Đang tải... (xem toàn văn)
Tạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitroTạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitroTạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitroTạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitroTạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitroTạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitroTạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitroTạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitroTạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitro
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU & PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC -oOo- ĐÀO THỊ TUYẾT THANH TẠO DÕNG HOA HUỆ (Polianthes tuberosa L.) ĐỘT BIẾN BẰNG TIA GAMMA (60CO) TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học Mã ngành: 62 42 02 01 Cần Thơ - 2018 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU & PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC -oOo- ĐÀO THỊ TUYẾT THANH TẠO DÕNG HOA HUỆ (Polianthes tuberosa L.) ĐỘT BIẾN BẰNG TIA GAMMA (60CO) TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học Mã ngành: 62 42 02 01 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN PGS TS Nguyễn Bảo Tồn Cần Thơ - 2018 Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017 Trường Đại học Cần Thơ TRANG XÁC NHẬN CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC Luận án “Tạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến tia gamma (60Co) điều kiện in vitro” nghiên cứu sinh Đào Thị Tuyết Thanh thực dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Bảo Toàn Tác giả luận án Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Chuyên ngành Công nghệ Sinh học i Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017 Trường Đại học Cần Thơ LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn thầy, PGS.TS Nguyễn Bảo Tồn, tận tình hƣớng dẫn khoa học, tƣ vấn thiết kế thí nghiệm, hƣớng dẫn cách tiếp cận kiến thức khoa học lĩnh vực nghiên cứu, từ giúp tơi hồn thành luận án nghiên cứu sinh Xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh Đạo Viện Nghiên cứu & Phát triển Công nghệ Sinh học, Trại Nghiên cứu & Thực nghiệm Nông nghiệp thuộc Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng, Khoa Sau Đại Học tạo điều kiện thuận lợi thực thủ tục, hỗ trợ hóa chất trang thiết bị cho nghiên cứu Luận án Chân thành cảm ơn quý thầy cô, anh chị, bạn đồng nghiệp thuộc Viện Nghiên cứu & Phát triển Công nghệ Sinh học Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn Nguyễn Thƣợng Hiền hỗ trợ nguồn giống hoa huệ Đồng thời, chân thành gửi lời cảm ơn đến em học viên cao học cộng tác suốt thời gian thực luận án Xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến Ban Giám đốc Trung Tâm Dạy nghề & Hỗ trợ Nông dân tỉnh Tiền Giang, anh chị em đồng nghiệp hỗ trợ cơng tác để tơi có thời gian hồn thành đƣợc khóa học Sau tơi xin đƣợc cảm ơn ngƣời thân u gia đình ln động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập nghiên cứu Đào Thị Tuyết Thanh Chuyên ngành Công nghệ Sinh học ii Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017 Trường Đại học Cần Thơ TĨM TẮT Nghiên cứu “Tạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến tia gamma (60Co) điều kiện in vitro” đƣợc thực nhằm (1) xác định đƣợc môi trƣờng ni cấy để tạo vật liệu cho thí nghiệm; (2) xác định đƣợc hiệu liều lƣợng tia gamma (60Co) mô sẹo cụm chồi hoa huệ thông qua liều gây chết LD50; (3) xác định đa dạng mặt hình thái giai đoạn dƣỡng; (4) chọn đƣợc đến hai giống hoa huệ tăng số lƣợng cánh hoa, kích thƣớc hoa hoa có mùi thơm theo phƣơng pháp truyền thống Nghiên cứu bao gồm tạo nguồn vật liệu cho thí nghiệm hai giống/dòng hoa huệ đơn hoa huệ kép; xử lý chiếu xạ tia gamma (60Co) liều khác nhau; xác định giá trị tổn thƣơng LD50; đánh giá sinh trƣởng mô sẹo cụm chồi in vitro; dƣỡng đánh giá thay đổi mặt hình thái hoa chọn hai dòng có kiểu hình trội Kết thí nghiệm cho thấy mơi trƣờng bổ sung 1,0 mg/l NAA 4,0 mg/l BA thích hợp cho tạo mô sẹo cụm chồi cho xử lý chiếu xạ tia gamma (60Co) Liều gây chết LD50 giống/dòng hoa huệ đơn xử lý tia gamma (60Co) khoảng 10-15 Gy (giá trị tính 10,96 ± 2,96 Gy) LD50 giống/dòng hoa huệ kép khoảng 20-25 Gy (giá trị tính 22,91 ± 4,01 Gy) Theo dõi sinh trƣởng chồi in vitro, xử lý liều chiếu xạ cao số chồi, chiều cao chồi số giảm hai giống dòng hoa huệ Giai đoạn ghi nhận đƣợc dạng bất thƣờng hình thái chồi Giai đoạn dƣỡng, nhỏ, khác biệt hình thái chồi không nhận thấy rõ ràng Ở giai đoạn đồng, tiêu sinh trƣởng bị ảnh hƣởng liều chiếu xạ dòng hoa huệ Có xuất dạng bất thƣờng hình thái lá, thân số cánh hoa Đặc biệt, phát hoa huệ đơn có gia tăng số lƣợng cánh hoa lên cánh (thay hoa có cánh) Hầu hết dòng hoa huệ đơn đƣợc xử lý tia gamma (60Co) có mùi thơm, trừ dòng hoa huệ với liều xử lý Gy với đặc điểm hoa không nở hồn tồn Ở hoa huệ kép chọn đƣợc dòng đột biến tiềm đặc điểm hoa to có mùi thơm với 22 36 cánh Từ khóa: cánh hoa, chiếu xạ, đột biến, hoa huệ, in vitro, LD50, gamma Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iii Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017 Trường Đại học Cần Thơ ABSTRACT The study on "Inducing of mutation tuberose (Polianthes tuberosa L.) lines by irradiating with 60Co gamma rays in vitro" was carried out (1) to determine culture medium to create materials for experiments on two tuberoses, single petals and double petals; (2) to determine the effects of different irradiated doses on calli and shoot clumps of tuberose through LD50; (3) to determine morphological diversities at acclimatization stage; (4) to select two new tuberose lines having bigger flower size, larger number of petals and aromatic odour The obtained results included producing materials for experiments on two tuberose cultivars; treating irradiation of 60Co gamma rays at different doses and determining LD50values; evaluating the growth of calli and shoot clumps in vitro; acclimatizing and evaluating changes on morphologies and petals, and selecting, at least, two lines with better phenotypes The implemented experiments showed that the base medium supplemented with 1.0 mg/l NAA and 4.0 mg/l BA was very suitable for inducing calli and shoot clumps as experimental materials The LD50 value of single petal tuberose variety was obtained about 10-15 Gy (the counting value was 10.96±2.96 Gy), whereas that of double petal oneabout 20-25 Gy (the counting value was 22.91±4.01 Gy) At the in vitro stage, the higher radiation doses were, the lower number of shoot got, shoot height and the number of leaves were the same as in all varieties/lines There were also appearances of the abnormal structures or disappearance of the chlorophyll in leaves At the acclimatization stage, the lethal rates of plantlets were significantly different from each other for the irradiation doses, and the variations of leaves and shoots were not clearly recognized At the field stage, the growth parameters such as the number and diameter of bulbs, the height of inflorescences, the number of flowers and the days to flowering in all varieties/lines were affected by irradiated doses There were appearances of variability of leaves, trunks and petal number In single petal tuberose, there was an increase of petal number (up to or 8) in each inflorescence Almost single petal tuberose cultivars irradiated with 60Co gamma were fragrant lines, except for the tuberose lines irradiated at Gy In double petal tuberoses, among the variations of phenotypes were the two fragrant mutant lines with 22 and 36 petals, having the most potential ability for production Key words: gamma, in vitro, irradiation, LD50, mutation, petal, tuberose Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iv Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017 Trường Đại học Cần Thơ CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc CAM KẾT KẾT QUẢ Tơi xin cam kết luận án “Tạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến tia gamma (60Co) điều kiện in vitro” đƣợc hoàn thành dựa kết nghiên cứu dƣới hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Bảo Toàn Các kết cơng trình nghiên cứu chƣa đƣợc dùng cho luận án cấp khác Tác giả luận án Đào Thị Tuyết Thanh Chuyên ngành Công nghệ Sinh học v Viện NC & PT Cơng nghệ Sinh học Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017 Trường Đại học Cần Thơ MỤC LỤC Trang TRANG XÁC NHẬN CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv CAM KẾT KẾT QUẢ v MỤC LỤC vi DANH SÁCH BẢNG xii DANH SÁCH HÌNH xiv DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT xvi CHƢƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.2.1 Mục tiêu 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tƣợng nghiên cứu 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.4.1 Ý nghĩa khoa học 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn 1.5 Điểm luận án CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu hoa huệ 2.1.1 Nguồn gốc phân loại thực vật hoa huệ 2.1.2 Đặc điểm thực vật hoa huệ 2.1.3 Tình hình sản xuất hoa huệ giới Việt Nam Chuyên ngành Công nghệ Sinh học vi Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017 Trường Đại học Cần Thơ 2.1.3.1 Trên giới 2.1.3.2 Ở Việt Nam 2.1.4 Tầm quan trọng mục đích sử dụng hoa huệ 2.1.5 Đặc điểm sinh trƣởng phát triển 2.1.6 Một số yếu tố môi trƣờng ảnh hƣởng đến sinh trƣởng phát triển 2.1.6.1 Nhiệt độ 2.1.6.2 Độ sâu trồng 10 2.1.6.3 Các chất dinh dƣỡng 10 2.2 Kỹ thuật trồng chăm sóc hoa huệ 11 2.2.1 Chuẩn bị giống 11 2.2.2 Chuẩn bị đất 12 2.2.3 Chăm sóc 12 2.2.4 Sâu bệnh hoa huệ 12 2.3 Kỹ thuật nuôi cấy in vitro chọn tạo giống trồng đột biến 13 2.3.1 Các giai đoạn nuôi cấy thực vật in vitro 13 2.3.2 Các loại mẫu cấy nuôi cấy in vitro hoa huệ 13 2.3.3 Kỹ thuật nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng (meristem culture) 14 2.3.4 Môi trƣờng nuôi cấy thực vật in vitro 15 2.3.4.1 Dinh dƣỡng khoáng vitamin nuôi cấy thực vật in vitro 15 2.3.4.2 Các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật ni cấy thực vật in vitro 16 2.3.4.3 Các chất bổ sung khác nuôi cấy thực vật in vitro 17 2.3.5 Sự hình thành mô sẹo chồi (cụm chồi) nuôi cấy thực vật in vitro 17 2.3.5.1 Sự hình thành mơ sẹo ni cấy in vitro 17 2.3.5.2 Sự hình thành chồi nuôi cấy in vitro 18 2.4 Phƣơng pháp xử lý đột biến kỹ thuật chiếu xạ chọn tạo giống trồng 19 2.4.1 Sơ lƣợc đột biến kỹ thuật chiếu xạ 19 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học vii Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017 Trường Đại học Cần Thơ 2.4.2 Đặc điểm tia phóng xạ gamma 19 2.4.2.1 Cơ chế tạo đột biến tia gamma (60Co) 19 2.4.2.2 Hiệu tia gamma chọn giống trồng 20 2.4.2.3 Liều chiếu xạ 20 2.4.2.4 Liều gây chết LD50 21 2.4.2.5 Tần số đột biến in vitro 21 2.4.3 Ý nghĩa phƣơng pháp chọn giống đột biến 22 2.4.4 Tình hình tạo giống hoa huệ giới Việt Nam 22 2.4.4.1 Trên giới 22 2.4.4.2 Ở Việt Nam 23 2.5 Sự kết hợp chọn giống đột biến nuôi cấy thực vật in vitro chiếu xạ tia gamma 23 2.5.1 Nguồn vật liệu để tạo đột biến in vitro 23 2.5.2 Ƣu điểm khuyết điểm phƣơng pháp chọn giống kỹ thuật nuôi cấy in vitro xử lý đột biến tia gamma 23 2.5.3 Một số kết nghiên cứu sử dụng phƣơng pháp nuôi cấy thực vật in vitro xử lý đột biến tia gamma loại trồng 24 2.5.4 Một số nghiên cứu xử lý đột biến nuôi cấy thực vật in vitro chiếu xạ tia gamma hoa huệ giới Việt Nam 25 2.6 Ứng dụng thị di truyền để chọn lọc dòng đột biến chọn giống trồng hoa huệ xử lý tác nhân vật lý 25 2.6.1 Phản ứng chuỗi trùng hợp 26 2.6.2 Kỹ thuật chuỗi lặp lại đơn giản (Inter Simple Sequence RepeatISSR) 26 2.6.3 Một số nghiên cứu sử dụng PCR-ISSR chọn giống trồng xử lý đột biến 27 2.6.4 Một số nghiên cứu hoa huệ sử dụng phƣơng pháp PCR-ISSR 27 2.6.5 Phân tích đa hình trình tự ADN gen ITS (Internal Transcribed Spacer) 28 2.7 Địa lý điều kiện tự nhiên số tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long 29 2.7.1 Tiền Giang 29 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học viii Viện NC & PT Công nghệ Sinh học ... CÔNG NGHỆ SINH HỌC -oOo- ĐÀO THỊ TUYẾT THANH TẠO DÕNG HOA HUỆ (Polianthes tuberosa L.) ĐỘT BIẾN BẰNG TIA GAMMA (60CO) TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học Mã... PT Công nghệ Sinh học Luận án Tiến sĩ Khóa 2013-2017 Trường Đại học Cần Thơ TĨM TẮT Nghiên cứu Tạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến tia gamma (60Co) điều kiện in vitro đƣợc thực... KẾT KẾT QUẢ Tôi xin cam kết luận án Tạo dòng hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) đột biến tia gamma (60Co) điều kiện in vitro đƣợc hoàn thành dựa kết nghiên cứu dƣới hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn