Tài liệu Tái sinh cây dâu tây (fragaria vesca l.) in vitro từ mảnh lá

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG THỊ KIM QUYÊN Tên đề tài: TÁI SINH CÂY DÂU TÂY (Fragaria Vesca L.) IN VITRO TỪ MẢNH LÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Khoa Khoá học : Chính quy : Công nghệ sinh học : CNSH - CNTP : 2011 - 2015 Thái Nguyên, năm 2015 ii ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG THỊ KIM QUYÊN Tên đề tài: TÁI SINH CÂY DÂU TÂY (Fragaria Vesca L.) IN VITRO TỪ MẢNH LÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Lớp Khoa Khoá học Giảng viên hƣớng dẫn : Chính quy : Công nghệ sinh học : 43 CNSH : CNSH - CNTP : 2011 - 2015 : TS. Nguyễn Văn Duy ThS. Nguyễn Thị Quỳnh Thái Nguyên, năm 2015 i LỜI CẢM ƠN Sau 6 tháng thực tập tại phòng thí nghiệm nuôi cấy mô Khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm đến nay em đã hoàn thành xong đề tài của mình. Để đạt được kết quả như ngày hôm nay em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa cùng các thầy cô giáo trong bộ môn đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập. Em xin chân thành cảm ơn đến TS. Nguyễn Văn Duy và ThS. Nguyễn Thị Quỳnh, người trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với những đóng góp và hướng dẫn quý báu của Ks. Lã Văn Hiền trong quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận. Em xin chân thành cảm ơn Khoa Nông Học, Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và bộ môn Công nghệ Tế bào, Viện Khoa học Sự sống đã cung cấp nguồn vật liệu cho em thực hiện đề tài này. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn quan tâm, chăm sóc, động viên em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Do còn nhiều hạn chế về trình độ cũng như kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện đề tài, em rất mong nhận được sự góp ý, bổ sung của thầy cô và các bạn để khoá luận của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng 6 năm 2015 Sinh viên thực hiện Hoàng Thị Kim Quyên ii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Thành phần dinh dưỡng của quả dâu tây ....................................................8 Bảng 2.2. Diện tích, năng suất, sản lượng dâu tây trên thế giới giai đoạn 2006 2012 ...........................................................................................................................12 Bảng 4.1. Kết quả khả năng nảy mầm của hạt để tạo nguồn vật liệu sạch cho nuôi cấy (sau 4 tuần theo dõi) ...........................................................................................23 Bảng 4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng/ tối đến quá trình tạo mô sẹo từ mảnh lá (sau 3 tuần theo dõi) .............................................................24 Bảng 4.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP kết hợp với NAA đến khả năng tạo mô sẹo từ mảnh lá (sau 3 tuần theo dõi) .............................................................26 Bảng 4.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP kết hợp với TDZ đến khả năng tái sinh chồi từ mô sẹo (sau 4 tuần theo dõi) ............................................................27 Bảng 4.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP đến nhân nhanh chồi (sau 4 tuần theo dõi).....................................................................................................................29 Bảng 4.6. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của Kinetin đến nhân nhanh chồi (sau 4 tuần theo dõi).............................................................................................................30 Bảng 4.7. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của Kinetin kết hợp với TDZ đến nhân nhanh chồi (sau 4 tuần theo dõi) ...............................................................................32 Bảng 4.8. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của IBA đến quá trình ra rễ của chồi dâu tây (sau 4 tuần theo dõi)............................................................................................................33 iii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Cây dâu tây ..................................................................................................6 Hình 4.1. Khả năng nảy mầm của hạt (sau 4 tuần theo dõi) .....................................23 Hình 4.2. Hình thái mô sẹo trong các điều kiện chiếu sáng (sau 3 tuần theo dõi) ....25 Hình 4.3. Mô sẹo được hình thành từ mảnh lá (sau 3 tuần theo dõi) ........................26 Hình 4.4. Tái sinh chồi từ mô sẹo (sau 4 tuần theo dõi) ...........................................28 Hình 4.5. Chồi dâu tây khi nuôi cấy trong môi trường có bổ sung BAP (sau 4 tuần theo dõi).....................................................................................................................30 Hình 4.6. Chồi dâu tây khi nuôi cấy trong môi trường có bổ sung Kinetin (sau 4 tuần theo dõi).............................................................................................................31 Hình 4.7. Chồi dâu tây khi nuôi cấy trong môi trường có bổ sung Kinetin + TDZ (sau 4 tuần theo dõi) ..................................................................................................32 Hình 4.8. Rễ dâu tây (sau 4 tuần theo dõi) ................................................................34 iv DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT CT : Công thức TN : Thí nghiệm ĐC : Đối chứng ĐTST : Điều tiết sinh trưởng MS : Murashinge and Skoog, 1962 BAP : 6-benzylaminopurine Kinetin : 6-furfuryaminopurine NAA : Naphlene acetic acid IAA : 3-Indol acetic acid IBA : Indole-3-butyric acid v MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU....................................................................................................1 1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................1 1.2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài .............................................................................2 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu..........................................................................................2 1.2.2. Yêu cầu của đề tài .............................................................................................2 1.3. Ý nghĩa đề tài .......................................................................................................2 1.3.1. Ý nghĩa khoa học ..............................................................................................2 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn ...............................................................................................2 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .........................................................................3 2.1. Cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào thực vật .................................................3 2.2. Các giai đoạn chính trong nuôi cấy mô tế bào thực vật .......................................3 2.3. Giới thiệu chung về cây dâu tây ...........................................................................4 2.3.1. Nguồn gốc .........................................................................................................4 2.3.2. Phân loại ............................................................................................................5 2.3.3. Đặc điểm thực vật học của cây dâu tây .............................................................5 2.3.4. Giá trị của cây dâu tây.......................................................................................6 2.3.5. Các phương pháp nhân giống cây dâu tây ........................................................9 2.4. Tình hình nghiên cứu nhân giống cây dâu tây bằng phương pháp nuôi cấy mô trên thế giới và Việt Nam ............................................................................................9 2.4.1. Trên thế giới ......................................................................................................9 2.4.2. Ở Việt Nam .....................................................................................................10 2.5. Tình hình sản xuất cây dâu tây giống ................................................................11 2.6. Một số khó khăn, thách thức trong quá trình sản xuất và nhân giống dâu tây ..........13 PHẦN 3: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........14 3.1. Vật liệu và phạm vi nghiên cứu .........................................................................14 3.1.1. Vật liệu nghiên cứu .........................................................................................14 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................14 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................................14 vi 3.2.1. Địa điểm ..........................................................................................................14 3.2.2. Thời gian nghiên cứu ......................................................................................14 3.3. Điều kiện nghiên cứu .........................................................................................14 3.4. Hóa chất và thiết bị ............................................................................................14 3.5. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................15 3.6. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................15 3.6.1. Nghiên cứu khả năng nảy mầm của hạt dâu tây .............................................15 3.6.2. Ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng đến quá trình tạo mô sẹo từ mảnh lá ......16 3.6.3. Ảnh hưởng của BAP và NAA đến khả năng tạo mô sẹo từ mảnh lá ..............17 3.6.4. Ảnh hưởng của BAP kết hợp với TDZ đến tái sinh chồi từ mô sẹo ...............18 3.6.5. Ảnh hưởng của nồng độ BAP, Kinetin, Kinetin kết hợp với TDZ đến khả năng nhân nhanh chồi dâu tây ...................................................................................19 3.6.6. Ảnh hưởng của IBA đến quá trình ra rễ ..........................................................20 3.7. Phương pháp xử lý. ............................................................................................21 PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.....................................23 4.1. Kết quả khả năng nảy mầm của hạt để tạo nguồn vật liệu sạch cho nuôi cấy ..........23 4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng/ tối đến quá trình tạo mô sẹo từ mảnh lá ...........................................................................................................24 4.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP kết hợp với NAA đến khả năng tạo mô sẹo từ mảnh lá ...........................................................................................................26 4.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP kết hợp với TDZ đến tái sinh chồi từ mô sẹo .......................................................................................................................27 4.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP, Kinetin, Kinetin kết hợp với TDZ đến nhân nhanh chồi ........................................................................................................29 4.6. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của IBA đến quá trình ra rễ của chồi dâu tây .........33 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................35 5.1. Kết luận ..............................................................................................................35 5.2. Đề nghị ...............................................................................................................35 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................36 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Theo Dương Tấn Nhựt (2004) [8], dâu tây là một cây trồng ôn đới, có nguồn gốc ở châu Âu và châu Mỹ. Trên thế giới, dâu tây đã trở thành một cây công nghiệp có giá trị kinh tế, là một trong những loại quả được ưa chuộng trên thế giới do quả dâu tây có giá trị dinh dưỡng, trong quả có chứa nhiều lọai vitamin, trong đó hàm lượng vitamin C cao nhất. Quả dùng để ăn tươi, làm mứt, nước giải khát, rượu và hương vị thực phẩm. Hiện nay, nguồn dâu tây sản xuất ở Việt Nam chủ yếu nhập từ giống dâu tây Pháp, Mỹ, Nhật Bản, một số giống được nhập nội từ Isarel. Sản xuất dâu tây ở quy mô lớn tập trung ở Đà Lạt, nơi có khí hậu ôn đới. Tuy nhiên, dâu tây cũng bị nhiều loại sâu bệnh phá hoại như mốc đen, mốc xám, bọ trĩ, nhện đỏ, thối quả… dẫn đến năng suất và phẩm chất của quả giảm sút. Năm 2005 – 2006 ở Đà Lạt có diện tích 120 ha, đến năm 2011 chỉ còn 40 ha. Đến năm 2012, diện tích trồng dâu tây ở Đà Lạt lại tăng nhanh chóng, đạt 135ha, năng suất 60 - 70 tấn/ha. Ở Việt Nam có hai vùng sinh thái Đà Lạt – Lâm Đồng và Sapa – Lào Cai có những điều kiện khí hậu thuận lợi để phát triển giống cây dâu tây [48]. Hiện nay ở miền Bắc, giống được trồng nhiều là giống dâu tây Mỹ, giống này mang nhiều đặc điểm tốt như khả năng kháng bệnh tốt, quả có màu sắc đẹp, quả to mùi thơm đặc trưng, quả có độ cứng và phù hợp với điều kiện sinh thái miền Bắc. Phương pháp nhân giống dâu tây chủ yếu hiện nay bằng nhân giống truyền thống bao gồm tách thân bò và tách cây con từ thân chính. Phương pháp này cho hệ số nhân giống không cao và có thể lây nhiễm một số bệnh từ cây mẹ. Nhiều nghiên cứu cho thấy việc ứng dụng nuôi cấy đỉnh sinh trưởng tạo giống sạch bệnh có hiệu quả tốt. Tuy nhiên, sử dụng đỉnh sinh trưởng để nuôi cấy có ảnh hưởng đến sức sống cây mẹ và số lượng mẫu để phục vụ nuôi cấy không có nhiều [8], [45]. Vì vậy, việc tối ưu nguồn vật liệu cho nuôi cấy là một vấn đề quan trọng trong nhân giống vô tính. Hệ thống tái sinh trên cây dâu tây đã được thiết lập dựa trên nhiều nguồn vật liệu khác nhau bao gồm : lá [45], [37], cuống lá [37], nụ hoa [20], [22], rễ [22] , hạt phấn [22], đoạn thân [37], cuống hoa [37]. 2 Xuất phát từ thực tiễn trên, nghiên cứu tiến hành "Tái sinh cây dâu tây (Fragaria Vesca L.) in vitro từ mảnh lá" để khắc phục hiện tượng giảm sức sống của cây mẹ, trong nghiên cứu sử dụng lá dâu tây làm nguyên liệu phục vụ nuôi cấy tái sinh cây dâu tây từ mô sẹo, qua đó góp phần hạn chế những khó khăn trong quá trình nhân giống dâu tây hiện nay. 1.2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu Tái sinh thành công cây dâu tây (Fragaria Vesca L.) in vitro từ mảnh lá. 1.2.2. Yêu cầu của đề tài - Nghiên cứu được khả năng nảy mầm của hạt để tạo nguồn vật liệu sạch cho nuôi cấy. - Nghiên cứu được ảnh hưởng của điều kiện ánh sáng đến khả năng tạo mô sẹo từ mảnh lá. - Nghiên cứu được ảnh hưởng của BAP kết hợp với NAA đến khả năng tạo mô sẹo từ mảnh lá. - Nghiên cứu được ảnh hưởng của BAP kết hợp với TDZ đến tái sinh chồi từ mảnh lá. - Nghiên cứu được ảnh hưởng của BAP, Kinetin, Kinetin kết hợp với TDZ đến nhân nhanh chồi. - Nghiên cứu được ảnh hưởng của IBA đến quá trình ra rễ của cây dâu tây. 1.3. Ý nghĩa đề tài 1.3.1. Ý nghĩa khoa học - Giúp sinh viên củng cố và hoàn thiện kiến thức lí thuyết đã học, tích lũy kinh nghiệm làm việc. - Thông qua đề tài, tìm hiểu được vai trò của một số chất điều tiết sinh trưởng đối với quá trình tái sinh, nhân nhanh và tạo rễ của chồi cây dâu tây. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn Nhân giống được cây dâu tây in vitro phục vụ sản xuất. 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào thực vật Thực vật là một đối tượng được nghiên cứu nhiều và sự phát sinh hình thái dựa trên hai yếu tố là tính toàn năng của tế bào thực vật và sự phân hóa, phản phân hóa. Năm 1902, lần đầu tiên nhà thực vật học người Đức Haberlandt đã đưa ra quan niệm: “Mỗi tế bào bất kì (đã biệt hóa) của một cơ thể sinh vật đa bào đều có khả năng tiềm tàng để có thể phát triển thành một cơ thể hoàn chỉnh”. Theo quan niệm của sinh học hiện đại thì: Tất cả mọi tế bảo của một cơ thể đều chứa mộ bộ gene y hệt nhau, do đó tất cả các tế bào của một cơ thể có tiềm năng tổng hợp những kiểu protein – enzyme giống hệt nhau và nếu được nuôi cấy trong môi trường thích hợp đều có thể phát triển thành cây nguyên vẹn đặc trưng cho loài cụ thể và ra hoa kết trái bình thường. Khả năng đó của tế bào được gọi là tính toàn năng tế bào thực vật” [11]. Quá trình phát sinh hình thái trong nuôi cấy mô, tế bào thực vật thực chất là kết quả của quá trình phân hoá và phản phân hoá tế bào [1]. Sự phân hóa và phản phân hóa được biểu thị bằng biểu đồ: Phân hóa tế bào Tế bào phôi sinh Tế bào giãn Tế bào chuyên hóa Phản phân hóa 2.2. Các giai đoạn chính trong nuôi cấy mô tế bào thực vật Theo PGS.TS Ngô Xuân Bình (2004) [2] có 5 giai đoạn trong nuôi cấy mô: - Giai đoạn 1: Chuẩn bị mẫu cấy 4 Vật liệu thường được chọn và đưa vào nuôi cấy là: Đỉnh sinh trưởng, chồi nách, hoa tự, hoa, đoạn thân, mảnh, lá, rễ. - Giai đoạn 2: Tái sinh mẫu nuôi cấy Quá trình này được điều khiển chủ yếu bằng các chất kích thích sinh trưởng (tỷ lệ Auxin/Cytokinin). - Giai đoạn 3: Nhân nhanh chồi Đây là giai đoạn then chốt của quá trình nuôi cấy. Để tăng hệ số người ta thường sử dụng các chất kích thích sinh trưởng (Auxin, Cytokinin…), nước dừa, dịch chiết nấm men… kết hợp với các yếu tố ánh sáng, nhiệt độ thích hợp. - Giai đoạn 4: Tạo cây hoàn chỉnh Khi đạt được kích thước nhất định các chồi được chuyển sang môi trường ra rễ để tạo cây hoàn chỉnh. Các chất kích thích được sử dụng để tạo rễ cho chồi: IAA, IBA, NAA, 2,4-D được nghiên cứu và sử dụng nhiều nhất để tạo rễ cho chồi. -Giai đoạn 5: Giai đoạn đưa cây ra đất Đây là giai đoạn chuyển cây từ môi trường dị dưỡng sang môi trường tự dưỡng hoàn toàn. Do đó phải đảm bảo các điều kiện ngoại cảnh thích hợp để cây có thể đạt tỷ lệ sống cao trong vườn ươm cũng như trong sản xuất. 2.3. Giới thiệu chung về cây dâu tây 2.3.1. Nguồn gốc Cây dâu tây có tên khoa học là Fragaria Vesca L., là loài cây được biết từ thời La Mã và cũng có thể từ thời Ai Cập. Lúc này, trái dâu tây được dùng chung với các loại trái dại khác. Đến đầu thế kỷ XIV, người Pháp bắt đầu trồng loại cây dâu rừng này và dần dần thuần hóa chúng. Cuối thế kỷ XVI, ba loài dâu tây của Châu Âu là Fragaria vesca, Fragaria moschata và Fragaria viridis được ghi nhận là loại cây ăn quả [14]. Ở nước ta, vào đầu những năm 30 của thế kỷ XX, cây dâu tây Fragaria vesca được trồng thử nghiệm ở Đà Lạt bởi người Pháp. Các cây dâu tây đầu tiên có trái nhỏ, màu sắc nhạt nhưng có mùi đặc trưng. Nguyên nhân là do giống dâu tây này mới được trồng ở Đà Lạt nên còn chưa thích nghi với điều kiện khí hậu ở đó. 5 Đến năm 1963, một số giống dâu tây mới được du nhập từ Mỹ cho trái đậm, năng suất cao, nhưng không thơm bằng các giống dâu Pháp. Để đáp ứng nhu cầu thị trường, từ những năm 1994, nhiều loại dâu tây mới đã được nhập và trồng tại Lâm Đồng và một số tỉnh phía Bắc [14]. 2.3.2. Phân loại * Theo phân loại thực vật [10] thì dâu tây được phân loại: Giới : Plantea (thực vật) Ngành : Angiospermae (hạt kín) Lớp : Rosids (hoa hồng) Bộ : Rosales (hoa hồng) Họ : Rosaceae (hoa hồng) Chi : Fragaria Loài : Fragaria L. 2.3.3. Đặc điểm thực vật học của cây dâu tây Theo Võ Khắc Chi (2003) [3], cây dâu tây có đặc điểm: 2.3.3.1. Rễ Rễ cây dâu tây thuộc loại rễ chùm. Đầu chóp rễ dâu tây có sức phân nhánh mạnh. Rễ cây dâu tây phát triển tốt nhất trong điều kiện khi nhiệt độ đất là 25oC. 2.3.3.2. Thân cây dâu tây Dâu tây thuộc loài cây thân thảo, có hai kiểu thân là thân chính và thân bò. Thân bò bắt đầu từ cổ rễ vươn dài trên mặt đất và tận cùng là một chồi. Chồi này phát triển thành một cây mới. Gióng của thân bò đó có thể chết đi hoặc bị cắt đứt nhưng chồi mới được hình thành vẫn sống độc lập. Thường thì từ thân chính sẽ phát sinh thêm 1 đến 2 thân con nữa và các nhánh này góp phần vào năng suất của cây dâu tây sau này. 6 A B Hình 2.1. Cây dâu tây A. Ảnh chụp cây dâu tây B. Ảnh mô tả cấu trúc cây dâu tây 2.3.3.3. Lá Lá phát sinh bao quanh xung quanh thân, lá có cuống dài, lá kép lông chim có 3 lá chét. Lá có dạng ô van. 2.3.3.4. Hoa Phân chia thành nhiều nhánh, mỗi nhánh có một hoa. Hoa có 5 cánh tràng mỏng, màu trắng, hơi tròn. Hoa lưỡng tính, có 25-30 nhị và 50-500 nhụy. Lá đài của hoa dâu tây nhỏ và có màu xanh. 2.3.3.5. Quả Quả dâu tây là quả giả, chứa các mô ngoài noãn, được phình ra từ đế hoa. Quả thật là những quả bế gọi là hạt. Số lượng quả bế nhiều, nhỏ, hình elip bao phủ bề mặt quả. Quả có hình bầu dục, quả non có màu xanh lục, khi quả chín, quả có màu hồng hoặc màu đỏ tuỳ từng giống. Quả Dâu tây có mùi thơm, vị ngọt lẫn vị chua. 2.3.4. Giá trị của cây dâu tây Giá trị của cây dâu tây được biết đến từ những năm 1400 ở Châu Âu do người La Mã phát hiện và được trồng vào thời Trung cổ [27], [36]. Dâu tây được sử dụng để chữa bệnh, chăm sóc sắc đẹp, làm lành vết thương. Sau đó người ta đã dần phát hiện thêm nhiều tác dụng chữa bệnh khác của cây dâu tây [16], [29], [39]. 7 * Giá trị dinh dƣỡng của dâu tây Fragaria vesca L. là một loại thảo dược lâu năm thuộc trong họ Rosaceae, mọc ở đồng cỏ, rừng và dọc theo hai bên đường [17], [21], [23], [42]. F. vesca, thường được gọi là dâu tây hoang dã, là cây mọc trong điều kiện khí hậu ôn đới đến các vùng cận nhiệt đới của Bắc bán cầu, độc quyền của vùng nhiệt đới [23], [25]. F. vesca, có nguồn gốc châu Âu và các khu vực ôn đới của châu Á [19], [24], [31]. F. vesca đã được sử dụng như thuốc nhuận tràng, lợi tiểu, làm se vết thương, sát trùng trong y học dân gian [29]. Lá dâu tây được sử dụng chữa các bệnh đường tiêu hóa và da [23]. Ngoài ra, dâu tây còn có tác dụng là chất chống oxy hóa [16], [27], [41], thuốc chống đông máu, chống viêm [26], giãn tim mạch [34], [44], chống huyết khối [35], kháng khuẩn [44], giảm đau [28]. Giá trị lớn nhất của quả dâu tây là tác dụng chữa bệnh mà người ta không tìm thấy trong bất kỳ loại thực phẩm nào khác. Trong quả dâu tây có chứa các chất bảo vệ, chống ôxy hóa nhiều gấp 10 lần quả cà chua [4]. Trong phần thịt của quả dâu tây có các loại sinh tố A, B1, B2 và đặc biệt là lượng sinh tố C khá cao, hơn cả cam, dưa hấu. Đây là tính ưu việt của quả dâu tây giúp tăng sức đề kháng chống nhiễm trùng, nhiễm độc, cảm cúm và chống stress, lão hóa (oxy hóa) [4]. Dâu tây vị ngọt, chua, tính mát, công hiệu bổ phổi, điều hòa chức năng tiêu hóa, bồi bổ cơ thể, mát máu, giải độc. Dùng chữa các chứng như ho do phổi nóng, cổ họng sưng đau, chán ăn, tiểu ngắn, tiểu gắt, thiếu máu suy nhược, ung nhọt, say rượu. 8 Bảng 2.1. Thành phần dinh dƣỡng của quả dâu tây Thành phần dinh dƣỡng Năng lượng Đơn vị Hàm lƣợng dinh dƣỡng (100g ăn đƣợc) Kcal 46,0 Nước g 84,0 Protein g 1,8 Lipid g 0,4 Glucid tổng số g 7,7 Tro g 0,8 Natrium (Na) mg 0,7 Kalium (K) mg 190 Calcium (Ca) mg 22,0 Vitamin A µg 5,0 Β-caroten µg 30,0 Vitamin E µg 0,58 Vitamin B1 µg 0,03 Vitamin B2 µg 0,06 Vitamin PP µg 0,3 Vitamin B6 µg 0,06 Vitamin C µg 60,0 (Nguồn: Thái Thị Thúy Liên và cs.,2008) [5] * Giá trị kinh tế của dâu tây Dâu tây là loại thực phẩm có mùi thơm, vị ngọt lẫn chua nên rất được ưa chuộng. Ở Việt Nam có hai vùng sinh thái Đà Lạt – Lâm Đồng và Sapa – Lào Cai có những điều kiện khí hậu thuận lợi để phát triển giống cây dâu tây. Năm 2005 – 2006 ở Đà Lạt có diện tích 120 ha, đến năm 2011 chỉ còn 40 ha. Đến năm 2012, diện tích trồng dâu tây ở Đà Lạt lại tăng nhanh chóng, đạt 135 ha, năng suất 60 - 70 tấn/ha [8], [48]. Thời gian thu hoạch chính là từ tháng 10 đến tháng 4 cho năng suất 9 cao đạt từ 70kg đến 80kg trên một sào cho thu nhập cao. Việc chăm sóc đạt yêu cầu an toàn trong vườn dâu tây có thể cho thu hoạch trái vụ liên tục từ tháng 5 đến tháng 9 cho năng suất mỗi ngày trên dưới 40 ký mỗi sào, nhân với hơn 6 sào hiện có, tổng sản lượng 2,4 tạ [48]. Hiện tại dâu tây có mặt ở niều siêu thị và chợ nên việc mua bán được thuận lợi đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Quả dâu tây có thể dùng để ăn tươi, làm mứt, nước giải khát, rượu và hương vị thực phẩm [8]. 2.3.5. Các phương pháp nhân giống cây dâu tây Có 2 phương pháp nhân giống cây dâu tây chủ yếu hiện nay là tách cây con từ ngó cây mẹ, nuôi cấy mô. Phương pháp tách cây con từ ngó cây mẹ đơn giản, dễ thực hiện, nhưng cho hệ số nhân giống thấp, chất lượng cây giống không đồng đều, ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát dục của cây mẹ. Chỉ nên lấy cây con tách từ ngó cây mẹ dưới một năm tuổi mới đảm bảo chất lượng con giống [8]. Phương pháp nuôi cấy mô là phương pháp nhân giống phức tạp, đòi hỏi đầu tư trang thiết bị ban đầu lớn, giá thành cây giống cao hơn, tuy nhiên phương pháp này có hệ số nhân rất cao, chất lượng cây giống tốt, đồng đều, sạch sâu bệnh [12]. Chính vì vậy mà phương pháp nuôi cấy mô không những phục vụ cho nhân giống mà còn có tác dụng phục tráng giống. Ngoài ra, việc nuôi cấy in vitro sử dụng nguồn hydrocacbon nhân tạo do đó mà khả năng tự tổng hợp chất hữu cơ kém, cây nuôi cấy in vitro được nuôi trong bình thủy tinh có độ ẩm bão hòa, do vậy mà khi trồng cây ra ngoài điều kiện tự nhiên cây thường bị mất nước, không thích nghi được cây dễ bị héo và chết. 2.4. Tình hình nghiên cứu nhân giống cây dâu tây bằng phƣơng pháp nuôi cấy mô trên thế giới và Việt Nam 2.4.1. Trên thế giới Do cây dâu tây có giá trị kinh tế, giá trị sử dụng cao nên có rất nhiều nước đi sâu nghiên cứu kỹ thuật nhân giống, chọn lọc và tạo giống mới. 10 Yildirim A.B. (2014) [42] đã nghiên cứu ảnh hưởng của các chất tăng cường tái sinh trên từng giống của Fragaria vesca L. và so sánh phenolic của lĩnh vực trồng và vật liệu cây trồng ống nghiệm trồng bằng phương pháp sắc ký lỏng electrospray tandem khối phổ (LC-ESI-MS / MS). Năm 2002, tác giả Passey A.J. (2002) [38] đã tiến hành nghiên cứu về sự tái sinh chồi ngẫu nhiên từ bảy giống dâu tây thương mại (Fragaria x ananassa Duch.) sử dụng nhiều loại mẫu cấy. Một trong những nhân tố tạo nên thành công cho ngành sản xuất dây tây ở một số nước trên thế giới là đã sử dụng công nghệ nhân giống in vitro để sản xuất cây con giống. Ngoài chồi đỉnh, nhiều nhà nghiên cứu sử dụng các bộ phận khác của cây dâu tây để nuôi cấy như đoạn thân, mảnh lá, cánh hoa. Cũng theo phương pháp này, Passey A.J. và cộng sự (2002) đã nghiên cứu thu được những giống dâu tây sạch virus [38]. Việc sử dụng đỉnh sinh trưởng để nuôi cấy in vitro cũng được thực hiện thành công bởi Chien-Ying K. và cộng sự (2009) [18], kết quả thí nghiệm cho thấy phương pháp tối ưu, để mẫu có tỷ lệ sống sót, tỷ lệ tái sinh chồi cao nhất là bảo quản chồi đỉnh dâu tây trước nuôi cấy hai ngày trong điều kiện lạnh. Chất lượng chồi cây giống in vitro là yếu tố có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu quả sản xuất cây giống tiêu chuẩn cũng như khả năng sinh trưởng của cây. Để hoàn thiện quy trình nuôi cấy mô cây dâu tây, việc nghiên cứu giai đoạn cuối cùng là đưa cây in vitro ra ngoài đất cũng rất quan trọng [32]. 2.4.2. Ở Việt Nam Cây dâu tây được trồng ở nước ta từ lâu nhưng các kết quả nghiên cứu về loài cây này không nhiều. Trong những năm gần đây việc tăng năng suất, chất lượng dâu tây cùng với sự đổi mới về các kỹ thuật nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực khác nhau được nhiều cơ quan, trường đại học quan tâm. Tiêu biểu trong đó có Phân viện sinh học Tây nguyên, Trung tâm nghiên cứu Khoai tây rau và hoa, Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng nông nghiệp Lâm Đồng. Dự án “Hoàn thiện quy trình nhân giống và cung cấp cây giống dâu tây sạch bệnh, số lượng lớn cho các vùng trồng dâu tây trong tỉnh Lâm Đồng” do Viện Sinh học 11 Tây Nguyên chủ trì đã đặt ra mục tiêu: Hoàn thiện công nghệ nhân giống và trồng dâu tây, tạo ra cây giống dâu sạch bệnh có chất lượng tốt đồng thời, xây dựng một số mô hình trong dân. Năm 2007, tác giả Phạm Xuân Tùng và cộng sự [13] đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp xử lý khử trùng mẫu và các yếu tố môi trường trong nhân nhanh giống dâu tây in vitro cho phép sản xuất hàng loạt cây dâu tây trong khoảng thời gian 10 đến 12 tuần. Năm 2010, tác giả Nguyễn Trí Minh [7] đã thử nghiệm nghiên cứu hệ thống nhân giống cây dâu tây (Fragaria x ananassa Duch.) bằng công nghệ nuôi cấy mô thực vật đặc biệt chú trọng công nghệ quang tự dưỡng, nhằm tạo ra cây dâu tây sạch bệnh và chất lượng cao kết quả như sau: Môi trường tái sinh chồi dâu tây in vitro là môi trường 1/2MS có bổ sung agarose 8,5g/l, saccarose 35g/l , BAP 1,5mg/l và IBA 0,1 mg/l cho hiệu quả cao nhất, đỉnh sinh trưởng phát triển mạnh và hệ số nhân cao, chồi xanh, khỏe mạnh và phát triển bình thường. Môi trường kéo dài chồi và phát triển rễ là môi trường MS không đường, không vitamin, không chất điều hòa sinh trưởng, giá thể florialite; cường độ ánh sáng 200 mol m-2 s-1, nồng độ CO2 1000 µmol mol-1. Dâu tây nuôi cấy trong điều kiện quang tự dưỡng tiết kiệm được 25% chi phí sản xuất cây giống so với điều kiện quang dị dưỡng nhờ vào tỷ lệ nhiễm thấp. Kết quả này mở ra triển vọng về ứng dụng nuôi cấy mô quang tự dưỡng trong việc sản xuất dâu tây giống ở quy mô công nghiệp. Trước đây đã có nhiều nghiên cứu về giống dâu tây trên những phương diện khác nhau. Năm 2004, tác giả Dương Tuấn Nhựt và cộng sự [8] đã tiến hành nghiên cứu hệ thống nhân giống dâu tây bằng túi nilon để nâng cao chất lượng và số lượng dâu tây giống. Bên cạnh đó, cường độ chiếu sáng, các chất điều hòa tăng trưởng và hàm lượng CO2 cũng có ảnh hưởng không nhỏ đến khả năng sinh trưởng in vitro của dâu tây [6], [9]. 2.5. Tình hình sản xuất dâu tây Theo thống kê của tổ chức lương thực và nông nghiệp thế giới (FAO – Food and Agriculture Organization of the United Nations), hiện nay có khoảng trên 70 12 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới trồng và sản xuất dâu tây, sản lượng trung bình đạt 3,1 triệu tấn. Đức và Pháp là hai nước tiêu thụ nhiều nhất, khoảng 320.000 tấn/ năm. Trong khi đó, Hoa Kỳ đứng đầu thế giới về sản xuất dâu tây (khoảng 840.000 tấn/năm), tiếp theo là Trung Quốc và Tây Ban Nha (FAO, 2010) [46]. Bảng 2.2. Diện tích, năng suất, sản lƣợng dâu tây trên thế giới giai đoạn 2006 - 2012 Chỉ tiêu Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn) Năm 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 264 299 264 734 247 825 245 871 228 272 243 405 241 109 150 276 151 075 166 661 186 951 190 688 177 816 187 335 3971185 3 999 464 4 130 279 4 596 586 4 352 869 4 328 129 4 516 810 (Nguồn: FAOSTAT, 2012) [47] Ở Việt Nam, dâu tây được trồng tập trung chủ yếu ở Đà Lạt - Lâm Đồng và một số tỉnh miền Bắc như: Hưng Yên, Mộc Châu (Sơn La). Dâu tây là cây dễ trồng, dễ chăm sóc, đem lại nguồn lợi nhuận lớn tuy nhiên đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu cao. Nhưng nếu chăm sóc tốt, đặc biệt là ứng dụng công nghệ sinh học trong canh tác, áp dụng kỹ thuật che phủ nilon mặt luống và làm vòm che nilon thì chỉ sau hai tháng cây đã bắt đầu cho thu hoạch lứa quả đầu tiên. Thời gian thu hoạch có thể kéo dài từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau, cho năng suất trung bình 20-25 tấn/ha, nếu chăm sóc tốt có thể cho thu hoạch 30 tấn/ha [8]. Qua các nghiên cứu cho thấy phạm vi trồng dâu tây tại Việt Nam có thể mở rộng nếu ứng dụng công nghệ sinh học, áp dụng khoa học công nghệ trong canh tác thì tiềm năng tiêu thụ của trái dâu tây của Việt Nam là rất cao, ở cả thị trường trong và ngoài nước, đặc biệt có thể hình thành các vùng chuyên canh dâu tây theo mô hình phát triển các vùng chuyên canh cây ăn trái lớn trong cả nước.