đánh giá khả năng nhân giống in vitro của một số dòng và giống khoai tây sạch bệnh nhập nội Evaluate in vitro propagation capacity of some import virus free lines, varienties Nguyễn Thị Kim Thanh Summary Micropropagation by in vitro fee virus platlets or microtuber is the first steep of seed potato production. We have some lines and varienties from Promotion of Potato Production project, have to evaluate in vitro propagation capacity for fist steep of seed potato production. Evaluation on 14 import hight quality lines and varienties. Use free virus platlets for treaments. Nutrial medium is MS (Murashige and Skoog, 1962) + 2,5% sacarose for platlets micropropagation with photoperiod 16light + 8 dark. Nutrial medium MS + 12% sacarose with 24dark for in vitro tuberization. Rapide micropropagation by platlets is arranged varienty groups are the folowing (after 4 weeks) : Be, Mar, Sn, Es, Di, Af are 8-9 times ; Po, Fi, Ag, La, Si, No3 are 7 - <8 times ; Ma, Ber are 5- <7 times. Rapide micropropagation by microtuber is arranged varienty groups are the folowing (after 8 weeks) : Af, Mar, Di, Ber, Si, Sn : have 1,2- 1,8 microtubers per stem and 70% seed potato; Ag, Po, Es : have 1,0 - 1,7 microtubers per stem and 50% - 70% seed potato ; Ma, La, Be, số 3, Fi : have 0,5 -1,0 microtubers per stem and 0% - <50% seed potato Key words : Micropropagation, Plantlets, Microtuber 1. Đặt vấn đề Trong quy trình nhân giống khoai tây tiêu chuẩn chung cho tất cả các cơ sở sản xuất giống khoai tây ở mọi quốc gia, giai đoạn đầu tiên và rất quan trọng là tạo nguồn giống sạch bệnh và nhân nhanh in vitro cây hoặc củ khoai tây trong ống nghiệm để cung cấp nguồn giống sạch bệnh cho các bớc tiếp theo của hệ thống (Cay-Dietrich Mentz, 2003). Dự án khoai tây Việt -Đức Thúc đẩy sản xuất khoai tây ở Việt Nam từ năm 2000 đến nay đã và đang triển khai theo hớng sản xuất khoai tây giống sạch bệnh bắt nguồn từ nuôi cấy mô tế bào, hàng năm đã cung cấp một số lợng đáng kể giống khoai tây sạch bệnh cho vùng đồng bằng Bắc bộ (Nguyễn Công Chức và cs, 2003). Một số dòng, giống khoai tây sạch bệnh, có năng suất, chất lợng cao đã đợc nhập nội để duy trì độ sạch bệnh của nguồn giống. Nghiên cứu này đợc tiến hành nhằm đánh giá khả năng sinh trởng phát triển và nhân giống in vitro của một số dòng, giống khoai tây nhập nội sạch bệnh để trả lời cho thực tế sản xuất về khả năng nhân giống in vitro (giai đoạn G1) của tập đoàn giống. 2. đối tợng và phơng pháp nghiên cứu Vật liệu gồm 14 dòng, giống khoai tây nhập nội sạch bệnh hiện đang lu giữ tại Bộ môn Sinh lý Thực vật - Trờng Đại học Nông Nghiệp I -Hà Nội STT Tên giống Ký hiệu STT Tên giống Ký hiệu STT Tên giống Ký hiệu 1 Mariella Mar 6 Beluga Be 11 Finka Fi 2 Diamant Di 7 Dòng 3810 Số 3 12 Bellaros Ber 3 Sonate Sn 8 Esprit Es 13 Afra Af 4 Ponto Po 9 Laura La 14 Simon Si 5 Marena Ma 10 Agria Ag - - 0 Nguồn mẫu nuôi cấy là chồi mầm của củ khoai tây. Sau khi chồi mầm phát triển thành cây, tiến hành kiểm tra virus tại Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống cây trồng và lựa chọn các mẫu giống sạch virus. Các thí nghiệm đợc bố trí ngẫu nhiên với 3 lần nhắc lại, mỗi lần 5 - 10 bình trụ, mỗi bình 4 - 10 chồi cấy. Môi trờng sử dụng cho nuôi cây là MS (MurashigeSkoog, 1962) + 25g đờng Saccaroza/1lit môi trờng). Điều kiện nuôi dỡng cây là ánh sáng đèn 2000 lux, nhiệt độ 25 2 0 C. Khi cây có chiều cao 7-8 cm, 5- 6 lá, trạng thái cây mập, đợc sử dụng cho các thí nghiệm nhân củ siêu bi. Môi trờng dinh dỡng tạo củ là MS + 120g đờng (Nguyễn Thị Kim Thanh, 1998). Sau khi chuyển cây vào môi trờng tạo củ, bình cây đợc đặt trong điều kiện tối hoàn toàn. 3. Kết quả nghiên cứu 3.1 Đánh giá khả năng sinh trởng phát triển và hệ số nhân cây in vitro của các dòng, giống khoai tây nghiên cứu Khả năng sinh trởng phát triển cây khoai tây in vitro của các dòng, giống Sau 4 tuần nuôi cấy, trạng thái sinh trởng phát triển cây khoai tây in vitro đợc thể hiện về chiều cao cây, số lá trung bình/cây, số chồi trung bình/cây (bảng 1). Các giống đợc sắp xếp theo 3 nhóm chiều cao: + Cây cao 8- 9 cm : các giống Ber, Af, Sn, Số 3 ( chiều cao cây dao động từ 8,3 cm đến 8,8 cm. + Cây cao 7 - 8 cm : các giống Di, Mar, Fi, Si, Es, (chiều cao cây dao động từ 7,2 đến 7,6 cm). + Cây cao 5 - <7 cm : các giống Po, Ag, Ma, Be, La (chiều cao câydao động từ 5,6 đến 6,8 cm). Sau 5 tuần nuôi cấy, số lá/thân chính của các dòng, giống đợc chia thành các nhóm nh sau: + Cây có từ 7-8 lá/ thân: giống Ber và Sn ( 7,0 và 7,4 lá/thân ). + Cây có có từ 6- <7 lá/thân: giống Es, Po, Di, Ag, Af, Mar, dòng số 3, Fi và Si (dao động từ 6,2 đến 6,8 lá/thân). + Cây có từ 5- <6 lá /thân chính: giống Ma, La, Be (dao động từ 4,9 -5,7 lá/thân) Sự phát sinh chồi trên cây của các dòng, giống nói trên đợc sắp xếp theo các nhóm nh sau: + Cây có từ 3- 4 chồi: giống Di, Mar, Be + Cây có từ 2- <3 chồi: giống Po , Fi, Ag, La, số 3, Af, Ber, Es. + Cây có từ 1- <2 chồi: Sn, Si, Ma Bảng 1. Khả năng sinh trởng phát triển cây khoai tây in vitro của các dòng, giống nghiên cứu (sau 4 tuần nuôi cấy) STT Tên giống Chiều cao Tb/cây (cm) Số lá Tb/cây Số chồi Tb/cây 1 Ber 8,8 7,0 2,4 2 Af 8,7 6,7 2,6 3 Số 3 8,3 6,4 2,0 4 Di 7,3 6,5 3,0 5 Es 7,6 6,2 2,1 6 Si 7,2 6,8 1,5 7 Ma 6,0 5,2 1,5 8 La 5,9 5,7 2,7 9 Ag 6,7 6,4 2,0 10 Fi 7,5 6,5 2,7 11 Sn 8,4 7,4 1,7 12 Mar 7,4 6,4 3,0 13 Be 5,6 4,9 3,2 14 Po 6,8 6,2 2,2 LSD 5% 0,2 0,1 0,2 CV% 5,1 4,6 3, 5 - - 1 Hệ số nhân và trạng thái cây in vitro của các dòng, giống khoai tây Hệ số nhân cây khoai tây in vitro là chỉ tiêu đánh giá khả năng nhân giống bằng cây in vitro của các dòng, giống nghiên cứu. Hệ số nhân cây khoai tây in vitro đợc quyết định bởi sự tăng số đốt và số chồi có trên cây khoai tây. Sau 4 tuần nuôi cấy, từ mẫu cấy ban đầu là 1 đốt với 1 mắt ngủ, hệ số nhân tăng lên dao động từ 5,6 - 8,4 (giống Ma hệ số nhân thấp nhất đạt 5,6; các giống Mar , Di , Es đạt 8,4 ). Dựa vào hệ số nhân cây khoai tây in vitro sau 4 tuần nuôi cấy, có thể phân các dòng, giống nghiên cứu thành 3 nhóm: nhóm có hệ số nhân từ 8-9 lần, gồm các giống Be, Mar, Sn, Es, Di, Af; nhóm có hệ số nhân từ 7 - 8 lần gồm các giống Po, Fi, Ag, La, Si, số 3 và nhóm có hệ số nhân từ 5- 7 gồm các giống Ma, Ber (bảng 2). Bảng 2. Hệ số nhân cây khoai tây in vitro của các dòng, giống nghiên cứu STT Tên giống Hê số nhân cây Trạng thái cây 1 Ber 6,2 ++ 2 Af 8,0 +++ 3 Số 3 7,2 ++ 4 Di 8,4 +++ 5 Es 8,4 ++ 6 Si 7,0 ++ 7 Ma 5,6 ++ 8 La 7,2 ++ 9 Ag 7,4 ++ 10 Fi 7,8 ++ 11 Sn 8,0 ++ 12 Mar 8,4 +++ 13 Be 8,0 ++ 14 Po 7,5 ++ LSD 5% 0,3 CV% 5,2 Ghi chú : ++ chồi mập Tb, lá xanh; +++ chồi mập, lá xanh, bản lá to Sau 4 tuần nuôi cấy, trạng thái cây khoai tây của các dòng giống nghiên cứu đều ở mức trung bình (++) cây mập, lá xanh. Riêng 3 giống Di, Mar, Af có trạng thái chồi tốt (+++) cây mập lá xanh, bản lá to. 3.2 Đánh giá khả năng nhân giống bằng củ siêu bi in vitro của các dòng, giống khoai tây Củ khoai tây siêu bi in vitro đóng vai trò quan trọng trong hệ thống nhân giống khoai tây sạch bệnh vì củ có thể sản xuất đợc quanh năm mà không bị phụ thuộc vào thời vụ. Củ có kích thớc nhỏ nên dễ dàng bảo quản và vận chuyển, đồng thời củ siêu bi đợc sản xuất trong điều kiện in vitro nên đảm bảo hoàn toàn sạch bệnh. Trong môi trờng tạo củ và đặt trong điều kiện tối thì tất cả các dòng giống nghiên cứu đều có khả năng ra củ. Tuy nhiên giữa các giống có sự khác nhau về thời gian ra củ, số củ/ cây và khối lợng trung bình củ. Dựa vào thời gian xuất hiện củ, có thể chia thành các nhóm sau : - Ra củ sớm (sau 3-7 ngày): các giống Mar, số 3, Di - Ra củ trung bình (sau >7 - 15 ngày): giống Po, Ber, Sn, Si, Af, Be, Fi, Ag, La, Ma - Ra củ muộn (sau >15 ngày): giống Es Các dòng giống nghiên cứu đa số thuộc nhóm ra củ trung bình. Riêng giống Es thuộc nhóm ra củ muộn (20 ngày). Các giống ra củ sớm là Mar, số 3 và Di. Phần lớn các dòng giống có số củ/cây từ 1,0 đến 1,8 củ/ cây. Riêng giống Fi và Be, La thì số củ/ cây ít hơn đạt 0,5- 0,8 củ/ cây. Các giống Ma. La, Ag, Es, Si, số 3, Be có khối lợng củ trung bình < 0,20 g và các giống Mar, Di, Fi, Po, Sn, Ag, Af có khối lợng củ trung bình > 0,20 g. - - 2 Bảng 3. Khả năng nhân củ khoai tây in vitro (sau 8 tuần) STT Tên giống Thời gian xuất hiện củ (ngày) Số củ Tb/cây Khối lợng Tb/củ (g) 1 Số 3 5 1,0 0,05 2 Po 12 1,5 0,27 3 Ber 11 1,8 0,37 4 Di 5 1,5 0,32 5 Mar 3 1,8 0,35 6 Sn 10 1,7 0,34 7 Si 11 1,2 0,13 8 Af 9 1,8 0,35 9 Es 20 1,2 0,17 10 Be 10 0,7 0,08 11 Fi 12 0,5 0,20 12 Ag 9 1,0 0,11 13 La 11 0,8 0,10 14 Ma 12 1,0 0,08 LSD 5% 0,1 CV% 6,7 Bảng 4. Phân loại kích thớc củ in vitro sau thu hoạch STT Tên giống Phân loại kích thớc củ (mm) <4mm 4-5 mm >5-6mm 1 Số 3 96,19 3,81 0,00 2 Po 43,55 11,29 45,16 3 Ber 7,74 14,52 67,14 4 Di 16,14 36,36 47,50 5 Mar 20,04 15,55 64,41 6 Sn 25,00 25,78 49,24 7 Si 21,22 44,95 33,83 8 Af 20,19 25,72 54,09 9 Es 46,15 20,50 33,34 10 Be 79,10 20,90 0,00 11 Fi 50,22 40,41 9,37 12 Ag 44,30 50,21 4,49 13 La 72,40 27,60 0,00 14 Ma 90,50 9,50 0,00 Sau khi thu hoạch củ chúng tôi tiến hành phân loại củ khoai tây in vitro theo 3 nhóm kích thớc < 4 mm, 4 - 5 mm, > 5 mm (bảng 4). Theo kết quả của nhiều nghiên cứu cho thấy củ có kích thớc càng lớn thì đảm bảo chất lợng của củ giống càng cao. Củ có kích thớc <4mm là quá nhỏ nên không có ý nghĩa làm củ giống. Qua bảng số liệu, chúng tôi sắp xếp khả năng nhân giống bằng củ siêu bi in vitro của các dòng, giống nghiên cứu dựa theo tỷ lệ củ hình thành có khả năng làm giống, đó là củ có kích thớc > 4mm theo các nhóm sau : + Khả năng tạo củ tốt (củ có kích thớc > 4mm đạt tỷ lệ >70%): Af, Mar, Di, Ber, Si, Sn + Khả năng tạo củ trung bình (củ có kích thớc > 4mm đạt tỷ lệ 50% - 70% ): Ag, Es, Po + Khả năng tạo củ kém (củ có kích thớc > 4mm đạt tỷ lệ < 50%): Ma, La, Be, số 3, Fi Khả năng tạo củ của các giống trong cùng một nhóm kích thớc không có sự khác nhau lớn về tỷ lệ tạo củ. 4. Kết luận Các dòng, giống khoai tây nghiên cứu đều có khả năng sinh trởng phát triển trong điều kiện in vitro, sau 4 tuần nuôi cấy đạt chiều cao cây dao động từ 5,6 cm - 8,8 cm với số lá từ 4,9 - 7,4 và phát sinh từ 1,5 - 3,2 chồi. Trạng thái chồi đều đạt mức từ trung bình đến tốt. - - 3 Trong đó, giống Mar, Af, Di, Ber, Sn, số 3 là những giống có trạng thái sinh trởng phát triển tốt hơn các giống khác ở các chỉ tiêu theo dõi chiều cao, số lá, số chồi và trạng thái cây Các dòng giống nghiên cứu đều cho hệ số nhân giống cao đạt từ 5,6 - 8,4 lần sau 4 tuần nuôi cấy. Hệ số nhân cây in vitro sắp xếp theo các nhóm: Từ 8-9 lần: giống Be, Mar, Sn, Es, Di, Af; Từ 7 -8 lần: giống Po, Fi, Ag, La, Si, số 3; Từ 5- 7 lần: giống Ma, Ber Các dòng giống khoai tây nghiên cứu đều có khả năng hình thành củ siêu bi in vitro trong môi trờng tạo củ. Hệ số nhân củ siêu bi in vitro đợc sắp xếp theo các nhóm: Nhóm khả năng nhân củ siêu bi cao: Af, Mar, Di, Ber, Si, Sn có số củ/ cây 1,2-1,8 với tỷ lệ củ làm giống đạt >70%. Nhóm có khả năng nhân củ siêu bi trung bình: Ag, Po, Es có số củ/cây từ 1,0 - 1,7, tỷ lệ củ làm giống từ 50% - 70%. Nhóm không có khả năng nhân củ siêu bi hoặc nhân củ kém: Ma, La, Be, số 3, Fi tạo từ 0,5 -1,0 củ/cây nhng tỷ lệ củ làm giống rất thấp dao động từ 0% - 50% củ có khả năng làm giống. Tài liệu tham khảo Cay-Dietrich Mentz (2004). Hệ thống nhân giống khoai tây đang hình thành tại miền Bắc Việt nam: từ nuôi cấy mô đến đại trà (Hội thảo về kinh nghiệm nhân giống khoai tây ở Việt Nam, tháng 1/2004) Nguyễn Công Chức và cs (2003). Dự án khoai tây Việt-Đức, một số kết quả ban đầu. Nxb Nông nghiệp Nguyễn Thị Kim Thanh (1998). Xây dựng quy trình sản xuất củ giống khoai tây kích thớc nhỏ sạch bệnh bắt nguồn từ nuôi cấy mô. Luận án tiến sĩ - - 4 . - 1 Hệ số nhân và trạng thái cây in vitro của các dòng, giống khoai tây Hệ số nhân cây khoai tây in vitro là chỉ tiêu đánh giá khả năng nhân giống bằng cây in vitro của các dòng, giống nghiên. cứu 3.1 Đánh giá khả năng sinh trởng phát triển và hệ số nhân cây in vitro của các dòng, giống khoai tây nghiên cứu Khả năng sinh trởng phát triển cây khoai tây in vitro của các dòng, giống Sau. duy trì độ sạch bệnh của nguồn giống. Nghiên cứu này đợc tiến hành nhằm đánh giá khả năng sinh trởng phát triển và nhân giống in vitro của một số dòng, giống khoai tây nhập nội sạch bệnh để