BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC    KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TẠO CỦ IN VITRO VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG, NĂNG SUẤT CỦA GIỐNG KHOAI SỌ TH3 VÀ GIỐNG KHOAI MÔN TH1 ĐƢỢC NHÂN BẰNG PHƢƠNG PHÁP IN VITRO Giảng viên hƣớng dẫn : GS.TS. NGUYỄN QUANG THẠCH : ThS. NGUYỄN THỊ HƢƠNG Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THỊ TRANG Lớp : KS. CNSH 07 - 05 HÀ NỘI - 2011 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Trang Lớp: CNSH 0705 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, gia đình, người thân và bạn bè. Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới NGND.GS.TS. Nguyễn Quang Thạch và ThS. Nguyễn Thị Hương, những người đã có nhiều công sức tận tình hướng dẫn, theo dõi sát sao, chỉ bảo và đóng góp những ý kiến quý báu cho em hoàn thành bài luận văn. Em xin gửi lời biết ơn tới ban giám hiệu Nhà trường, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ sinh học Viện Đại học Mở Hà Nội, cùng toàn thể các thầy cô giáo, các cán bộ công nhân viên Viện Sinh học Nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong thời gian học tập và thực hiện luận văn. Nhân dịp này, cũng cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn tới những người thân trong gia đình, bạn bè đã luôn cổ vũ, động viên và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn. Hà Nội, ngày 6 tháng 5 năm 2011 Sinh viên Nguyễn Thị Trang Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Trang Lớp: CNSH 0705 ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 2,4-D : 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid BA : 6-Benzyladenine BAP : N 6 -Benzyl aminopurine CT : Công thức DC : Đối chứng IAA : Indole-3-acetic-acid MS : Murashige and Skoog NAA : Naphthalene acetic acid PP 333 : Paclobutrazol TDZ : Thiadiazuron TE : Dịch chiết khoai môn – sọ TB : Trung bình KLTB : Khối lượng trung bình B9 : Daminozide Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Trang Lớp: CNSH 0705 iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ vii MỞ ĐẦU 1 PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. Giới thiệu chung về cây khoai môn sọ 3 1.1.1. Nguồn gốc, xuất xứ và phân bố 3 1.1.2. Giá trị kinh tế 3 1.2. Đặc tính thực vật học và các thời kì sinh trƣởng của cây khoai môn sọ 5 1.2.1. Đặc tính thực vật học 5 1.2.2. Phân loại thực vật khoai môn sọ 6 1.2.3. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển 7 1.3. Yêu cầu ngoại cảnh và dinh dƣỡng của cây khoai môn sọ 8 1.3.1 Nhiệt độ 8 1.3.2 Nước 8 1.3.3 Ánh sáng 9 1.3.4 Đất đai 9 1.3.5 Chất dinh dưỡng 9 1.4. Tình hình nghiên cứu nuôi cấy invitro cây khoai môn - sọ trên thế giới và Việt Nam 9 1.4.1 Tình hình nghiên cứu nuôi cấy invitro cây khoai môn – sọ trên thế giới 9 1.4.2. Tình hình nghiên cứu nuôi cấy in vitro cây khoai môn – sọ ở Việt Nam 17 PHẦN II. VẬT LIỆU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1. Vật liệu, địa điểm và đối tƣợng nghiên cứu 19 2.1.1. Vật liệu nghiên cứu 19 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Trang Lớp: CNSH 0705 iv 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu 19 2.1.3. Địa điểm và điều kiện thí nghiệm 19 2.2. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu 20 2.2.1. Nội dung 20 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu 23 2.3. Phƣơng pháp xử lý số liệu 23 2.4. Các chỉ tiêu theo dõi 23 PHẦN III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 3.1. Các thí nghiệm tạo củ in vitro 24 3.1.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đường đến khả năng tạo củ khoai môn sọ in vitro 24 3.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của quang chu kì khác nhau đến khả năng tạo củ khoai môn sọ in vitro 27 3.1.3. Ảnh hưởng của chất kìm hãm sinh trưởng đến sự hình thành củ khoai môn sọ 30 3.1.4. Ảnh hưởng của tuổi cây đến sự hình thành củ khoai môn sọ 34 3.2. Đánh giá khả năng sinh trƣởng phát triển của cây khi đƣa ra trồng in vitro 36 3.2.1. Ảnh hưởng của mật độ trồng đến sinh trưởng phát triển của khoai môn sọ 36 3.2.2. Ảnh hưởng của các công thức bón phân đến sinh trưởng phát triển khoai môn sọ 40 3.2.3. Ảnh hưởng của phương pháp ngắt chồi đến việc tạo củ môn sọ in vivo 43 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 46 I. Kết luận 46 II. Đề nghị 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Trang Lớp: CNSH 0705 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Thành phần các chất trong củ khoai môn – sọ (khối lượng tươi) 4 Bảng 2: Ảnh hưởng của nồng độ đường đến khả năng hình thành củ trên giống TH3 sau 90 ngày theo dõi 25 Bảng 3: Ảnh hưởng của nồng độ đường đến khả năng hình thành củ trên giống TH1 sau 90 ngày theo dõi 25 Bảng 4: Ảnh hưởng của quang chu kỳ khác nhau đến khả năng hình thành củ trên giống TH3 sau 90 ngày theo dõi 28 Bảng 5: Ảnh hưởng của quang chu kỳ khác nhau đến khả năng hình thành củ trên giống TH1 sau 90 ngày theo dõi 28 Bảng 6: Ảnh hưởng của chất kìm hãm sinh trưởng đến sự hình thành củ trên giống TH1 sau 90 ngày theo dõi 31 Bảng 7: Ảnh hưởng của chất kìm hãm sinh trưởng đến sự hình thành củ trên giống TH3 sau 90 ngày theo dõi 31 Bảng 8: Ảnh hưởng của tuổi cây đến sự hình thành củ trên giống TH1 sau 90 ngày theo dõi 34 Bảng 9: Ảnh hưởng của mật độ trồng đến sinh trưởng phát triển của khoai môn – sọ 36 Bảng 10: Ảnh hưởng của mật độ trồng đến số củ môn sọ sau 8 tháng theo dõi tạo củ in vivo 37 Bảng 11: Ảnh hưởng của chế độ bón phân đến sinh trưởng phát triển khoai môn sọ 40 Bảng 12: Ảnh hưởng của công thức bón phân đến số củ môn sọ sau 8 tháng theo dõi tạo củ in vivo 41 Bảng 13: Ảnh hưởng của phương pháp ngắt chồi đến số củ môn sọ in vivo 43 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Trang Lớp: CNSH 0705 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1: Phân loại cây khoai môn sọ 7 Hình 2: Ảnh hưởng của nồng độ đường đến khối lượng củ con trên giống TH1 27 Hình 3: Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng đến khả năng tạo củ trên giống TH3 29 Hình 4: Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng đến sự hình thành củ ở TH1 30 Hình 5: Ảnh hưởng của chất kìm hãm sinh trưởng đến sự hình thành tạo củ trên giống TH1 33 Hình 6: Ảnh hưởng của chất kim hãm sinh trưởng đến sự hình thành củ trên giống TH3 33 Hình 8: Ảnh hưởng của tuổi cây đến sự hình thành củ trên giống TH1 35 Hình 9: Ảnh hưởng của mật độ trồng đến sự sinh trưởng và phát triển của giống TH1 39 Hình 10: Ảnh hưởng của mật độ đến số củ khoai môn sọ 39 Hình 11: Ảnh hưởng của công thức bón phân đến sự sinh trưởng và phát triển của giống TH1 42 Hình 12: Ảnh hưởng của công thức bón phân đến số củ khoai môn sọ 43 Hình 13: Ảnh hưởng của phương pháp ngắt chồi đến sự sinh trưởng và phát triển của giống TH1 44 Hình14: Ảnh hưởng của phương pháp ngắt chồi đến số củ khoai môn sọ 45 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Trang Lớp: CNSH 0705 vii DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 1: Ảnh hưởng của mật độ đến tốc độ tăng trưởng chiều cao cây trên giống TH3 37 Biểu đồ 2: Ảnh hưởng của mật độ đến động thái tăng trưởng chiều cao cây và ra lá của khoai môn – sọ 38 Biểu đố 3: Ảnh hưởng của công thức bón phân đến sinh trưởng phát triển của khoai môn - sọ 41 Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Trang Lớp: CNSH 0705 1 MỞ ĐẦU I. Đặt vấn đề Khoai môn sọ (Colocasia esculenta L. Schott) là giống cây trồng lấy củ quan trọng ở nhiều nước Châu Á và Thái Bình Dương. Trên thế giới khoai môn sọ xếp thứ 14 trong số các cây trồng với khoảng 12 triệu tấn được sản xuất trên toàn cầu từ khoảng 2 triệu ha với năng suất trung bình là 6,5 tấn/ha (FAOSTAR 2010). Cây khoai môn - sọ là cây có giá trị dinh dưỡng khá cao. Củ khoai môn sọ chứa hàm lượng hydratcacbon cao, hàm lượng chất béo thấp và chứa nhiều khoáng chất. Lá và dọc lá chứa lượng lớn carotene và các khoáng chất như canxi, photpho, kali….Ở Việt Nam nghề trồng khoai môn sọ đã có từ lâu đời, khoai môn sọ đã là nguồn lương thực quan trọng đối với nhiều dân tộc Việt Nam trong suốt thời gian dài khi nền kinh tế chưa phát triển. Ngày nay tuy khoai môn sọ không còn là nguồn thức ăn chính trong các bữa ăn hàng ngày nhưng chúng vẫn được ưa chuộng trong các món ăn truyền thống. Khoai môn sọ được trồng ở khắp nơi trên đất nước, phù hợp với nhiều loại địa hình và nhiều điều kiện môi trường khác nhau. Cây khoai môn sọ có thể trồng ở vườn nhà hay trồng luân canh với cây lúa, đặc biệt nó được phát triển trên vùng đất trống đồi trọc. Tuy nhiên các giống địa phương đang dần biến mất một cách nhanh chóng trong khi các nghiên cứu di truyền, chọn giống, bảo tồn nguồn gen đối với loại cây trồng này ở nước ta còn ít. Trong thực tế sản suất việc nhân giống khoai môn – sọ vẫn chủ yếu sử dụng là ở các dạng củ. Vì thế việc tạo ra số lượng lớn củ giống sẽ giúp việc mở rộng quy mô sản suất khoai môn - sọ dễ dàng hơn rất nhiều. Mặt khác việc nuôi cấy và giữ cây khoai môn - sọ in vitro cũng đã gặp không ít những khó nhăn như: thời gian giữ giống thấp nên tốn công sức Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Trang Lớp: CNSH 0705 2 cấy chuyển. Khi số lần cấy chuyển tăng lên thường rất dễ xảy ra các biến dị soma ảnh hưởng không tốt cho việc bảo quản giống. Ngoài ra kích thước cây khoai môn – sọ in vitro khá lớn cũng đã gây ra những khó khăn nhất định khi cấy chuyển chúng. Việc bảo tồn và lưu giữ nguồn gen trong nuôi cấy in vitro ngày càng được quan tâm. Những năm vừa qua Viện Sinh học Nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã thu thập và hoàn thiện quy trình nhân giống in vitro của hơn 10 giống khoai môn sọ trong nước. Tuy nhiên việc tạo củ in vitro còn cần được nghiên cứu để hoàn thiện quy trình nhân giống khoai môn sọ trong phòng thí nghiệm, đồng thời việc đánh giá các đặc tính nông sinh học ngoài đồng ruộng của các giống này vẫn còn bỏ ngỏ. Xuất phát từ những yêu cầu thực tế trên chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu tạo củ in vitro và đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất của giống khoai sọ TH3 và giống khoai môn TH1 được nhân bằng phương pháp in vitro” II. Mục đích, yêu cầu 1. Mục đích - Xác định được phương pháp tạo củ in vitro của 1 số giống khoai môn sọ bản địa thu thập được - Đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất của 1 số giống khoai môn sọ bản địa được nhân bằng phương pháp in vitro. 2. Yêu cầu - Xác định ảnh hưởng của ánh sáng tới việc tạo củ in vitro khoai môn sọ. - Xác định ảnh hưởng của nồng độ đường tới việc tạo củ. - Xác định ảnh hưởng của chất ức chế sinh trưởng tới việc tạo củ. - Xác định một số biện pháp kỹ thuật trồng cây in vitro trong nhà màn [...]... Tình hình nghiên cứu nuôi cấy in vitro cây khoai môn – sọ ở Việt Nam Trong những năm gần đây do nhận thấy giá trị của cây khoai môn - sọ mà vấn đề nghiên cứu nuôi cấy khoai môn - sọ in vitro đang nhận được sự quan tâm rất lớn Đã có một vài công trình nghiên cứu với các kết quả công bố về bước đầu trong nhân giống khoai môn - sọ bằng nuôi cấy mô tế bào: công trình nghiên cứu của Phân Viện sinh học Đà... trên 70% trên nhiều giống tiến hành thí nghiệm Để mở rộng diện tích trồng khoai môn - sọ thì việc cung cấp đủ lượng giống là điều cần thiết Do đó quá trình nhân giống khoai môn - sọ in vitro cần có được môi trường nhân nhân nhanh tối ưu làm tăng hệ số nhân của khoai môn - sọ Năm 2008, Nguyễn Thị Loan đã nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ TDZ đến hệ số nhân của khoai môn - sọ Mẫu được cấy trong môi trường... tráng giống và làm sạch bệnh của các dòng, giống khoai môn - sọ bị thoái hóa hoặc bị nhiễm bệnh, Nguyễn Thị Ngọc Huệ và Đinh Thế Lộc đã sử dụng phương pháp nhân giống in vitro Các mô phân sinh từ chồi bên của củ cái sau khi được khử trùng bằng thủy ngân (HgCl2) được đưa vào môi trường MS có bổ sung 10 mg/l IAA Sau khi mô phân sinh tạo chồi, chúng được cấy chuyển sang môi trường MS bổ sung 1 mg/l Kinetin... cho sự phát triển của chúng trong sản xuất Để có thể mở rộng sự phát triển khoai môn - sọ thì nhiều tác giả đã tiến hành nghiên cứu nhân nhanh khoai môn - sọ in vitro trên nhiều công thức môi trường khác nhau Shakuntala Sabapathy và Helen Nair (1992), khi nghiên cứu về nhân nhanh khoai môn – sọ in vitro đã đưa ra kết luận: Nhân giống khoai môn - sọ in vitro có thể sử dụng cả chồi đỉnh và chồi nách Khi... nghiệm in vivo được tiến hành tại khu nhà màn Viện Sinh học Nông nghiệp, Trường ĐH NN Hà Nội Nguyễn Thị Trang 19 Lớp: CNSH 0705 Khoá luận tốt nghiệp 2.2 Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Nội dung 2.2.1.1 Các thí nghiệm tạo củ in vitro Thí nghiệm 1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đường đến khả năng tạo củ khoai môn sọ in vitro Các cây khoai môn sọ đạt tiêu chuẩn về chiều cao và số lá được cấy... nghiệp Linsmaier and Skoog (1965) chứa 5,5 mg/l NAA, 0,2 mg/l kinetin hoặc 1,85 mg/l NAA và 2 mg/l kinetin và bổ sung thêm 10-4 – 10-3 mol/l spermine hoặc tiền chất của axit amin arginine và ornithine Cây con được tái sinh trực tiếp từ chồi đỉnh, chồi nách và protocorm Tần số tái sinh cây con, tốc độ sinh trưởng phát triển của cây con từ chồi đỉnh cao hơn khi môi trường có arginine và ornithine Các... tƣợng nghiên cứu 2.1.1 Vật liệu nghiên cứu Chất kìm hãm sinh trưởng B9: là một dạng bột trắng hòa tan trong nước, nó được sử dụng để ức chế sinh trưởng, kìm hãm sinh tổng hợp GA3, ức chế chồi, giảm chiều dài đốt, tăng sinh trưởng rễ đồng thời tăng độ dày lá và hàm lượng diệp lục 2.1.2 Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu trên 2 giống khoai môn – sọ sau: Giống Ký hiệu Nguồn thu thập Khoai sọ TH3 Thanh Hóa Môn. .. bảo quản giống Ngoài ra kích thước cây khoai môn sọ in vitro khá lớn cũng đã gây ra nhứng khó khăn nhất định khi cấy chuyển chúng Nghiên cứu tạo củ, sự ổn định di truyền của việc tái sinh khoai môn sọ, Z.Hussain và R K Tyagi (2005) đã đi đến kết luận: Việc tạo củ in vitro được hình thành khi nuôi cấy trong môi trường MS chứa 8-10% sucrose, 22 µM BAP, 0,6 µM α-NAA và 0,8% agar Nuôi cấy tạo củ có thể... đến khả năng tạo củ khoai môn sọ in vitro Đối với nhiều loại cây trồng thì ánh sáng là một nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng hình thành củ của cây Khi thời gian chiếu sáng khác nhau có thể gây ức chế hay kích thích sự hình thành củ của cây Đối với khoai tây, việc tạo củ in vitro được tiến hành với môi trường bổ sung đường saccarose nồng độ cao trong điều kiện tối hoàn toàn Vậy khoai môn sọ có... Nhật và Ai Cập cây khoai môn sọ được sử dụng như cây trồng đầu tiên để khai hoang đất ngập mặn Điều này cho thấy tiềm năng sử dụng cây môn sọ để khai thác 1 số vùng sinh thái khó khăn, nơi những cây trồng khác không thể trồng được, hoặc kém phát triển 1.4 Tình hình nghiên cứu nuôi cấy invitro cây khoai môn - sọ trên thế giới và Việt Nam 1.4.1 Tình hình nghiên cứu nuôi cấy invitro cây khoai môn – sọ trên . tôi tiến hành đề tài: Nghiên cứu tạo củ in vitro và đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất của giống khoai sọ TH3 và giống khoai môn TH1 được nhân bằng phương pháp in vitro II. Mục đích,. định được phương pháp tạo củ in vitro của 1 số giống khoai môn sọ bản địa thu thập được - Đánh giá khả năng sinh trưởng, năng suất của 1 số giống khoai môn sọ bản địa được nhân bằng phương pháp. hưởng của nồng độ đường đến khả năng tạo củ khoai môn sọ in vitro 24 3.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của quang chu kì khác nhau đến khả năng tạo củ khoai môn sọ in vitro 27 3.1.3. Ảnh hưởng của