Đề tài: Các phương pháp nhân giống in vitro lan Hồ Điệp

Các Phương Pháp Nhân Giống In Vitro Lan Hồ Điệp Phần I: Mở Đầu Cuộc sống ngày càng phát triển, nhu cầu tạo một gốc vườn nhỏ mang màu xanh cây lá thiên nhiên vào trong nhà của người dân ngày càng cao.Vốn nhiều họ, nhiều chủng loại, màu sắc phong phú lại tốn ít diện tích nên việc chọn trồng và tạo một vườn lan nhỏ trong khuôn viên nhà là sự lựa chọn của nhiều cá nhân, nhiều hộ gia đình.Trong số những loại phong lan được nuôi trồng ở nước ta hiện nay, bên cạnh những loài tương đối dễ trồng như Mokaro, Dendro, lan Vũ Nữ…thì vẫn có những loài lan thích hợp với một số khu vực địa lý nhất định, cụ thể là Địa Lan – loài hoa chỉ có thể nuôi trồng trong điều kiện lí tưởng của Đà Lạt .[4] Không quá kén chọn và hạn chế nơi trồng như Địa Lan song Hồ Điệp cũng là một trong những giống lan quý lại khó trồng. Do đó, đòi hỏi người trồng phải có đôi chút am hiểu về loài hoa này.Thích hợp với điều kiện trong nhà lại là một trong những giống lan được yêu thích không chỉ về màu sắc, kiểu dáng mà còn mang một nét đẹp rất sang trọng, trang nhã. Chính vì vậy, Hồ Điệp đã nhanh chống trở thành sản phẩm trồng trọt được nhiều người ưa chuộng và mang lại hiệu quả kinh tế cao không chỉ ở Việt Nam mà còn ở nhiều nước trên thế giới như:Đài Loan, Hàn Quốc, Nhật Bản, Mỹ…Bên cạnh đó, hoa Hồ Điệp rất lâu tàn, độ bền bông cao, giàu sức quyến rũ nên nó đã được lựa chọn làm vật trang trí, tạo cảnh quan trong các ngày lễ, tết.Vốn là một loài rất khó nhân giống bởi Hồ Điệp thường cho hệ số nhân rất thấp trong điều kiện vườn ươm. Để có được số lượng lớn cây giống đồng đều và sạch bệnh đáp ứng nhu cầu thị trường là một vấn đề thật nan giãi. Do đó, việc nhân giống bằng kỷ thuật nuôi cấy mô ra đời tạo ra hàng loạt cây con ổn định về mặt di truyền, sạch bệnh, giá cả lại phải chăng là rất hữu ích. Xuất phát từ thực tiễn này cộng với sự đam mê của chính bản thân mình, tôi đã tiến hành tìm kiếm sưu tập từ đó đưa ra đề tài: “Các phương pháp nhân giống in vitro lan Hồ Điệp”. SVTH: Bùi Thị Thu Nhi Lớp 07S1 1 Các Phương Pháp Nhân Giống In Vitro Lan Hồ Điệp Phần II: Nội Dung II.1. Tổng quan tài liệu 1.1.Lịch sử và thành tựu của nuôi cấy mô [5] 1.1.1. Trên thế giới Năm 1902, nhà thông thái Haberlant lần đầu tiên đưa ra ý tưởng cấy mô của sinh vật ra ngoài cơ thể nhưng ông đã dùng tế bào quá chuyên biệt nên không thành công. Mô động vật được cấy trước tiên do A.Carrel(1919), đến năm 1934 mô thực vật mới được nuôi cấy. Năm 1934 White đã thành công trong việc phát hiện ra sự sống vô hạn của việc nuôi cấy tế bào rễ cà chua. Năm 1964 Ball là người đầu tiên tìm ra mầm rễ từ nuôi cấy chồi ngọn. Ông đã thành công trông việc chuyển cây con của cây sen cạn và cây White Lupin từ môi trường nuôi cấy tối thiểu, tuy nhiên việc nhân giống vẫn chưa hoàn chỉnh. Sau đó, nhiều nhà nghiên cứu đã khám phá những thành phần dinh dưỡng qua trọng cần thiết cho sự phát triển của tế bào được nuôi cấy (White (1951),Gauthere (1939),Van Overbeck (1941), Steward và Caplin (1951)). Năm 1951, Skoog và Miller đã phát hiện ra các hợp chất có thể điều khiển sự nảy chồi. Năm 1962, Murashige và Skoog đã cải tiến môi trường nuôi cấy đánh dấu một bước tiến trong kỷ thuật nuôi cấy mô. Môi trường của họ dùng làm cơ sở cho việc nuôi cấy nhiều loại cây và vẫn còn sử dụng rộng rải cho đến ngày nay. Năm 1960­1964, Morel cho rằng có thể nhân giống vô tính lan bằng nuôi cấy đỉnh sinh trưởng.Từ kết quả đó, lan được xem là cây nuôi cấy mô đầu tiên được thương mại hoá. Từ đó đến nay, công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật đã được phát triển với tốc độ nhanh trên nhiều cây khác (Haramaki(1971), Murashige(1972), Miller và Murashige (1976)) và được ứng dụng thương mại hóa. 1.1.2. Ở Việt Nam Nuôi cấy mô tế bào thực vật đã được phát triển ở Việt Nam sau chiến tranh thế giới kết thúc (1975). Phòng thí nghiệm nuôi cấy mô và tế bào đầu tiên được xây dựng đầu tiên ở viện sinh học, viện khoa học Việt Nam(KHVN) do tiến sĩ Lê Thị Muội đứng đầu. Bước đầu tập trung nghiên cứu những vấn đề cơ bản như nuôi cấy bao phấn, nuôi cấy mô sẹo và protoplast. Các kết quả đầu tiên về nuôi cấy thành công bao phấn lúa và thuốc lá được công bố năm 1978 (Leâ Thò Muoäi vaø cs,, SVTH: Bùi Thị Thu Nhi Lớp 07S1 2 Các Phương Pháp Nhân Giống In Vitro Lan Hồ Điệp 1978; Leâ Thò Xuaân vaø cs,, 1978). Tiếp đó là thành công về protoplast ở thuốc lá và khoai tây (Lê Thị Muội và Nguyễn Đức Thành(1978),Nguyễn Đức Thành và Lê Thị Muội 1980,1981).Trong cùng thời gian tại phân viện KHVN tại Tp.HCM, muội hơn nửa là tại Đại học Nông Nghiệp I (ĐHNNI) Hà Nội và Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông Nghiệp Việt Nam (KHKTNNVN) và các phòng thí nghiệm nuôi cấy mô và tế bào cũng được thành lập chủ yếu tập trung vào vi nhân giống khoai tây . Hiện nay, chúng ta có rất nhiều phòng thí nghiệm nuôi cấy mô không những ở các trường đại học các viện nghiên cứu (viện Di Truyền Nông Nghiệp(DTNN), viện Rau Quả Trung ương(RQTƯ)) mà ở cả một số tỉnh và cơ sở sản xuất(Yên Bái ,Hưng Yên, Thanh Hóa….). Giữa những năm 1980 trở lại đây, các hướng nghiên cứu ứng dụng nuôi cấy mô và tế bào thực vật phát triển mạnh. Những kết quả khích lệ đã đạt được trong lĩnh vực vi nhân giống khoai tây(viện Công Nghệ Sinh Học (CNSH), ĐHNNI, viện KHKTNNVN), dứa, chuối, mía (viện CNSH, ĐHNNI, viện KHKTNNVN, viện RQTƯ) một số cây hoa phong lan (phân viện CNSH thành phố Hồ Chí Minh), Hồng, Cúc, Cẩm Chướng(viện CNSH, viện DTNN) và cây công nghiệp như bạch đàn (viện DTNN, viện Lâm Nghiệp). Một số kết quả bước đầu đã ghi nhận trong lỉnh vực chọn dòng tế bào như chọn dòng tế bào kháng bệnh (Lê Bích Thủy và cs,, 1994), chọn dòng chịu muối ,chịu mất nước (Nghuyễn Tường Vân và cs ,,1994; Đinh Thị Phòng và cs,, 1994). Các kết quả về dung hợp cây lai tế bào chất và chuyển gen lục lạp củng thu được kết quả lý thú (Nguyễn Đức Thành và cs,, 1988; Nguyễn Đức Thành và cs,, 1993, 1997) nuôi cấy bao phấn để tạo dòng thuần đã được ứng dụng nhiều ở viện CNSH và DTNN. Nuôi cấy các dược liệu quý để bảo tồn nguồn gen và tạo các tế bào có hàm lượng các chất sinh học quan trọng cao cũng đã và đang phát triển. 1.2. Các giai đoạn nhân giống invitro [5] Cho tới nay việc nhân giống invitro đã áp dụng cho nhiều loại cây (350 loài, Murashige (1974) chia quy trình nhân giống ra làm 4 giai đoạn : Nuôi cấy khởi đầu, tái sinh chồi, cụm chồi. Nhân nhanh chồi, cụm chồi trong điều kiện invitro. Tạo cây con hoàn chỉnh, huấn luyện cây con. Phục hồi, chuyển cây ra trồng trong điều kiện tự nhiên. 1.3. Các phương pháp nhân giống invitro [5] 1.3.1. Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng SVTH: Bùi Thị Thu Nhi Lớp 07S1 3 Các Phương Pháp Nhân Giống In Vitro Lan Hồ Điệp Một phương thức dễ dàng nhất đạt được mục tiêu trong nuôi cấy mô tế bào thực vật là nuôi cấy đỉnh sinh trưởng (bao gồm nuôi cấy chồi đỉnh và nuôi cấy chồi bên). Sau khi vô trùng, mẫu sẽ được nuôi cấy trên môi trường thích hợp chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng khoáng vô cơ và hữu cơ hoặc môi trường khoáng có bổ sung chất kích thích sinh trưởng thích hợp. Từ một đỉnh sinh trưởng, sau một thời gian nuôi cấy nhất định mẫu sẽ phát triển thành một chồi hay nhiều chồi. Chồi tiếp tục phát triển thân, ra lá và rể để thành một cây hoàn chỉnh. Cây con được chuyển dần ra đất và thích nghi bình thường. 1.3.2. Nuôi cấy mô sẹo Mô sẹo là một khối tế bào phát triển vô tổ chức, hình thành do sự phân hóa của các tế bào đã được phân hóa. Mô sẹo sẽ phát triển nhanh khi môi trường có sự hiện diện của auxin. Khối mô sẹo có khả năng phát triển thành cây con hoàn chỉnh trong điều kiện môi trường không có chất kích thích tạo mô sẹo. Nuôi cấy mô sẹo được thực hiện đối với các loại thực vật không có khả năng nhân giống thông qua nuôi cấy đỉnh sinh trưởng. Cây tái sinh từ mô sẹo có đặc tính giống như cây mẹ. Từ một cụm tế bào mô sẹo có thể tái sinh cùng một lúc nhiều chồi hơn là nuôi cấy đỉnh sinh trưởng, tuy nhiên mức độ biến dị tế bào soma lại cao hơn. 1.3.3. Nuôi cấy tế bào đơn Khối mô sẹo được nuôi cấy trong môi trường lỏng và được đạt trên máy lắc có tốc độ điều chỉnh thích hợp sẽ tách ra thành nhiều tế bào riêng lẽ gọi là tế bào đơn.Tế bào đơn được lọc và nuôi cấy trên môi trường đặc biệt để tăng sinh khối. Với các chất thích hợp được bổ sung vào môi trường, tế bào có khả năng sản xuất các chất có hoạt tính sinh học. Sau một thời gian nuôi cấy kéo dài trong môi trường lỏng tế bào đơn được tách ra và trải trên môi trường thạch. + Khi môi trường thạch có bổ sung auxin, tế bào đơn phát triển thành từng cụm có mô sẹo. + Khi môi trường thạch có tỷ lệ cytokinine/auxin thích hợp, tế bào đơn có khả năng tái sinh thành cây con hoàn chỉnh. 1.3.4. Nuôi cấy protoplast­chuyển gen Protoplast (tế bào trần) là tế bào đơn được tách bởi vỏ cellullose, có sức sống và duy trì đầy đủ các chức năng sẵn có. Trong điều kiện nuôi cấy thích hợp, protoplast có khả năng tái sinh màng tế bào, tiếp tục phân chia và tái sinh cây hoàn chỉnh (tính toàn thể ở thực vật). Khi tế bào chất mất vách và tiến hành dung hợp, hai protoplast có khả năng dung hợp với SVTH: Bùi Thị Thu Nhi Lớp 07S1 4 Các Phương Pháp Nhân Giống In Vitro Lan Hồ Điệp nhau tạo tế bào lai, đặc tính này cho phép cải thiện giống cây trồng. Quá trình dung hợp protoplast có thể thực hiện trên hai đối tượng cùng loài hay khác loài. 1.3.5. Nuôi cấy hạt phấn đơn bội Hạt phấn ở thực vật được nuôi cấy trên những môi trường thích hợp tạo mô sẹo. Mô sẹo này được tái sinh thành cây hoàn chỉnh là cây đơn bội. II.2. Tìm hiểu về nhân giống lan Hồ Điệp 2.1. Nguồn gốc và đặc điểm của lan Hồ Điệp [4] 2.1.1. Nguồn gốc Lan Hồ Điệp là giống lan có tên gọi Phalaenopsis, thuộc họ phụ Vandeae. Tên gọi Phalaenopsis bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp trong đó Phalaina có nghĩa là “con bướm” và Opsis có nghĩa là “giống như”. Lan Hồ Điệp được khám phá năm 1750, đầu tiên được ông Rumphius đặt tên là Angraecum album, năm 1753 Linne đổi tên thành Epidendrum, 1825 nhà thực vật Hà Lan định danh lại là Phalaenopsis. Loài hoa này có xuất xứ ở miền Bắc Australia, Ấn Độ và các nước Đông Nam Á như Philippine, Inđônêsia, bán đảo Đông Dương. Quê hương của lan Hô Điệp là các nước của vùng Đông Nam Á, rừng Việt Nam không có loài Phalaenopsis amabilis, chỉ có 5 loài tương tự được biết là Phaenopsis mannii, Phalaeopsis gibbosa, Phalaenopsis lobbi, Phalaenopsis fuscata và Phalaenopsis cornu­cervi. Lan Hồ Điệp được trồng ở mọi nơi trên thế giới, hầu hết là ở Đức, Nhật bản, Phần Lan, Đài Loan, Thái Lan và Mỹ. Cây con được nuôi cấy mô nhiều ở các nước Phần Lan, Thái Lan, Đài Loan…Hiện nay giống Hồ Điệp có trên 70 loài và càng ngày càng lai tạo ra rất nhiều. 2.1.2. Đặc điểm Lan Hồ Điệp là cây đơn thân, ngắn, lá to, dày, mọc sát vào nhau. Hoa nở luân phiên hết cái này đến cái khác, thời kì nở hoa thay đổi theo loài và thường nở trong vài tháng. Phát hoa mọc từ nách lá, dài, chùm hoa nở từng cái, 3 đài to tròn, hai cánh xoè rộng kín, sắc đẹp. Môi hoa cong dẹp có hai râu dài nên cả đóa hoa trong giống như con bươm bướm. Hai hàng hoa xếp đều đặn 2 bên cành, khẽ đong đưa như đàn bướm xinh xắn đang bay lượn chập chờn. Trụ có hình bán nguyệt với hai phân khối u lên, chứa đầy phấn hoa. Số hoa trên cành biểu thị sức sống của cây. Số lượng SVTH: Bùi Thị Thu Nhi Lớp 07S1 5 ... - tailieumienphi.vn