Tài liệu Nghiên cứu nhân giống cây rau báng (ficus callosa willd) bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM -------------------- NGUYỄN HOÀI THU NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG CÂY RAU BÁNG (FICUS CALLOSA WILLD) BẰNG KỸ THUẬT NUÔI CẤY IN VITRO LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN HOÀI THU NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG CÂY RAU BÁNG (FICUS CALLOSA WILLD) BẰNG KỸ THUẬT NUÔI CẤY IN VITRO CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG MÃ SỐ: 60.62.01.10 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO TS. NGUYỄN THỊ TUYẾT HÀ NỘI, 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đã trực tiếp thực hiện các nghiên cứu trong luận văn này. Mọi kết quả thu được nguyên bản, không chỉnh sửa hoặc sao chép từ các nghiên cứu khác, các số liệu, sơ đồ kết quả của luận văn này chưa từng được tác giả nào khác công bố. Mọi dữ liệu, hình ảnh, biểu đồ và trích dẫn tham khảo trong luận văn được thu thập và sử dụng từ nguồn dữ liệu mở hoặc với sự đồng ý của tác giả. Các phần mềm phân tích số liệu đều có bản quyền hoặc được sử dụng với sự đồng ý của (nhóm) tác giả xây dựng phần mềm. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với những lời cam đoan trên! Tác giả Nguyễn Hoài Thu Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc với PGS.TS. Nguyễn Thị Phương Thảo và TS. Nguyễn Thị Tuyết người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình công tác cũng như trong thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn thạc sỹ khoa học này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô của Bộ môn sinh lý thực vật, cùng tập thể các thầy và cán bộ đang công tác tại Khoa Nông học – Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã dạy dỗ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ, anh chị em trong Bộ môn Đa dạng Sinh học Nông nghiệp, Trung tâm Tài nguyên thực vật, đã giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình công tác và nghiên cứu khoa học vừa qua. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã nhiệt tình động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu khoa học cũng như trong cuộc sống. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Nguyễn Hoài Thu Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii MỤC LỤC L Ờ I C A M M 1 Ở 1. 1 Đặ 2. 3 M 2.1 3 M 2.2 3 Yê 2.3 3 Ý 23 . 23 . Ch 4 ươ 1.1 4 Gi 14 . 15 . 16 . 1.2 7 Ứn 17 . 18 . 1 1 . 1 1.3 Tình hình nghiên cứu trong nhân giống nuôi cấy in vitro của một số loại cây thân gỗ 17 1.3.1 Tình hình nghiên cứu về nhân giống trong nuôi cấy in vitro của một số cây thân gỗ trên thế giới Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 18 Page 3 1.3.2 Tình hình nghiên cứu về nhân giống trong nuôi cấy in vitro của một số cây thân gỗ ở Việt Nam 20 Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm, thời gian nghiên cứu 26 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 26 2.1.2. Vật liệu nghiên cứu 26 2.1.3. Địa điểm nghiên cứu 26 2.2. Nội dung nghiên cứu 26 2.3. Phương pháp nghiên cứu 27 2.4. Xử lý số liệu 35 2.5. Điều kiện thí nghiệm 35 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1. Ảnh hưởng về nồng độ và thời gian của chất khử trùng tới tỷ lệ sống của mẫu cây rau Báng 37 3.1.1 Ảnh hưởng của chất khử trùng NaOCl đến tỷ lệ sống của mẫu cây rau Báng 37 3.1.2 Ảnh hưởng của chất khử trùng HgCl2 ở nồng độ 0,1% đến tỷ lệ sống của mẫu cây rau Báng. 40 3.2. Ảnh hưởng của các chất kích thích sinh trưởng đến khả năng tái sinh chồi của mẫu cây rau Báng. 42 3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ kinetin đến khả năng tái sinh chồi của mẫu cây rau Báng 42 3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ BAP đến khả năng tái sinh chồi của mẫu cây rau Báng 44 3.3. Ảnh hưởng của các chất kích thích sinh trưởng đến khả năng nhân chồi của mẫu cây rau Báng. 45 3.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ kinetin đến hiệu quả nhân chồi của mẫu cây rau Báng. 46 3.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ BAP đến hiệu quả nhân chồi của mẫu cây rau Báng. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 47 Page 4 3.3.3 Ảnh hưởng của sự kết hợp nồng độ giữa Kinetin và BAP đến hiệu quả nhân chồi của mẫu cây rau Báng. 49 3.3.4 Ảnh hưởng của sự kết hợp giữa BAP và nước dừa đến hiệu quả nhân chồi của mẫu cây rau Báng. 50 3.3.5 Ảnh hưởng của sự kết hợp giữa BAP và IBA đến hiệu quả nhân chồi của mẫu cây rau Báng 52 3.4. Ảnh hưởng của các chất kích thích sinh trưởng đến khả năng ra rễ của chồi cây rau Báng 54 3.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ than hoạt tính đến hiệu quả ra rễ của chồi cây rau Báng. 55 3.4.2 Ảnh hưởng của nồng độ α-NAA đến hiệu quả ra rễ của chồi cây rau Báng. 3.5 Ảnh hưởng của giá thể đến tỷ lệ sống của cây con ngoài vườn ươm K Ế K ẾT Đ Ề T ÀI P H 56 58 61 61 61 62 65 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT NaOCl Natri Hypocloric HgCl2 Mercury (II) Chloride BAP 6-benzylaminopurine CT Công thức IBA Indole-3- butyric acid Kinetin Furfurylaminopurine MS Murashige and Skoog, 1962 α-NAA Naphlene acetic acid TN Thí nghiệm THT Than hoạt tính Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 DANH MỤC BẢNG Bảng 3. 1 Ảnh hưởng của chất khử trùng NaOCl ở nồng độ 10% đến tỷ lệ sống của mẫu cây rau Báng sau 3 tuần nuôi cấy Bảng 3. 2 37 Ảnh hưởng của chất khử trùng NaOCl ở nồng độ 20% đến tỷ lệ sống của mẫu cây rau Báng sau 3 tuần nuôi cấy Bảng 3. 3 39 Ảnh hưởng của chất khử trùng HgCl2 ở nồng độ 0,1% đến tỷ lệ sống của mẫu cây rau Báng sau 3 tuần nuôi cấy 40 Bảng 3. 4 Ảnh hưởng của nồng độ kinetin đến khả năng tái sinh chồi của mẫu cây rau Báng sau 8 tuần nuôi cấy Bảng 3. 5 42 Ảnh hưởng của nồng độ BAP đến khả năng tái sinh chồi của mẫu cây rau Báng sau 8 tuần nuôi cấy Bảng 3. 6 44 Ảnh hưởng của kinetin đến hiệu quả nhân chồi của mẫu cây rau Báng sau 45 ngày nuôi cấy Bảng 3. 7 46 Ảnh hưởng của nồng độ BAP đến hiệu quả nhân chồi của mẫu cây rau Báng sau 45 ngày nuôi cấy Bảng 3. 8 47 Ảnh hưởng của sự kết hợp nồng độ giữa Kinetin và BAP đến hiệu quả nhân chồi của mẫu cây rau Báng sau 45 ngày nuôi cấy Bảng 3. 9 49 Ảnh hưởng của sự kết hợp giữa BAP và nước dừa đến hiệu quả nhân chồi của mẫu cây rau Báng sau 45 ngày nuôi cấy 51 Bảng 3. 10 Ảnh hưởng của sự kết hợp giữa BAP và IBA đến hiệu quả nhân chồi của mẫu cây rau Báng sau 45 ngày nuôi cấy 52 Bảng 3. 11 Ảnh hưởng của nồng độ than hoạt tính đến hiệu quả ra rễ của chồi cây rau Báng sau 45 ngày nuôi cấy 55 Bảng 3. 12 Ảnh hưởng của nồng độ α-NAA đến hiệu quả ra rễ của chồi cây rau Báng sau 60 ngày nuôi cấy 56 Bảng 3. 13 Ảnh hưởng của loại giá thể đến tỷ lệ sống của cây con ngoài vườn ươm sau 60 ngày theo dõi Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 59 Page 5 DANH MỤC HÌNH Hì nh 3. 1 Hì Hì nh 3. Hì nh Hì nh Hì nh Hì nh Hì nh Hì nh Hì nh Hì nh Hì nh Hì nh Hì nh Hì nh Hì nh Ả nh hư ởn g củ a số ng Ả nh hư Ả nh m ẫu Ả nh m ẫu Ả nh m ẫu Ả nh m ẫu Ả nh câ yẢ nh hi ệu Ả nh nh ân Ả nh nh ân Ả nh hi ệu Ả nh ch ồi Ả nh câ yẢ nh rễ củ Ả nh vư ờn 3 8 3 9 4 0 4 1 4 3 4 4 4 5 4 6 4 8 5 0 5 1 5 3 5 4 5 5 5 7 5 8 5 9 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Cây Báng (Ficus callosa Willd) là cây thân gỗ mọc hoang dại, thuộc chi sung Ficus, họ Dâu tằm (Moraecae) có nguồn gốc ở Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Năm 2006, cây Báng được Công ty cổ phần Nông nghiệp và du lịch sinh thái Ba Vì (BAVIECO) thuộc Công ty trách nhiệm hữu hạn Sannam bước đầu thuần hóa để phục vụ sản xuất. Cây rau Báng được gây trồng từ cành chiết tại Nông trại của BAVIECO ở thôn Đồi Voi, xã Xuân Hòa, Ba Vì, Hà Nội. Kết quả đánh giá bước đầu cho thấy, lá non và ngọn của cây Báng sử dụng làm rau xanh dinh dưỡng cho người, ăn ở dạng nấu chín như luộc, xào, nấu canh. Lá cây rau Báng khi trưởng dùng làm thức ăn chăn nuôi. Bột lá rau Báng có thể dùng để nấu bột cho trẻ nhỏ, bổ sung thành phần rau rất tốt. Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng trong lá non và búp ngọn của cây Báng năm 2011 tại Viện Dinh dưỡng, Bộ Y tế cho thấy, rau Báng là một trong những loại rau rừng tự nhiên có hàm lượng dinh dưỡng cao, bao gồm các chất khoáng (canxi, sắt, photpho…), xơ, vitamin (B1, B2, C) và nhiều axit amin không thay thế, rất cần thiết cho con người như lizin, treonin, valin, izolơxin, metionin, xittin, phênylalamin, tyrozin,… Nếu so sánh với cải bắp- loại rau phổ biến, ngoại trừ hàm lượng gluxít, chất xơ và photpho thấp hơn còn tất cả các chất dinh dưỡng khác ở rau Báng đều cao hơn hẳn. Nuôi cấy mô thực vật được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như sự nhân giống vô tính trên qui mô lớn, tạo hạt nhân tạo, sản xuất cây giống sạch bệnh… Trong nhiều năm qua phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật liên quan đến tái sinh cây con từ mô phân sinh đã được phát triển và bàn luận như các chủ đề quan tâm đặc biệt. Tuy nhiên, trong thời gian gần đây phương pháp này đã đạt được trên cơ sở khai thác thành công quy mô thương mại của kỹ thuật nuôi cấy mô để cải thiện giống cây rừng. Cây Báng là một đối tượng cây rau mới được đưa vào khai thác còn rất nhiều vấn đề cần được quan tâm đặc biệt là vấn đề nhân giống để tạo ra số lượng Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1 cây con lớn phục vụ cho sản xuất hàng hoá. Hiện tại có một số phương pháp nhân giống đã được áp dụng đối với cây Báng như: chiết cành, gieo hạt. Trên thực tế khi tiến hành thực hiện chiết cành đối với cây Báng thì tỷ lệ cây sống rất thấp mà nguyên nhân chính là đặc điểm thực vật học của thân cây có chứa ống tiết sữa và nhựa cây màu trắng sữa trong tất cả các nhu mô, vỏ dẻo cùng với gỗ khá mềm. Đây là một yếu tố chính làm cho việc chiết cành cây Báng gặp rất nhiều khó khăn, lượng mủ trong cây chảy ra tương đối nhiều làm cho cành chiết thường bị khô, héo và không phát triển được. Bên cạnh đó là biện pháp nhân giống bằng hình thức gieo hạt. Quả của cây Báng sau khi chín được thu hoạch và tách lấy phần hạt cây để tiến hành nhân giống bằng biện pháp gieo hạt. Quả phức do nhiều quả đơn dính lại với nhau, hạt phần lớn có nội nhũ, kích thước hạt lại rất nhỏ chính vì vậy việc gieo hạt cũng đem lại hiệu quả không cao. Việc nhân giống bằng các phương pháp truyền thống này không đem lại hiệu quả cao vì vậy mà việc mở rộng diện tích cũng như là khai thác cây Báng gặp rất nhiều khó khăn. Phương pháp nhân giống bằng nuôi cấy in vitro cho cây Báng giúp đưa ra sản phẩm cây con nhanh hơn. Theo lý thuyết một quần thể có độ đồng đều cao có thể tái sinh từ bất kì cây ưu việt chọn lọc nào đó. Do đó người ta có thể chọn lọc một cây có tính trạng mong muốn để nhân nhanh lên thành một số lượng lớn phục vụ cho mục đích thương mại. Không có một kĩ thuật nhân giống vô tính nào khác có ưu điểm về tốc độ nhân nhanh cũng như có hệ số nhân giống cao hơn. Phương pháp này hoàn toàn thực hiện trong phòng thí nghiệm nên không bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết, các vật liệu khởi đầu có kích thước nhỏ, mật độ cây tạo nên trên một đơn vị diện tích lớn hơn nhiều so với ngoài đồng ruộng cũng như các phương pháp nhân giống truyền thống. Nuôi cấy in vitro trong điều kiện hoàn toàn chủ động về môi trường dinh dưỡng, chế độ ánh sáng và nhiệt độ là tiền đề hoàn toàn thoát khỏi mùa vụ, điều kiện bất lợi…như vẫn xảy ra trong sản xuất nông nghiệp và có thể công nghiệp hoá hoàn toàn công việc sản xuất giống giúp cho việc nhân giống cũng như công nghiệp hoá giống cây trồng được nâng cao. Vì vậy chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu nhân giống cây rau Báng (Ficus callosa Willd) bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro”. 2. Mục đích yêu cầu của đề tài 2.1 Mục đích của đề tài Nghiên cứu thành công nhân giống cây rau Báng bằng kĩ thuật nuôi cấy in vitro để cung cấp cho thị trường số lượng cây con ổn định nhằm phục vụ cho sản xuất hàng hoá. 2.2 Yêu cầu đề tài - Xác định chế độ khử trùng tối ưu của mẫu Báng trong nuôi cấy in vitro; - Xác định được nồng độ thích hợp của các chất điều hòa sinh trưởng bổ sung vào môi trường nuôi cấy cho quá trình phát sinh hình thái và tạo chồi in vitro; - Xác định được nồng độ thích hợp của các chất điều hòa sinh trưởng bổ sung vào môi trường nuôi cấy cho quá trình nhân nhanh chồi in vitro; - Xác định được nồng độ thích hợp của các chất điều hòa sinh trưởng bổ sung vào môi trường nuôi cấy cho đến sự hình thành cây con in vitro; - Xác định được giá thể thích hợp cho việc ra ngôi cây con in vitro ngoài vườn ươm. 2.3 Ý nghĩa của đề tài 2.3.1 Ý nghĩa khoa học - Cung cấp dữ liệu cơ bản về tác động của các chất điều tiết sinh trưởng đến sự phát sinh hình thái ở cây rau Báng, làm cơ sở cho công tác cải tiến giống bằng công nghệ sinh học. - Kết quả nghiên cứu giúp bổ sung nguồn tài liệu tham khảo phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học, tài liệu giảng dạy, tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật nông nghiệp. 2.3.3 Ý nghĩa thực tiễn - Từ kết quả nghiên cứu của đề tài tiến hành nhân giống cây rau Báng và từ đó có thể cung cấp ra thị trường lượng cây con ổn định phục vụ cho sản xuất hàng hoá. - Đề tài góp phần vào việc phục tráng và bảo tồn cây rau Báng trong điều kiện biến đổi khí hậu xảy ra hiện nay. Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung về cây rau Báng 1.1.1 Đặc điểm thực vật học của cây rau Báng. 1.1.1.1. Phân loại cây rau Báng Rau Báng rừng là một cây hoang dại của loài Ficus callosa Willd., có tên là Da chai (Phạm Hoàng Hộ, 1999), Gừa, thuộc chi sung (Ficus), họ Dâu tằm – Moraceae, bộ Gai – Urticales ( Almedia, M.R , 2003). 1.1.1.2. Nguồn gốc của cây rau Báng Cây rau Báng có nguồn gốc ở các nước Đông Nam Á như Thái Lan, Malaysia, Philippines… trong đó có Việt Nam. Ở Việt Nam cây rau Báng phân bố khá rộng trong các khu rừng ở độ cao dưới 1000m.( Nguyễn Thị Ngọc Huệ, 2012b) 1.1.1.3 Đặc điểm hình thái của cây rau Báng Báng là cây thân gỗ mọc thẳng, xu hướng vươn cao, cây 3-4 năm tuổi từ cành chiết có thể đạt chiều cao 3,5m, đường kính gốc trung bình 12,5cm, với dạng cây gỗ thân hình trụ. Vỏ thân màu xám sang có lỗ nhỏ, kiểu phân cành vươn thẳng đôi khi là đối xứng, số cành cấp 1 trên cây là 10- 15 cành. Màu cành xanh nhạt. Độ dài lóng ngọn từ 0,3 – 1,1cm, trung bình là 0,67cm. Toàn thân, cành, lá, quả đều có nhựa (mủ) màu trắng. Lá đơn, nguyên, hình bầu dục, đáy tròn, đỉnh nhọn. Lá trưởng thành dài từ 18 – 31cm. Lá kèm màu vàng nhạt bao lấy chồi non tạo thành búp ở đầu cành. Lá kèm hình mác có lông sớm rụng. Cuống lá dài 2,5 - 4cm, trên lá có 7-11 cặp gân lá, hơi nổi trên mặt và nổi rõ mặt dưới. Cụm hoa tập hợp thành “quả”, hoa cái 5 đài hồng, đầu nhụy chẻ 2, hoa đực có 2 nhị. Quả mọc cô độc ở nách lá với 1 - 3 quả, có cuống dài khoảng 2,6cm. Quả xuất hiện vào tháng 6 - 7. Bộ rễ khỏe và ăn sâu, chịu hạn tốt. Sống được ở rừng nguyên sinh và rừng thứ sinh, thường là núi đất ở độ cao phổ biến dưới 1.000 m; cũng có thể trồng ở ven đường, quanh nhà hoặc trồng làm bóng mát. Ngoài ra, Báng là loại cây ưa sáng, nóng ẩm, sinh trưởng nhanh trong mùa mưa (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và cs, 2012a) 1.1.2 Vai trò của cây rau Báng 1.1.2.1 Giá trị dinh dưỡng Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng trong lá non và búp ngọn của cây Báng năm 2011 tại Viện Dinh dưỡng, Bộ Y tế cho thấy, rau Báng là một trong những loại rau rừng tự nhiên có hàm lượng dinh dưỡng cao, bao gồm các chất khoáng (canxi, sắt, photpho, tro), xơ, vitamin (B1, B2, C) và nhiều axit amin không thay thế, rất cần thiết cho con người như lizin, treonin, valin, izolơxin, metionin, xittin, phênylalamin, tyrozin,… (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và cs, 2012b). Chất lượng ăn nấu của rau Báng được đánh giá rất ngon với điểm cao nhất (1,5 điểm), cao hơn rau Ngót (2 điểm), rau tai sóc (2,2 điểm), rau Bướm trắng (2,3 điểm) (Nguyễn Thị Ngọc Huệ và cs, 2012b). 1.1.2.2 Giá tri sử dụng Lá non và ngọn của cây rau Báng sử dụng làm rau xanh dinh dưỡng cho người, ăn ở dạng nấu chín như: luộc, xào, nấu canh... Kết quả đánh giá chất lượng khi phỏng vấn khách hàng tại một số nhà hàng thì cho kết quả đáng giá 100% số người phỏng vấn đều nhất trí rau Báng ăn có vị bùi, ngọt và mềm. Lá trưởng thành làm thức ăn chăn nuôi. Bột lá rau Báng dùng để nấu bột cho trẻ nhỏ, bổ sung thành phần rau rất tốt. Cùng với thành phần các chất dinh dưỡng cao rất phù hợp cho trẻ nhỏ đồng thời là nguồn dinh dưỡng tự nhiên. (Nguyễn Thị Ngọc Huệ, 2012a). Nhựa trắng của cây Báng trong dân gian được dùng để chữa mụn nhọt, lở loét, bỏng. Cách sử dụng: lấy phần nhự màu trắng của cây Báng bôi trực tiếp lên các vết mụn nhọt, loét…sẽ giúp vết thương mau lành và rất an toàn. Cây Báng cho gỗ lớn, năng suất cao, gỗ thường có màu trắng hay nâu xám. Gỗ Báng mềm nên dễ chế biến trong công nghiệp, có thể sử dụng gia công làm các đồ đạc gia dụng. Cây Báng hiện nay được một số nước trong khu vực như Thái Lan, Malaysia, Philippines đã cho phát triển phạm vi rộng lớn để sử dụng làm cây lâm nghiệp để phủ xanh đất trống, đồi trọc và cây lâm nghiệp dùng cho đô thị. 1.1.3 Tình hình sản xuất và phướng hướng phát triển cây rau Báng. Cây rau Báng là một đối tượng cây rau mới được đưa vào sử dụng và khai thác trong thời gian gần đây. Sau khi phân tích kết quảdinh dưỡng trong lá non và búp ngọn của cây Báng năm 2011 tại Viện Dinh dưỡng, Bộ Y tế cho thấy, rau Báng là một trong những loại rau rừng tự nhiên có hàm lượng dinh dưỡng cao, chính vì vậy cây rau Báng đang nhận được nhiều sự quan tâm từ phía người tiêu dùng. Do gặp rất nhiều khó khăn trong việc sản xuất cây con nên hiện tại diện tích trồng cây rau Báng rất ít, chủ yếu được trồng tại vườn nhà của các hộ gia đình đồng bào các dân tộc Thái, Mường. Lá non của cây Báng được họ sử dụng làm rau ăn từ lâu đời. Để thực hiện nhân giống cây rau Báng họ thường thực hiện các biện pháp nhân giống truyền thống là chiết cành và gieo hạt, hiệu quả đạt được rất thấp hơn thế còn làm tổn thương rất nhiều đến cây mẹ. Cây rau Báng chỉ trồng tại vườn nhà mang tính chất nhỏ lẻ, không tập trung nên cây cho sản lượng rất thấp không phục vụ cho thị trường nên chưa mang tính sản xuất hàng hoá. Tuy nhiên hiện nay cây rau Báng đang được Công ty TNHH Sannam trồng và khai thác để phục vụ phát triển thành rau hàng hóa. Cây Báng được công ty trồng và chăm sóc tại trang trại Sannamfood, xã Vân Hoà, Ba Vì, Hà Nội. Là loại cây rau rừng nên có sức sống mãnh liệt, có sức kháng bệnh rất tốt nên không cần sử dụng phân bón hoá học và thuốc bảo vệ thực vật. Bên cạnh đó nhờ các biện pháp chăm sóc hợp lý nên năng suất cây rau Báng đã được tăng nên rất nhiều khoảng 4.000 kg/ ha/ năm. Khi tiến hành đưa sản phẩm ra thị trường thì sản lượng tiêu thụ cũng rất lớn, chủ yếu được các nhà hàng và khách sạn đặt với số lượng lớn. So với cây lúa thì hiệu quả kinh tế cao hơn đồng thời rất ít phải chăm sóc nên rất thuận lợi cho người nông dân đưa vào trồng và khai thác. Vì thế để phục vụ cho sản xuất hàng hoá thì rất cần sản xuất tập trung, mở rộng thêm diện tích trồng cây rau Báng đặc biệt rất cần số lượng cây con lớn. 1.2 Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy in vitro trong nhân giống cây trồng 1.2.1 Khái niệm và vai trò của nuôi cấy in vitro 1.2.1.1 Khái niệm về nuôi cấy in vitro Nhân giống vô tính là hình thức nhân giống thông qua các cơ quan dinh dưỡng (thân, lá, vỏ, củ...) bao gồm các phương pháp giâm cành, chiết cành, mắt ghép và nuôi cấy in vitro. Trong đó nuôi cấy in vitro được coi là phương pháp hữu hiệu nhất. Nhân giống vô tính in vitro được tiến hành trên nguyên tắc cắt nuôi đoạn thân có mang chồi ở nách lá, đoạn rễ hay mảnh củ, cánh hoa, có kích thước nhỏ phù hợp với điều kiện vô trùng của ống nghiệm (Ngô Xuân Bình, 2010.). 1.2.1.2 Vai trò của phương pháp nhân giống bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro Tính ưu việt của phương pháp nhân giống in vitro là việc sử dụng các mô nuôi cấy có kích thước nhỏ, sự tương tác giữa các tế bào trong mô sẽ đơn giản hơn, mô nuôi cấy dễ phân hóa và sau đó dễ tái sinh hơn. Ngoài ra, nhân giống vô tính in vitro cho phép nhân giống cây trồng ở quy mô công nghiệp (kể cả trên các đối tượng khó nhân bằng phương pháp thông thường), hệ số nhân cao và cho ra các cá thể sạch bệnh, hoàn toàn đồng nhất về mặt di truyền. Đó là ưu việt mà các phương pháp nhân giống khác không có được (Ngô Xuân Bình, 2010.). Kỹ thuật vi nhân giống được ứng dụng hiệu quả vào những mục đích sau: - Nhân nhanh kết hợp với làm sạnh virus, tạo hàng loạt cây giống có chất lượng cao cung cấp cho sản xuất. - Nhân nhanh các loài hoa, cây cảnh khó trồng bằng hạt. - Duy trì và nhân nhanh các kiểu gen quý làm vật liệu cho công tác giống. - Duy trì nhân nhanh các dòng bố mẹ và các dòng lai để tạo hạt giống cây rau, cây hoa và các cây trồng khác. Phương pháp nhân giống in vitro đã bổ sung cho các kỹ thuật nhân giống vô tính cổ điển như giâm, chiết, ghép tách dòng một kỹ thuật tiến bộ với những ưu điểm như: Tốc độ nhân giống cao từ 33 đến 1012 lần trong một năm (Ngô Xuân Bình, 2010), ví dụ trong 1 ml dung dịch môi trường có từ 100.000 1000.000 tế bào nuôi nếu ở điều kiện thích hợp mỗi tế bào có thể chuyển hoá tạo phôi và mọc cây, từ 1ml dung dịch môi trường có thể tạo ra cả rừng cây (Đỗ Năng Vịnh, 2003); Chủ động sản xuất, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, mùa vụ; Có khả năng công nghiệp hóa cao do nuôi cấy trong điều kiện ổn định về môi trường dinh dưỡng, nhiệt độ, ánh sáng, do đó có thể công nghiệp hóa hoàn toàn từ khâu nhân cây giống với số lượng lớn đến khi ươm trồng trong nhà lưới. 1.2.2 Cơ sở khoa học của phương pháp nuôi cấy mô in vitro 1.2.2.1 Tính toàn năng (Totipotence ) của tế bào Năm 1902, Nhà Sinh lý thực vật học người Đức Haberlandt, đã tiến hành nuôi cấy các tế bào thực vật để chứng minh tế bào là toàn năng. Haberlandt cho rằng mỗi tế bào của bất kỳ sinh vật nào cũng đều có khả năng tiềm tàng để phát triển thành một cơ thể hoàn chỉnh. Ông nhận thấy rằng, mỗi tế bào của cơ thể đa bào đều phát sinh từ hợp bào thông qua quá trình phân bào nguyên nhiễm. Điều đó có nghĩa là mỗi tế bào của một sinh vật sẽ chứa toàn bộ thông tin di truyền cần thiết của một cơ thể hoàn chỉnh. Khi gặp điều kiện thuận lợi nhất định, những tế bào đó có thể sẽ phát triển thành một cơ thể hoàn chỉnh. Năm 1953, Miller và Skoog (Notingham. Unio) đã thành công khi thực nghiệm tái sinh cây con từ tế bào lá, chứng minh được tính toàn năng của tế bào. Thành công trên đã tạo ra công nghệ mới: công nghệ sinh học ứng dụng trong nhân giống vô tính, tạo giống cây trồng và dòng chống chịu. Tính toàn năng của tế bào mà Haberlandt nêu ra chính là cơ sở lý luận của phương pháp nuôi cấy mô và tế bào thực vật. Cho đến nay, con người đã hoàn toàn chứng minh được khả năng tái sinh một cơ thể thực vật hoàn chỉnh từ một tế bào riêng rẽ. (Nguyễn Quang Thạch và cs,2003). 1.2.2.2 Sự phân hoá và phản phân hoá tế bào Cơ thể thực vật trưởng thành là một chỉnh thể thống nhất bao gồm nhiều cơ quan chức năng khác nhau, trong đó có nhiều loại tế bào thực hiện các chức năng khác nhau. Tuy nhiên tất cả các loại tế bào đó đều bắt nguồn từ tế bào phôi sinh. Sự phân hoá tế bào là sự chuyển các tế bào phôi sinh thành các tế bào của mô chuyển hoá, đảm nhận các chức năng khác nhau trong cơ thể. Ví dụ: Mô dậu làm nhiệm vụ quang hợp, mô bì làm nhiệm vụ bảo vệ, nhu mô làm nhiệm vụ dự trữ, mô dẫn làm nhiệm vụ vận chuyển nước và chất dinh dưỡng…Quá trình phân hoá tế bảo có thể biểu diễn ở sơ đồ sau: Tế bào phôi sinh Tế bào giãn Tế bào chuyên hoá Mặc dù các tế bào đã chuyển hoá thành các mô chức năng nhưng chúng vẫn không mất di khả năng phân chia của mình. Trong điều kiện thích hợp, các tế bào lại có thể trở về dạng tế bào phôi sinh và phân chia mạnh mẽ. Quá trình đó được gọi là phản phân hoá tế bào, (ngược lại với quá trình phân hoá tế bào). Có thể sơ đồ hoá như sau: Phân hoá tế bào Tế bào phôi sinh Tế bào giãn Tế bào chuyên hoá Phản phân hoá tế bào Về bản chất sự phân hoá và phản phân hoá là một quá trình hoạt hoá, phân hoá gen. Tại một thời điểm nào đó trong quá trình phát triển cá thể, có một số gen được hoạt hoá (mà trước đây bị ức chế) để cho biểu hiện trạng thái mới, một số gen khác lại bị đình chỉ hoạt động. Điều này xảy ra theo một chương trình đã được mã hoá trong cấu trúc phân tử AND của mỗi tế bào. Mặt khác, khi tế bào nằm trong khối mô của cơ thể thường bị ức chế bởi các tế bào xung quanh. Khi tách riêng tế bào tạo điều kiện thuận lợi cho các gen được hoạt hoá. Quá trình phân hoá được xảy ra theo một chương trình định sẵn (Nguyễn Quang Thạch và cs, 2003). 1.2.2.3 Cơ chế di truyền thông qua các hệ tế bào Theo Nguyễn Hồng Minh cơ chế di truyền thông qua các thế hệ tế bào bao gồm các công đoạn: Thứ nhất: trong nội bộ từng cơ thể được diễn ra theo cơ chế nguyên phân, vàđây là cơ chế phân bào mà từ một tế bào ban đầu sẽ phân chia thành hai tế bào con có bộ NST giống nhau và giống tế bào mẹ ban đầu. Như vậy qua nguyên phân bộ NST của tế bào mẹ đã chuyền nguyên vẹn sang tế bào con. Sở dĩ có hiện tượng này là do trước mỗi lần giảm phân, mỗi phân tử ADN đã thực hiện quá trình tái sinh để từ mỗi phân tử ADN hình thành 2 phân tử ADN giống nhau và giống ADN ban đầu. Quá trình này được thực hiện ở kỳ trung gian và thông qua cơ chế phân ly đều của NST ở kỳ sau, là cơ sở cho sự truyền nguyên vẹn thông tin di truyền trong nội bộ cơ thể. Thứ hai, giữa 2 thế hệ cơ thể được hình thành thông qua cơ chế giảm phân đã làm cho ở thế hệ đời sau có hiện tượng phân ly tính trạng, do bộ NST của thế hệ sau không giống nhau và không giống bố mẹ. Vì vậy việc duy trì các tính trạng mong muốn ở bố mẹ sang thế hệ sau bằng sinh sản hữu tính sẽ không thể đảm bảo hoàn toàn chắc chắn. Đây là một trở ngại lớn trong sinh sản hữu tính. Ngày nay bằng phương pháp sinh sản vô tính người ta đã khắc phục được nhược điểm này. Đặc biệt là nhân giống vô tính in vitro. Dựa trên cơ chế nguyên phân, trong nhân giống in vitro khi lấy các bộ phận sinh dưỡng trong một cây đem nhân giống thì các bộ phận đó có thông tin di truyền giống nhau và tạo nên các cơ thể mới có thông tin di truyền giống nhau và giống cơ thể mẹ. Như vậy nếu cơ thể mẹ có các tính trạng di truyền tốt thì các tính trạng đó sẽ được thể hiện ở mọi cơ thể con cái (Nguyễn Hồng Minh, 1999). 1.2.2.4 Cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào Môi trường nuôi cấy được coi là vấn đề quyết định sự thành bại của quá trình nuôi cấy. Môi trường nuôi cấy như là phần “đệm” để cung cấp các chất cần thiết cho sự tăng trưởng và phân hoá của mô trong suốt quá trình nuôi cấy in vitro. Môi trường nuôi cấy của hầu hết các loài thực vật bao gồm các muối khoáng đa lượng, vi lượng, nguồn cacbon, các axitamin, các chất điều hoà sinh trưởng và một số phụ gia khi cần, tuỳ vào từng loài, giống, nguồn gốc mẫu cấy, cơ quan khác nhau trên cùng cơ thể mà dinh dưỡng cần cho sự sinh trưởng tối ưu của chúng khác nhau (Street, 1973). Đến nay có rất nhiều môi trường dinh dưỡng đã lần lượt được tìm ra trên cơ sở cải tiến môi trường của Kotte và Robbin (1992) như: Môi trường White(1934), môi trường Knudson (1946), Vacin và Went (1949), môi trường Heller (1953), môi trường Musanige-Skoog (1962), môi trường Knop (1974), Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 10