xa. Mùi thơm hay mật của các loài P. concolor, P. delenati, P. malipoense đóng
vai trò tương tự. Tuy nhiên, hầu hết các loại hoa đều không có mùi nhưng có màu hoa
tươi sáng thu hút côn trùng. Trong một số trường hợp, hoa phong lan không có mật hoa
bắt chước hoa của các cây có mật khác. Ví dụ, hoa của P. micranthum rất giống hoa
đỗ quyên, là loài hoa chứa nhiều mật hoa nên thu hút nhiều côn trùng... Nước mưa bị
mắc kẹt trong môi của P. micranthum là một lý do khác khiến nó về mặt lý thuyết thu
hút rất nhiều côn trùng, vì thời tiết thường rất khô trong thời kỳ nở hoa của loài này.
Hình 1.1: Hình thái cây và hoa của Paphiopedilum
(Nguồn: Averyanov và cs, 2008)[1]
Ghi chú: a- Cây mang hoa; b- hoa với một cánh hoa bị cắt bỏ và lát cắt theo
chiều dọc của môi; c-e: cột nhị nhụy, nhìn mặt bên (c), nhìn từ mặt trên (d) và từ
mặt dưới (e).
9
1.1.4. Bảo tồn và nhân giống lan hài trên thế giới
• Công tác tìm kiếm và định danh các loài lan hài trên thế giới
Hiện nay có rất nhiều nghiên cứu đang được tiến hành nhằm tìm ra biện pháp
bảo tồn các loài lan có giá trị đang có nguy cơ bị tiệt chủng.
Trong hai thập kỷ qua, hoa lan ngày càng nhận được sự quan tâm trên toàn
thế giới, không chỉ trong nông nghiệp và chăn nuôi, mà còn trong việc sưu tầm và
khám phá các loài phong lan mới. Trên thế giới đã phát hiện và đăng ký nhiều giống
lan hài mới như: P. armeniacum [28]; P. emersonii [43]; P. henryanum [46]; P.
helenae [45]; P. hiepii Aver [47]; P. tranlienianum [49] và P. hangianum [44].
Ở Trung Quốc một dự án lớn để nghiên cứu về mức độ và số lượng của sự đa
dạng di truyền ở một loài lan hài đẹp có tên là P. micranthum. Trong khuôn khổ dự
án Ang Li và các cộng sự (2002) ở Viện Thực vật Bắc Kinh (Trung Quốc) đã tiến
hành nghiên cứu đánh giá sự đa dạng di truyền ở P. micranthum [24]. Trước tình
trạng ngày càng bị suy giảm trong tự nhiên thì loài lan này càng ngày càng được
nuôi trồng nhiều trên môi trường nhân tạo. Những nghiên cứu thực địa và sinh thái
sinh trưởng thân rễ chứng tỏ P. micranthum thường được tái sinh bằng sinh sản hữu
tính và vô tính, các tác giả cho rằng loài này có đầy đủ khả năng được nhân giống
thành công trong tự nhiên với điều kiện môi trường sống không bị phá hoại tiếp tục
và việc thu.
• Công tác bảo tồn - nhân giống lan hài trên thế giới
Theo Trung tâm Nghiên cứu Hoa Lan Quốc gia của Ấn Độ, biến đổi khí hậu
hiện là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sự suy giảm số lượng phong lan
và sự tuyệt chủng của các loài quý hiếm. Từ đó, tác giả cũng gợi ý một số biện pháp
khắc phục như: phục hồi và bảo tồn các hệ sinh thái bản địa; quản lý chặt chẽ môi
trường sống đối với các loài có giá trị, quý hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng; cần theo
dõi và nghiên cứu lâu dài các loài có nguy cơ tuyệt chủng và các loài lai tạo.
Theo tác giả Arditi and Enst (1993), các hạt lan Hài quá nhỏ nên không có
đủ dữ liệu và chỉ chứa các phôi chưa biệt hóa để phát triển bình thường. Lan Hài
cực kỳ hiếm trong tự nhiên do tỷ lệ nảy mầm trong tự nhiên rất thấp [25].
Các chương trình nhân giống chi Paphiopedilum đã gặp khó khăn trong việc
- Xem thêm -