Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của đèn LED và một số yếu tố giá thể lên khả năng sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro

Chia sẻ: Trương Yến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:138

Thêm vào BST

Báo xấu

45
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp này được thực hiện với mục tiêu nhằm khảo sát các yếu tố giá thể ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) và nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống đèn LED đến quá trình sinh trưởng từ mẫu cấy chồi. Từ đó tìm ra các yếu tố thích hợp cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của đèn LED và một số yếu tố giá thể lên khả năng sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH VIỆN KHOA HỌC ỨNG DỤNG HUTECH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐÈN LED VÀ MỘT SỐ YẾU TỐ GIÁ THỂ LÊN KHẢ NĂNG SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY CHUỐI ĐỎ (MUSA ACUMINATA RED DACCA) IN VITRO Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : TS. TRỊNH THỊ LAN ANH Sinh viên thực hiện : PHẠM THỊ NHẢ TRÂN MSSV : 1411100686 Lớp : 14DSH04 TP. Hồ Chí Minh, 2018 i
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài này do chính tôi thực hiện, đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi. Những thông tin tham khảo trong đồ án này đều được trích dẫn cụ thể nguồn sử dụng. Các kết quả nghiên cứu trong đồ án do tôi thực hiện, phân tích một cách trung trực, khách quan và phù hợp với thực tiễn. Các kết quả này từng được công bố trong bất kì nghiên cứu nào khác. Tp.Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 7 năm 2018 Sinh viên thực hiện Phạm Thị Nhả Trân ii
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận của mình, tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh, ban chủ nhiệm Viện Khoa học Ứng dụng Hutech, cùng tất cả các thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập. Đặc biệt, tôi xin cảm ơn TS.Trịnh Thị Lan Anh người đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ và động viên cá nhân tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp này. Với những kiến thức này làm nền tảng cho chúng tôi vận dụng vào cuộc sống khi ra trường. Xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ, giúp đỡ, động viên của toàn thể gia đình, bạn bè trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp, cũng như trong suốt quá trình học vừa qua. Vì thời gian hạn hẹp, vốn kiến thức còn hạn chế nên cuốn báo cáo này cũng sẽ không tránh khỏi những sai sót. Rất mong sự chỉ bảo và đóng góp của quý thầy cô và các bạn để cuốn báo cáo này hoàn thiện hơn. Xin kính quý Thầy, Cô sức khỏe và thành công trong sự nghiệp đào tạo những thế hệ tri thức tiếp theo trong tương lai. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 7 năm 2018 Sinh viên thực hiện Phạm Thị Nhả Trân iii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iii MỤC LỤC ................................................................................................................. iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................... viii DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. ix DANH MỤC BIỂU ĐỒ ..............................................................................................x DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................... viii MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1. Đặt vấn đề ...............................................................................................................1 2. Mục đích đề tài .......................................................................................................3 3. Đối tượng và phạm vi nghên cứu ...........................................................................3 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ..............................................................................................3 5. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................4 6. Bố cục đồ án ...........................................................................................................4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .....................................................................5 1.1. Giới thiệu về phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật ...................................5 1.1.1. Giới thiệu khái quát về phương pháp nuôi cấy mô tế bào .............................5 1.1.2. Ưu và nhược điểm nuôi cây mô tế bào thực vật ............................................5 1.1.2.1. Ưu điểm .......................................................................................................5 1.1.2.2. Nhược điểm..................................................................................................6 1.1.3. Các phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật ..............................................6 1.1.4. Môi trường nuôi cấy mô tế bào thực vật ........................................................7 1.1.4.1. Các khoáng đa lượng ...................................................................................8 1.1.4.2. Các vitamin ..................................................................................................9 1.1.4.3. Nguồn carbohydrate ...................................................................................11 1.1.4.4. Nguồn sắt ...................................................................................................11 1.1.4.5. pH ........................................................................................................12 1.1.4.6. Các chất điều hòa sinh trưởng thực vật .....................................................12 iv
1.1.5. Các giai đoạn nuôi cấy mô tế bào thực vật ..................................................19 1.1.5.1. Nuôi cấy đỉnh sinh trường .........................................................................19 1.1.5.2. Tạo thể nhân giống in vitro ........................................................................19 1.1.5.3. Nhân giống in vitro ....................................................................................20 1.1.5.4. Tái sinh cây hoàn chỉnh in vitro.................................................................20 1.1.5.5. Chuyển cây con in vitro ra vườn ươm .......................................................20 1.1.5.6. Nhân giống ex vitro ...................................................................................21 1.1.5.7. Cây con trong bầu đất ................................................................................21 1.1.5.8. Trồng cây ra ruộng .....................................................................................21 1.1.5.9. Chọn lọc cây đầu dòng...............................................................................21 1.1.6. Các vấn đề liên quan đến in vitro .................................................................22 1.1.6.1. Tính bất định về mặt di truyền ...................................................................22 1.1.6.2. Ảnh hưởng mẫu nuôi cấy ...........................................................................22 1.1.6.3. Sản sinh các chất độc từ mẫu cấy ..............................................................23 1.1.7. Giới thiệu sơ lược về ánh sáng LED ............................................................24 1.1.7.1. Giới thiệu về đèn LED ...............................................................................24 1.1.7.2. Ưu và nhược điểm của đèn LED ...............................................................25 1.1.7.3. Ảnh hưởng của đèn LED đến nuôi cấy mô tế bào thực vật .......................27 1.1.8. Các chất có hàm lượng không xác định bổ sung vào môi trường cấy .........28 1.1.8.1. Nước dừa....................................................................................................28 1.1.8.2. Than hoạt tính ............................................................................................29 1.1.9. Giới thiệu sơ lược về giá thể nuôi cấy .........................................................29 1.1.9.1. Agar ........................................................................................................29 1.1.9.2. Sương sáo ...................................................................................................30 1.1.10. Giới thiệu sơ lược về cây chuối ...................................................................30 1.1.10.1. Sơ lược về cây chuối trên thế giới .............................................................30 1.1.10.2. Các phương pháp truyền thống thường được sử dụng trong nhân giống chuối ........................................................................................................32 1.1.10.3. Phân loại.....................................................................................................32 v
1.1.10.4. Sơ lược về chuối đỏ ...................................................................................33 1.1.10.5. Tình hình nghiên cứu về kỹ thuật nhân giống chuối bằng phương pháp nuôi cấy mô (in vitro) ................................................................................................35 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ......................................................37 2.1. Địa điểm và thời gian tiến hành đề tài ..............................................................37 2.2. Vật liệu .............................................................................................................37 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................37 2.2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị .......................................................................37 2.2.3. Môi trường nuôi cấy.....................................................................................37 2.2.4. Điều kiện nuôi cấy trong phòng nuôi cấy in vitro .......................................37 2.2.4. Thiết kế hệ thống LED .................................................................................38 2.3. Bố trí thí nghiệm...............................................................................................41 2.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của agar lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) ................................................41 2.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của sương sáo lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) .......................................41 2.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nước dừa lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) .......................................42 2.3.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED đơn sắc lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) .......43 2.3.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED kết hợp lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) .......44 2.3.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của kiểu bổ sung các thành phần của môi trường dinh dưỡng và thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng lên khả năng tăng trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) ...............45 2.3.7. Chỉ tiêu nghiên cứu ......................................................................................46 2.3.8. Thống kê và xử lý số liệu .............................................................................47 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................48 3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của agar lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro ...................................48 vi
3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của sương sáo lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro ..........................55 3.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của nước dừa lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) ..........................................................63 3.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED đơn sắc lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) ...............72 3.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED kết hợp lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) ...............80 3.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của kiểu bổ sung các thành phần của môi trường dinh dưỡng và thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng lên khả năng tăng trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ in vitro (Musa acuminata Red Dacca) ..............88 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................96 4.1. Kết luận ............................................................................................................96 4.2. Kiến nghị ..........................................................................................................96 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................97 PHỤ LỤC ..................................................................................................................99 vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ADN : Acid deoxynucleotic BA : 6-benzyladenine BAP : N6-benzylaminopurine CNSH : Công nghệ sinh hoc CV% : Hệ số sai dị CAD : Cinnamyl alcohol dehydrogenase CCR : Cinnamoyl CoA redductase CRD : Completely randommized desugin DHSTTV : Chất diều hòa sinh trưởng thực vật ĐC : Đối chứng GA3 : Gibberellic acid IAA : Indole-3-acetic acid IBA : Indol butyric acid LED : Light Emitting Diodes MS : Murashige và skoog NAA : α-naphtaleneacetic acid viii
DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Khảo sát ảnh hưởng của agar lên sự sinh trưởng và tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca). Bảng 2.2. Khảo sát ảnh hưởng của sương sáo lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca). Bảng 2.3. Khảo sát ảnh hưởng của nước dừa lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca). Bảng 2.4. Khảo sát ảnh hưởng của đèn LED lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca). Bảng 2.5. Khảo sát ảnh hưởng của đèn LED kết hợp lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca). Bảng 2.6. Khảo sát ảnh hưởng của kiểu bổ sung các thành phần của môi trường dinh dưỡng và thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng lên khả năng tăng trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) Bảng 3.1. Ảnh hưởng của agar đến sự phát triển tạo cây hoàn chỉnh của chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro Bảng 3.2. Ảnh hưởng của sương sáo đến sự phát triển tạo cây hoàn chỉnh của chuối đỏ in vitro Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nước dừa đến sự phát triển tạo cây hoàn chỉnh của chuối đỏ in vitro Bảng 3.4. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED đơn sắc đến sự phát triển tạo cây hoàn chỉnh của chuối đỏ in vitro Bảng 3.5. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED kết hợp đến sự phát triển tạo cây hoàn chỉnh của chuối đỏ in vitro Bảng 3.6. ảnh hưởng của kiểu bổ sung các thành phần của môi trường dinh dưỡng và thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng lên khả năng tăng trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ in vitro (Musa acuminata Red Dacca) ix
DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Ảnh hưởng của agar đến sự phát triển tạo cây hoàn chỉnh của chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro trong 8 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.2. Ảnh hưởng của agar lên trọng lượng tươi và trọng lượng khô của chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của agar lên chiều cao cây và đường kính thân của chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.4. Ảnh hưởng của agar lên chiều dài rễ và số rễ của chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.5. Ảnh hưởng của sương sáo đến sự phát triển tạo cây hoàn chỉnh của chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro trong 8 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.6. Ảnh hưởng của sương sáo lên trọng lượng tươi và trọng lượng khô của chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.7. Ảnh hưởng của sương sáo lên chiều cao cây và đường kính thân của chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.8. Ảnh hưởng của sương sáo lên chiều dài rễ và số rễ của chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.9. Ảnh hưởng của nước dừa đến sự phát triển tạo cây hoàn chỉnh của chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro trong 6 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.10. Ảnh hưởng của nước dừa lên trọng lượng tươi và trọng lượng khô của chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.11. Ảnh hưởng của nước dừa lên chiều cao cây và đường kính thân của chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.12. Ảnh hưởng của nước dừa lên chiều dài rễ và số rễ của chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.13. Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc đến sự phát triển tạo cây hoàn chỉnh của chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro trong 8 tuần nuôi cấy x
Biểu đồ 3.14. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED đơn sắc lên trọng lượng tươi và trọng lượng khô của chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.15. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED đơn sắc lên chiều cao cây và đường kính thân của chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi Biểu đồ 3.16. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED đơn sắc lên số rễ và chiều dài rễ của chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi Biểu đồ 3.17. Ảnh hưởng của ánh sáng kết hợp đến sự phát triển tạo cây hoàn chỉnh của chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro trong 6 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.18. Ảnh hưởng của ánh sáng kết hợp lên trọng lượng tươi và trọng lượng khô của chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.19. Ảnh hưởng của ánh sáng kết hợp lên chiều cao cây và đường kính thân của chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi Biểu đồ 3.20. Ảnh hưởng của ánh sáng kết hợp lên số rễ và chiều dài rễ của chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi Biểu đồ 3.21. Ảnh hưởng của kiểu bổ sung thành phần dinh dưỡng và thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng đến sự phát triển tạo cây hoàn chỉnh của chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro trong 6 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.22. Ảnh hưởng của kiểu bổ sung thành phần dinh dưỡng và thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng lên trọng lượng tươi và trọng lượng khô của chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi cấy Biểu đồ 3.23. Ảnh hưởng của kiểu bổ sung thành phần dinh dưỡng và thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng lên chiều dài lá và đường kính lá của chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi Biểu đồ 3.24. Ảnh hưởng của kiểu bổ sung thành phần dinh dưỡng và thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng lên chiều cao cây và đường kính thân của chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi Biểu đồ 3.25. Ảnh hưởng của kiểu bổ sung thành phần dinh dưỡng và thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng lên số rễ và chiều dài rễ của chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi xi
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) Hình 1.2. Cây chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) Hình 2.1. Mô hình thiết kế hệ thống chiếu sáng đèn LED đơn a. Hệ thống chiếu sáng đèn LED trắng; b. Hệ thống chiếu sáng đèn LED vàng; c. Hệ thống chiếu sáng đèn LED xanh; d. Hệ thống chiếu sáng đèn LED đỏ Hình 2.2. Hệ thống chiếu sáng đèn LED đơn sau khi thiết kế và thi công. A. Hệ thống chiếu sáng đèn LED trắng; B. Hệ thống chiếu sáng đèn LED vàng; C. Hệ thống chiếu sáng đèn LED xanh; D. Hệ thống chiếu sáng đèn LED đỏ Hình 2.3. Mô hình hệ thống chiếu sáng LED kết hợp a. 100% LED đỏ (ĐC); b. 50% LED đỏ kết hợp 50% LED vàng; c. 50% LED đỏ kết hợp 50% LED xanh dương; d. 50% LED vàng kết hợp 50% LED xanh dương Hình 2.4. Mô hình hệ thống chiếu sáng LED kết hợp A. 100% LED đỏ (ĐC); B. 50% LED đỏ kết hợp 50% LED vàng; C. 50% LED đỏ kết hợp 50% LED xanh dương; D. 50% LED vàng kết hợp 50% LED xanh dương Hình 3.1. ảnh hưởng của agar lên sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy. (A1, A2, A3, A4 tương ứng với nồng độ 6 ,9 , 12, 15 g/l) Hình 3.2. ảnh hưởng của agar lên sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy. (A1, A2, A3, A4 tương ứng với nồng độ 6 ,9 , 12, 15 g/l) Hình 3.3. Ảnh hưởng của sương sáo lên sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy. (B1, B2, B3, B4, B5 tương ứng với nồng độ 3, 6, 9, 12, 15 g/l) Hình 3.4. Ảnh hưởng của sương sáo lên sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy. (B1, B2, B3, B4, B5 tương ứng với nồng độ 3, 6, 9, 12, 15 g/l) viii
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nước dừa lên sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi cấy. (C0, C1, C2, C3, C4, C5 tương ứng với nồng độ 0, 5, 10, 15, 20, 25%) Hình 3.6. ảnh hưởng của nước dừa lên sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi cấy. (C0, C1, C2, C3, C4, C5 tương ứng với nồng độ 0, 5, 10, 15, 20, 25%) Hình 3.7. ảnh hưởng ánh sáng đèn LED đơn sắc lên sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy. (D0, D1, D2, D3, D4 tương ứng với loại ánh sáng huỳnh quang, LED trắng, LED đỏ, LED xanh dương) Hình 3.8. ảnh hưởng ánh sáng đèn LED đơn sắc lên sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ in vitro sau 8 tuần nuôi cấy. (D0, D1, D2, D3, D4 tương ứng với loại ánh sáng huỳnh quang, LED trắng, LED đỏ, LED xanh dương) Hình 3.9. Ảnh hưởng ánh sáng đèn LED kết hợp lên sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi cấy. (E0, E1, E2, E3 tương ứng với loại ánh sáng đèn LED đỏ, đèn LED đỏ kết hợp đèn LED xanh dương, đèn LED xanh dương kết hợp đèn vàng, đèn LED đỏ kết hợp đèn LED vàng) Hình 3.10. Ảnh hưởng ánh sáng đèn LED kết hợp lên sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi cấy. (E0, E1, E2, E3 tương ứng với loại ánh sáng đèn LED đỏ, đèn LED đỏ kết hợp đèn LED xanh dương, đèn LED xanh dương kết hợp đèn vàng, đèn LED đỏ kết hợp đèn LED vàng ) Hình 3.11. ảnh hưởng của kiểu bổ sung thành phần dinh dưỡng và thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng của chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi cấy (F0, F1, F2, F3, F4, F5 tương ứng với thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng 0 tuần, 1 tuần, 2 tuần, 3 tuần, 4 tuần Hình 3.12. Ảnh hưởng của kiểu bổ sung thành phần dinh dưỡng và thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng của chuối đỏ in vitro sau 6 tuần nuôi cấy (F0, F1, F2, F3, F4, F5 tương ứng với thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng 0 tuần, 1 tuần, 2 tuần, 3 tuần, 4 tuần) ix
MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Cây chuối được trồng phổ biến trên 100 nước và có diện tích trồng hàng năm khoảng 10 triệu ha sản lượng 88 triệu tấn. Cây chuối được xếp vào 1 trong hơn 130 loại cây ăn quả được đặc biệt quan tâm. Chuối là một loại thực phẩm, đồng thời cũng là một dược liệu thiên nhiên để hỗ trợ cho nhiều căn bệnh. Trong đó chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) đã và đang được ưu tiên đầu tư và phát triển với quy mô lớn trên thế giới. Với những ưu thế vượt trội về mặt chất lượng cũng như hàm lượng dinh dưỡng của chuối đỏ so với các loại chuối khác thì giá trị vượt trội về mặt kinh tế thông qua chế biến và bảo quản xuất khẩu là vô cùng to lớn. Hiện nay trên thế giới chuối đỏ được trồng chủ yếu ở Úc, New Zealand, và nhiều nơi ở quần đảo Thái Bình Dương, đã và đang mạng lại thu nhập ổn định và khả năng phát triển kinh tế cao cho người trồng, ngoài ra ở nước ta tuy đã nắm bắt được xu thế nhưng chuối đỏ vẫn chưa được đầu tư rộng tập trung chủ yếu ở các tỉnh Lâm Đồng, Bình Dương và các tỉnh miền Tây. Tuy rằng chuối đỏ mang lại hiệu quả kinh tế và khả năng phát triển cao nhưng tình hình sản xuất chuối đỏ hiện nay vẫn chưa đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường bởi còn gặp nhiều khó khăn trong việc cải thiện số lượng và chất lượng sản phẩm chuối đỏ. Một trong những nguyên nhân là do lượng giống chưa đáp ứng kiệp như cầu gieo trồng cùng với đó là chất lượng giống chưa đảm bảo. Ngoài ra việc nhân giống theo phương pháp truyền thống (tách chồi) thường sinh trưởng kém, phát triển chậm, cây không đồng đều, lâu thu hoạch thu hoạch không tập trung. Phương pháp nhân giống này thường làm cho cây con bị mắc bệnh virus rất nguy hiểm đến tình trạng thoái hóa giống. Hiện nay người dân thường sử dụng cây con chuối từ phương pháp nuôi cây mô, đặc biệt phổ biến ở những vùng trồng chuối lớn, tập trung. Từ 1 củ chuối thông qua phương pháp nuôi cấy mô có thể sản xuất đạt tới 2000 cây chuối con sạch bệnh và chất lượng cao để trồng ra vườn sản xuất. Trồng bằng phương pháp nuôi cấy mô 1
cho tỉ lệ sống cao, cây sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh, đồng đều, thời gian từ lúc trồng đến lúc thu hoạch ngắn. Tính đồng nhất của giống chuối nuôi cấy mô giúp chúng ta có thể điều khiển được thời gian ra hoa về thời gian thu hoạch cũng như tăng năng xuất và chất lượng trái. Thông qua phương pháp nuôi cấy mô người ta tạo ra một cây con sạch bệnh, đặc biệt với các bệnh do virus gây ra. Theo tổng kết của các nhà khoa học và thực tế sản xuất ở một số địa phương cho thấy trồng chuối cấy mô sạch bệnh có khả năng tăng năng xuất từ 15 – 20%. Một trong số những biện pháp nhân giống in vitro trên chuối giúp phát triển bộ rễ và các chỉ tiêu sinh trưởng của cây trước khi đem ra vườn ươm là bước khá quan trọng để đạt được tỷ lệ sống cao. Ánh sáng là một trong những yếu tố quan trọng trong sự sinh trưởng của thực vật bao gồm cả bộ rễ. Đèn LED có nhiều ưu điểm hơn với kích thước, thể tích nhỏ, tuổi thọ cao, vùng quang phổ có thể kiểm soát được, ít hao tốn điện năng và ít tỏa nhiệt. Trong khi đó, đèn huỳnh quang trong nuôi cấy mô chiếm nhiều không gian, tuổi thọ thấp, có những vùng quang phổ không cần thiết. Tuy nhiên ứng dụng khoa học kỹ thuật vào ngành công nghệ sinh học thực vật, đặc biệt là nuôi cấy mô tế bào thực vật ở Việt Nam vẫn còn bị bỏ ngỏ. Hiện nay đã có rất nhiều nghiên cứu về ứng dụng của đèn LED trong đời sống nói chung và ứng dụng trong nuôi cấy mô tế bào thực vật nói riêng. Nhưng các ứng dụng vẫn chưa được triễn khai đại trà và áp dụng rộng rãi. Với mục đích đưa các ứng dụng công nghệ sinh học trong việc phát triễn nông nghiệp bền vững, vừa tăng năng suất cây trồng, tiết kiệm chi phí tối đa có thể mà vẫn đảm bảo chất lượng, chúng tôi thực hiện nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của đèn LED và một số yếu tố giá thể lên khả năng sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro”. 2
2. Mục đích đề tài Khảo sát các yếu tố giá thể ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) và nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống đèn LED đến quá trình sinh trưởng từ mẫu cấy chồi. Từ đó tìm ra các yếu tố thích hợp cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro. 3. Đối tượng và phạm vi nghên cứu Đối tượng nghiên cứu là chồi chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) đươc sử dụng làm nguồn mẫu để nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố giá thể và hệ thống đèn LED đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) in vitro. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu - Khảo sát ảnh hưởng của agar lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) - Khảo sát ảnh hưởng của sương xáo lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) - Khảo sát ảnh hưởng của nước dừa lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) - Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED đơn sắc lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) - Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED kết hợp lên sự sinh trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca) - Khảo sát ảnh hưởng của kiểu bổ sung các thành phần của môi trường dinh dưỡng và thời gian bổ sung thêm dinh dưỡng lên khả năng tăng trưởng tạo cây hoàn chỉnh giống chuối đỏ (Musa acuminata Red Dacca). 3
5. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết: thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu là sách chuyên ngành, tập chí chuyên ngành, các công trình nghiên cứu, các bài báo khoa học trong và ngoài nước. - Nghiên cứu thực nghiệm: tiến hành bố trí thí nghiệm để khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố giá thể và hệ thống đèn LED. Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên. Các nghiệm thức được lập lại 3 lần, ghi nhận kết quả trung bình. Các số liệu sao khi thu thập được xử lý thống kê bằng phần mềm SAS 9.1 và chương trình MicroSoft Excel 2010. 6. Bố cục đồ án Đồ án tốt nghiệp bao gồm các chương sau: - Chương 1: Tổng quan tài liệu - Chương 2: Vật liệu và phương pháp - Chương 3: Kết quả và thảo luận - Chương 4: Kết luận và kiến nghị 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu về phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật 1.1.1. Giới thiệu khái quát về phương pháp nuôi cấy mô tế bào Nuôi cấy mô tế bào thực vật là một thuật ngữ được dùng một cách rộng rãi để nói về việc mô tả các phương thức nuôi cấy các bộ phận thực vật (tế bào đơn, mô, cơ quan) trong ống nghiệm có chứa môi trường xác định ở điều kiện vô trùng. Mục đích chung của nuôi cấy mô tế bào thực vật là sử dụng các điều kiện như: nhiệt độ, ánh sáng, thành phần dinh dưỡng, các chất điều hòa sinh trưởng thực vật, ... để điều khiển quá trình sinh trưởng và phát triển của tế bào, mô nuôi cấy theo mục tiêu và yêu cầu đặt ra. Nuôi cấy mô tế bào thực vật còn là một phương pháp nghiên cứu hiệu quả nhất quá trình phát triển hình thái ở nhiều loài thực vật. Phương pháp này giúp mở ra những hướng mới trong nghiên cứu sinh lý và di truyền thực vật như: cơ chế sinh tổng hợp các chất, sinh lý phân tử - đột biến, sinh lý dinh dưỡng ở tế bào thực vật và nhiều vấn đề sinh học khác, ... Tất cả dạng nuôi cấy mô đều được tiến hành qua hai bước: - Các phần của thực vật hoặc một cơ quan thực vật nào đó được tách ra khỏi phần còn lại. Đó là sự tách rời tế bào, mô hay cơ quan đang tương tác lẫn nhau trong một tổ chức thực vật nguyên vẹn. - Các phần tách ra nói trên phải đặt trong môi trường thích hợp để nó có thể biểu lộ hết bản chất hoặc khả năng đáp ứng của nó. 1.1.2. Ưu và nhược điểm nuôi cây mô tế bào thực vật 1.1.2.1. Ưu điểm - Phương pháp in vitro có khả năng hình thành được số lượng lớn cây giống từ một mô, cơ quan của cây với kích thước nhỏ khoảng 0,1 – 10 mm. Trong khi đó các 5
phương pháp nhân giống truyền thống thì để tạo thành cây giống, ít nhất phải sử dụng một phần cơ quan dinh dưỡng của cây với kích thước từ 5 – 20 cm. - Hoàn toàn tiến hành trong điều kiện vô trùng nên cây giống tạo ra sẽ không nhiễm bệnh từ môi trường bênh ngoài. - Sử dụng vật liệu sạch virus và có khả năng nhân nhanh số lượng lớn cây giống sạch virus. - Hoàn toàn chủ động điều chỉnh các tác nhân, điều chỉnh khả năng tái sinh của cây như thành phần dinh dưỡng, ánh sáng, nhiệt độ, chất điều hòa sinh trưởng thực vật,… theo ý muốn. - Hệ số nhân giống cao nên có thể sản xuất được số lượng lớn cây giống trong một thời gian ngắn. - Có thể tiến hành quanh năm mà không chịu sự chi phối của điều kiện ngoại cảnh, mùa vụ. - Cây giống in vitro chưa có nhu cấu sử dụng thì có thể bảo quản được trong thời gian dài ở điều kiện in vitro. 1.1.2.2. Nhược điểm - Mặc dù hệ số nhân giống cao nhưng cây giống tạo ra có kích thước nhỏ và đôi khi xuất hiện những dạng cây không mong muốn. - Nhân giống trên môi trường agar thì giá thành vẫn còn cao và thời gian dài. - Cần trang thiết bị hiện đại, kĩ thuật viên có tay nghề cao. - Quy trình nhân giống phức tạp. - Giới hạn của sự đa dạng của dòng sản phẩm nhân giống do cây con tạo ra thường đồng nhất về mặt di truyền. 1.1.3. Các phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật Nuôi cấy mô tế bào thực vật bao gồm: - Cấy cây: nuôi cấy cây non và cây lớn hơn. 6
- Cấy phôi: gồm nuôi cấy các phôi cô lập đã trưởng thành và chưa trưởng thành. - Cấy cơ quan: cấy các cơ quan thực vật tách rời. - Cấy mô hoặc mô sẹo: cấy các loại mô tách ra từ một phần nào đó của một cơ quan thực vật. - Cấy tế bào và huyền phù tế bào: cấy tề bào cô lập hoặc cụm tế bào rất nhỏ trong môi trường lỏng. - Cấy tế bào trần: cấy tế bào trần thực vật là nuôi cấy những tế bào không có thành (vách) được dùng trong kỹ thuật di truyền. - Cấy túi phấn (thể đơn bội): cấy túi phấn hoặc những hạt phấn chưa trưởng thành để thu được tế bào đơn bội hay mô sẹo trong kĩ thuật di truyền. 1.1.4. Môi trường nuôi cấy mô tế bào thực vật Môi trường nuôi cấy mô và tế bào thực vật tuy rất đa dạng nhưng đều gồm một số thành phần cơ bản sau: - Các muối khoáng đa lượng và vi lượng - Các vitamin - Các amino acid - Nguồn carbon: một số các loại đường - Các chất điều hoà sinh trưởng - Các chất hữu cơ bổ sung: nước dừa,… - Chất làm thay đổi trạng thái môi truờng: các loại thạch (agar) Tất cả các hợp chất này đều tham gia vào một hoặc nhiều chức năng trong sự sinh trưởng và phân hoá của thực vật nuôi cấy in vitro. 7