Khóa luận tốt nghiệp đại học: Nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro của một số giống đậu tương

Chia sẻ: Trương Yến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:65

Thêm vào BST

Báo xấu

47
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khóa luận tốt nghiệp đại học: Nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro của một số giống đậu tương được thực hiện với mục tiêu nhằm nghiên cứu ảnh hưởng của một số môi trường đến khả năng tái sinh in vitro của cây đậu tương DT84 và DT22; nghiên cứu khả năng tái sinh của một số giống đậu tương DT84 và DT22 trên môi trường nuôi cấy. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp đại học: Nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro của một số giống đậu tương

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------- ĐỖ THỊ ÁNH TUYẾT Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÁI SINH IN VITRO CỦA MỘT SỐ GIỐNG ĐẬU TƯƠNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ Sinh học Khoa : CNSH - CNTP Khoá học : 2015 – 2019 Thái Nguyên, năm 2019
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------- ĐỖ THỊ ÁNH TUYẾT Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÁI SINH IN VITRO CỦA MỘT SỐ GIỐNG ĐẬU TƯƠNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ Sinh học Lớp : K47 - CNSH Khoa : CNSH - CNTP Khoá học : 2015 – 2019 Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Tiến Dũng Thái Nguyên, năm 2019
i LỜI CẢM ƠN Được sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trường Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm, trong thời gian thực tập tốt nghiệp em đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro của một số giống đậu tương”. Trang đầu tiên của khoá luận này em xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm cùng các thầy cô giáo trong Khoa đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài nghiên cứu này. Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS. Nguyễn Tiến Dũng, giảng viên khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ và hướng dẫn em trong thời gian thực hiện đề tài. Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình đã tạo điều kiện vật chất và luôn là chỗ dựa tinh thần cho em trong suốt thời gian thực tập, cảm ơn bạn bè đã hết lòng động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Trong quá trình thực tập, cũng như là quá trình làm báo cáo thực tập thời gian có hạn, trình độ và kỹ năng bản thân còn nhiều hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Lời cuối em xin kính chúc các thầy, cô giáo trong nhà trường, trong khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ thực phẩm, cùng các bạn đồng nghiệp sức khoẻ, thành công trong cuộc sống. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực hiện Đỗ Thị Ánh Tuyết
ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới những năm gần đâyBảng 2.2. Tình hình sản xuất đậu tương của các nước đứng đầu thế giới ............................... 7 Bảng 2.3. Tình hình sản xuất đậu tương Việt Nam những năm gần đây ................. 9 Bảng 4.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng thời gian của dung dịch NaClO 5% đến khả năng vô trùng hạt đậu tương (sau 5 ngày) ....................................................... 32 Bảng 4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ BAP tới khả năng tái sinh chồi hạt đậu tương sau 4 ngày ................................................................................ 35 Bảng 4.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ GA3 tới khả năng kéo dài chồi đậu tương sau 4 ngày...................................................................................... 38 Bảng 4.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ NAA tới khả năng ra rễ tạo cây đậu tương hoàn chỉnh ...................................................................................... 41
iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Sơ đồ nghiên cứu nhân giống đậu tương bằng phương pháp in vitro .... 29 Hình 4.1. Mẫu đậu tương sau khi khử trùng và nuôi cấy sau 5 ngày trên môi trường MS cơ bản ................................................................................................... 34 Hình 4.2. Mẫu đậu tương nuôi ở CT 3 sau 4 ngày ................................................. 37 Hình 4.3. Mẫu đậu tương nuôi cấy trong môi trường kéo dài chồi sau 4 ngày ..... 40
iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BAP : 6-Benzylaminopurine CS : Cộng sự CT : Công thức CV : Coeficient of Variation Đ/c : Đối chứng FAO : Food and Agriculture Organization of the United Nations GA3 : Gibberellic Acid IAA : Indole-3-acetic acid Kinetin : Furfurylaminopurine LSD : Least Singnificant Difference Test MS : Murashige & Skoog (1962) MT : Môi trường NAA : α-Naphthalene acetic acid
v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... 2 DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................................... ii DANH MỤC CÁC HÌNH ...................................................................................... iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... iv MỤC LỤC ................................................................................................................ v Phần 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1 1.1.Mục tiêu của đề tài ............................................................................................. 2 1.1.1.Mục tiêu tổng quát .......................................................................................... 2 1.1.2.Mục tiêu cụ thể ................................................................................................ 2 1.2.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn............................................................................ 3 1.2.1.Ý nghĩa khoa học của đề tài ............................................................................ 3 1.2.2.Ý nghĩa thực tiễn của đề tài............................................................................. 3 Phần 2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ......................................... 4 2.1. Giới thiệu về đậu tương..................................................................................... 4 2.1.1. Nguồn gốc ...................................................................................................... 4 2.1.2. Phân loại ......................................................................................................... 4 2.1.3. Giá trị cây đậu tương ...................................................................................... 4 2.1.4. Đặc tính sinh học của giống đậu tương DT84 và DT22 ................................ 5 2.2. Tổng quan tình hình sản xuất đậu tương trong nước và trên thế giới ............... 6 2.2.1. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới .................................................... 6 2.2.2. Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam ..................................................... 9 2.3. Khả năng tái sinh in vitro ở cây đậu tương ..................................................... 11 2.3.1. Ảnh hưởng của vật liệu nuôi cấy đến khả năng tái sinh in vitro .................. 11 2.3.2. Ảnh hưởng của môi trường và điều kiện nuôi cấy đến khả năng tái sinh in vitro ................................................................................................................................ 12
vi 2.4. Nghiên cứu chọn tạo giống đậu tương ............................................................ 16 2.4.1. Trên thế giới ................................................................................................. 16 2.4.2. Ở Việt Nam .................................................................................................. 22 Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 26 3.1. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu ................................................ 26 3.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................26 3.2.1. Nội dung 1: Xác định ảnh hưởng thời gian khử trùng của dung dịch NaClO 5% đến khả năng tạo vật liệu vô trùng. .................................................................. 26 3.2.2. Nội dung 2: Xác định ảnh hưởng của nồng độ BAP tới khả năng tái sinh chồi ......................................................................................................................... 26 3.2.3. Nội dung 3: Xác định ảnh hưởng của nồng độ GA3 đến khả năng kéo dài chồi ......................................................................................................................... 26 3.2.4. Nội dung 4: Xác định ảnh hưởng của nồng độ NAA đến khả ra rễ tạo cây hoàn chỉnh .............................................................................................................. 26 3.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................. 26 3.3.1. Chuẩn bị môi trường nuôi cấy in vitro ......................................................... 26 3.3.2. Phương pháp khử trùng mẫu ........................................................................ 26 3.3.3. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ BAP tới khả năng tái sinh chồi ......................................................................................................................... 27 3.3.4. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ GA3 tới khả năng kéo dài chồi ......................................................................................................................... 28 3.3.5. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ NAA đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh .................................................................................................. 28 3.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm ........................................................................ 29 3.4.1. Nội dung 1: Xác định ảnh hưởng thời gian của dung dịch NaClO 5% đến khả năng tạo vật liệu vô trùng. ............................................................................... 29 3.4.2. Nội dung 2: Xác định ảnh hưởng của nồng độ BAP tới khả năng tái sinh chồi . 30 3.4.3. Nội dung 3: Xác định ảnh hưởng của nồng độ GA3 đến khả năng kéo dài chồi. 30
vii 3.4.4. Nội dung 4: Xác định ảnh hưởng của nồng độ NAA đến khả ra rễ tạo cây hoàn chỉnh .............................................................................................................. 31 3.5. Các phương pháp xử lý số liệu........................................................................ 31 Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................... 32 4.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian khử trùng bằng dung dịch NaClO 5% đến khả năng tạo vật liệu vô trùng ...................................................... 32 4.2. Kết quả nghiên cứu: Ảnh hưởng của nồng độ BAP tới khả năng tái sinh chồi ..... 35 4.3. Kết quả nghiên cứu: Ảnh hưởng của nồng độ GA3 đến khả năng kéo dài chồi ...... 38 4.4. Kết quả nghiên cứu: Ảnh hưởng của nồng độ NAA đến khả ra rễ tạo cây hoàn chỉnh ....................................................................................................................... 40 Phần 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 44 5.1. Kết luận ........................................................................................................... 44 5.2. Kiến nghị ......................................................................................................... 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Cây Đậu Tương (Glycine max(L)Merrill) đã được biết đến và trồng rất lâu đời. Năm 2016 di01iết đến và trồng rất lâu đời.của nồng độ NA triệu ha với năng suất bình quân đạt 27,56 tạ/ha. S di01iết đến và trồng rất lâu đời.của . Điều đó khẳng định cây đậu tương là một trong những cây trồng quan trọng trong nền nông nghiệp [16]. Đậu tương là loại cây họ Ðậu (Fabaceae), chứa hàm lượng protein cao, giàu giá dinh dưỡng chính vì vậy là cây thực phẩm có vai trò quan trọng cho con người và gia súc. Từ hạt đậu tương có thể chế biến được nhiều các sản phẩm khác nhau như: sản xuất dầu thực vật, sản xuất dầu ăn, đậu phụ, tào phớ, sữa đậu tương, là những sản phẩm công nghiệp được chế biến từ đậu tương rất có lợi cho sức khoẻ con người, góp phần chống suy dinh dưỡng và các bệnh thần kinh, tim mạch. Ngoài việc cung cấp 40-50% lượng protein thì trong hạt đậu tương có chứa hàm lượng lớn lipit cụ thể là 12-24%. Bên cạnh đó, do có khả năng cố định đạm tự do nhờ cộng sinh với vi khuẩn Rhizobium Japonicum mà đậu tương là cây trồng bảo vệ đất chống xói mòn. Cuối cùng cây đậu tương còn góp phần giải quyết công ăn việc làm, tăng thu nhập cho người nông dân [4]. Nền nông nghiệp nước ta đã phát triển cùng với nền văn minh lúa nước, tất nhiên không vì thế mà cây đậu tương mất đi chỗ đứng của nó. Đậu tương nằm trong những cây trồng quan trọng và việc phát triển đậu tương cũng đã được chú trọng. Tuy nhiên, năng suất của cây đậu tương thường rất thấp bởi đang bị ảnh hưởng của hạn hán và dịch bệnh. Tình trạng thiếu nước ảnh hưởng xấu tới sự sinh trưởng và năng suất của cây đậu tương. Bên cạnh đó còn có sự phá hoại của năm loại dịch bệnh phổ biến tấn công đậu tương, đó là bệnh: nấm, thối thân, hội chứng đột tử, tàn lụi vi khuẩn, đốm lá. Các loại bệnh hại này và hạn hán đã gây tổn thất không nhỏ đối với năng suất đậu tương. Nếu sử dụng thuốc trừ sâu hoá học thì chi phí sản xuất cao và gây ảnh hưởng đến môi trường.
2 Rõ ràng, đậu tương là cây thực phẩm thiết yếu, nhưng năng suất của các giống đậu tương hiện nay lại đang bị ảnh hưởng bởi hạn hán và sâu bệnh hại. Chính vì lẽ đó cần có biện pháp cải tạo các giống hiện nay nhằm đem lại hiệu quả cao trong nông nghiệp. Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ sinh học thì có lẽ phương pháp chuyển gene là lựa chọn tối ưu và phù hợp với tình hình hiện nay. Có nhiều phương pháp chuyển gene vào thực vật, trong đó phương pháp chuyển gene thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens vào mô in vitro nhằm tạo cây trồng biến đổi gene đem lại tỷ lệ thành công cao nhất. Tuy nhiên hiệu quả chuyển gen phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó khả năng tái sinh có vai trò quyết định [2]. Đã có nhiều nghiên cứu về việc tái sinh đậu tương thông qua các cơ quan như: lá mầm, mắt lá thật đầu tiên [28], lá thật đầu tiên của cây non, phôi soma. Các nghiên cứu cho rằng khả năng tái sinh ở đậu tương phụ thuộc rất nhiều vào kiểu gen (giống). Chính vì thế cần phải có các nghiên cứu cơ bản về khả năng tái sinh của các giống đậu tương trước khi tiến hành các nghiên cứu về chuyển gen [15]. Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro của một số giống đậu tương” phục vụ nghiên cứu chuyển gen. 1.1. Mục tiêu của đề tài 1.1.1. Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu khả năng tái sinh ở đậu tương DT84, DT22 bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro để phục vụ các nghiên cứu về chuyển gene, nhân giống, bảo tồn … 1.1.2. Mục tiêu cụ thể - Nghiên cứu ảnh hưởng của một số môi trường đến khả năng tái sinh in vitro của cây đậu tương DT84 và DT22 - Nghiên cứu khả năng tái sinh của một số giống đậu tương DT84 và DT22 trên môi trường nuôi cấy
3 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.2.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài - Bổ sung vào kiến thức lý thuyết được học thông qua hoạt động thực tiễn. - Giúp bản thân sinh viên học hỏi kiến thức, thu nhận được nhiều kinh nghiệm thực tế cũng như tác phong làm việc khoa học phục vụ cho công tác sau này. 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Tạo cây đậu tương nuôi cấy mô thành công sẽ ứng dụng trong việc nhân giống đậu tương sạch bệnh và tạo tiền đề để phát triển cây đậu tương biến đổi gen sau này, góp phần vào sự phát triển của nền nông nghiệp bền vững.
4 Phần 2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 2.1. Giới thiệu về đậu tương 2.1.1. Nguồn gốc Đậu tương là một loài cây trồng mà loài người đã phát hiện và sử dụng từ lâu, vì vậy nguồn gốc của cây đậu tương cũng được các nhà khoa học quan tâm và sớm được xác minh. Những bằng chứng lịch sử đều công nhận rằng đậu tương có nguồn gốc từ Trung Quốc. Cây đậu tương được thuần hóa từ Trung Quốc qua nhiều triều đại tiền phong kiến và đưa vào trồng trọt, khảo sát có thể trong triều đại Shang (năm 1700-1100 B.C) trước công nguyên [10]. Theo một số tài liệu, ở Việt Nam cây đậu tương cũng đã xuất hiện từ thời các vua Hùng. Hiện nay, trong công nghiệp cây đậu tương chiếm một vai trò quan trọng cơ cấu cây nông nghiệp phục vụ cho công nghiệp chế biến [7]. 2.1.2. Phân loại Đậu tương hay đỗ tương, đậu tương có tên khoa học là Glycine max(L.) Merr theo khóa phân loại của (Ottawa và cs, 1996) căn cứ vào đặc điểm hình thái, sự phân bố địa lý và số lượng nhiễm sắc thể, nó thuộc: Bộ đậu: Fabales Họ đậu: Fabaceae Phân họ: Leguminosae Chi: Glycine Đậu tương trồng có số lượng nhiễm sắc thể 2n = 40 là loại cây trồng mang lại giá trị kinh tế cũng như giá trị dinh dưỡng cao [30]. 2.1.3. Giá trị cây đậu tương Đậu tương (Glycine max (L) Merr.) là cây công nghiệp ngắn ngày có giá trị kinh tế cao. Sản phẩm của nó làm thực phẩm cho con người, thức ăn cho gia súc nguyên liệu cho công nghiệp, hàng xuất khẩu, cây cải tạo đất tốt. Bởi vậy cây đậu tương được đánh giá là có giá trị toàn diện [22].
5 Giá trị về mặt thực phẩm Hạt đậu tương có thành phần dinh dưỡng cao, hàm lượng protein trung bình khoảng từ 35,5-40%, lipit từ 15-20%, hydrat cacbon từ 15-16% và nhiều loại sinh tố và muối khoáng quan trọng cho sự sống. Protein của đậu tương có phẩm chất tốt nhất trong số các protein có nguồn gốc thực vật. Hiện nay, các sản phẩm làm từ đậu tương rất phong phú có cả thực phẩm được chế biến bằng phương pháp cổ truyền, thủ công và hiện đại dưới dạng tươi, khô và lên men như: làm giá, đậu phụ, tương, xì dầu đến các sản phẩm cao cấp khác như sửa đậu lành, bánh kẹo…[16] Giá trị về mặt công nghiệp Đậu tương là nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: chế biến cao su nhân tạo, sơn, mực in, xà phòng, chất dẻo, tơ nhân tạo, chất đốt lỏng, nhưng chủ yếu đậu tương được dùng để ép dầu. Từ dầu đậu tương người ta có thể tạo ra hàng tră sản phẩm công nghiệp khác như: làm nền, xà phòng, ni lông…[26] Giá trị về mặt nông nghiệp Làm thức ăn cho gia súc: Đậu tương là nguồn thức ăn tốt cho gia súc. Toàn cây đậu tương (thân, lá, quả, hạt) có hàm lượng đạm khá cao cho nên các sản phẩm phụ như thân lá tươi có thể làm thức ăn cho gia súc rất tốt, hoặc nghiền khô làm thức ăn tổng hợp của gia súc [10]. Cải tạo đất: Đậu tương là cây luân canh cải tạo đất tốt, 1 ha trồng đậu tương nếu sinh trưởng phát triển tốt để lại trong đất từ 30-60 kg N. Trong hệ thống luân canh, nếu bố trí cây đậu tương vào cơ cấu cây trồng hợp lý sẽ có tác dụng tốt đối với cây trồng sau, góp phần tăng năng suất cả hệ thống cây trồng mà giảm chi phí cho việc bón phân hóa học [1]. 2.1.4. Đặc tính sinh học của giống đậu tương DT84 và DT22 Giống DT84: Nguồn gốc: Giống đậu tương DT84 do Viện Di truyền Nông nghiệp chọn tạo bằng phương pháp xử lí đột biến dòng lai 3-33 giữa giống DT80 x ĐH (D9T) bằng tác nhân phóng xạ gama - Co60 [6].
6 Đặc điểm chính: Giống đậu tương DT84 được sản xuất trên diện rộng, có tiềm năng năng suất cao, có khả năng thích ứng rộng, đang được áp dụng trồng cơ cấu 3 vụ/ năm (xuân, hè, thu đông). DT84 sinh trưởng hữu hạn, cây cao trung bình 45 - 50cm, cứng cây, phân cành vừa phải, bộ lá gọn phân bố đều trên các tầng, hoa tím, hạt to vàng sáng. Rốn hạt màu nâu nhạt, tỉ lệ quả chắc 2-3 hạt cao trong các mùa vụ. Khối lượng 1000 hạt 150 - 160 gam. Tiềm năng năng suất 15 - 30 tạ/ha, năng suất trung bình 13 - 18 tạ/ha [24]. Giống DT22: - Nguồn gốc: Giống DT22 do trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Đậu đỗ chọn tạo từ dòng đột biến của hạt lai (DT 95 x DT 12) [5]. - Đặc điểm chính: Thời gian sinh trưởng trung bình của giống DT22 là 85 - 90 ngày. Giống đậu tương DT22 có hoa màu trắng, hạt vàng, rốn nâu đậm, quả chín có màu nâu. Khối lượng 1000 hạt 155-160 g. Giống DT22 kháng bệnh phấn trắng. Năng suất 18 - 27 tạ/ha, tuỳ thuộc vào mùa vụ và điều kiện thâm canh [20]. 2.2. Tổng quan tình hình sản xuất đậu tương trong nước và trên thế giới 2.2.1. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới Đậu tương là một trong những cây trồng có vị trí quan trọng trong hệ thống nông nghiệp ở nhiều quốc gia trên thế giới và lâu đời nhất của nhân loại, là cây trồng có vị trí thứ tư trong các cây làm lương thực thực phẩm sau lúa mì, lúa nước và ngô. Vì thế, sản xuất đậu tương trên thế giới tăng nhanh về cả diện tích, năng suất và sản lượng. Số liệu thống kê về diện tích, năng suất và sản lượng trên thế giới được thể hiện ở bảng 2.1. Bảng 2.1. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới những năm gần đây Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2011 103,81 25,19 261,59 2012 105,35 22,89 141,19 2013 111,02 25,00 277,54 2014 117,64 26,04 306,37 2015 120,79 26,76 323,20 2016 121,53 27,56 334,89 (Nguồn: FAOSTART,2018).
7 Qua số liệu bảng 2.1 cho thấy: Về diện tích: Từ năm 2011 – 2016 diện tích trồng đậu tương trên thế giới không ngừng tăng lên và dao động trong khoảng từ 103,81 – 121,53 (triệu ha). Trong đó diện tích trồng đậu tương đạt cao nhất là năm 2016 với 121,53 (triệu ha), tăng khoảng 17 (triệu ha) so với năm 2011 [29]. Về năng suất: Năng suất đậu tương trên thế giới những năm gần đây tương đối ổn định, dao động từ 25,19 – 27,56 (tạ/ha). Năng suất đạt thấp nhất vào năm 2012 với 22,89 (tạ/ha) và năng suất cao nhất vào năm 2016 với 27,56 (tạ/ha). Về sản lượng: Do hàng năm diện tích trồng liên tục tăng lên nên sản lượng đậu tương trên thế giới cũng tăng lên dao động từ 141,19 – 334,89 (triệu tấn), năm 2012 đạt thấp nhất 141,19 (triệu tấn). Năm 2012 sản lượng giảm khoảng một nửa so với 2011, đến năm 2013 thì sản lượng phục hồi lại gần gấp đôi. Trong vòng 5 năm từ 2012 – 2016 sản lượng đạu tương tăng 193 (triệu tấn). Năm 2016 sản lượng đậu tương đạt lớn nhất 334,89 (triệu tấn). Sản lượng tăng như vậy là do diện tích trồng trong những năm gần đây tăng lên và đã được sử dụng các tiến bộ khoa học tiên tiến vào sản xuất Bảng 2.2. Tình hình sản xuất đậu tương của các nước đứng đầu thế giới Năm 2015 Năm 2016 Diện Sản Diện Sản Năng Năng Quốc gia tích lượng tích lượng suất suất (triệu (triệu (triệu (triệu (tạ/ha) (tạ/ha) ha) tấn) ha) tấn) Mỹ 106,95 32,29 33,12 117,21 35,00 33,48 Brazil 97,46 30,29 32,18 96,30 29,05 33,15 Argentina 61,40 31,76 19,33 58,80 30,15 19,50 TrungQuốc 11,79 18,11 6,51 11,97 18,02 6,60 (Nguồn: FAOSTAT, 2018) Theo dự đoán trong thời gian tới tốc độ phát triển đậu tương trên thế giới sẽ chậm hơn so với các năm trước. Kết quả nghiên cứu của trên 200 chuyên gia ở các
8 ngành khác nhau thuộc công ty Elanco và hiệp hội đậu tương Mỹ cho thấy rằng khoảng hơn 20 năm nữa trung bình hàng năm nhu cầu về sản lượng đậu tương tăng 4%/năm. Trong tương lai với sự trợ giúp của công nghệ sinh học, di truyền phân tử, nghiên cứu về cây trồng nói chung và cây đậu tương nói riêng sẽ thu được nhiều kết quả tốt. Công nghệ sinh học là một trong những yếu tố quan trọng để cải tiến chất lượng hạt đậu tương và khả năng chống chịu của cây [29]. Đậu tương có khả năng thích ứng rộng nên nó đã được trồng ở khắp năm châu lục nhưng tập trung chủ yếu ở 4 nước: Mỹ, Brazil, Argentina và Trung Quốc. Sản lượng đậu tương của 4 nước này chiếm 90 – 95% sản lượng đạu tương của toang thế giới. Đặc biệt Mỹ là quốc gia sản xuất đậu tương lớn nhất thế giới. Hiện nay Mỹ là quốc gia đứng đầu về sản xuất đậu tương với diện tích 33,12 triệu ha đạt 106,95 triệu tấn năm 2015 lên 33,48 triệu ha với sản lượng 117,21 triệu tấn năm 2016. Đồng thời Mỹ cũng là quốc gia xuất khẩu đậu tương lớn nhất, phần lớn sản lượng đậu tương của Mỹ hoặc để nuôi gia súc, hoặc để xuất khẩu, mặc dù lượng đậu tương tiêu thụ ở người dân Mỹ đang tăng lên. Đậu tương đối với Mỹ được coi là mặt hàng chiến lược trong xuất khẩu và thu ngoại tệ. Dầu đậu tương chiếm tới 80% lượng dầu ăn được tiêu thụ ở Mỹ. Nước sản xuất lớn thứ 2 thế giới là Brazil, trong 2 năm 2015 và năm 2016 diện tích trồng đậu tương tăng lên từ 32,18 triệu ha lên 33,15 triệu ha năm 2016 nhưng năng suất và sản lượng lại giảm xuống. Hiện nay, Brazil đang tiếp tục đẩy mạnh công tác chọn, tạo giống mới chống chịu sâu bệnh, giống chuyển nạp gen, ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật của thế giới và nghiên cứu kết hợp giữa trong và ngoài nước, phát triển mạnh lúa mỳ và ngô luân canh với đậu tương. Quốc gia đứng thứ 3 về sản xuất đậu tương là Argentina. Tại quốc gia này đậu tương thường được trồng luân canh với lúa mì. Chính phủ nước này đã có chính sách hỗ trợ cho việc phát triển cây đậu tương do đó mà cây đậu tương phát triển khá mạnh đưa nước này lên xếp thứ 3 về sản xuất đậu tương trên thế giới. Trung Quốc là nước đứng thứ 4 về diện tích trồng cây đậu tương. Ở Trung Quốc; diện tích, năng suất, sản lượng đậu tương trong năm 2015 và năm 2016 đang
9 tăng dần lên. Tuy sản xuất đậu tương của Trung Quốc còn đứng sau Mỹ, Brazil và Argentina nhưng đâu vẫn là nước có diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương lớn nhất châu Á [29]. 2.2.2. Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam Ở Việt Nam, cây đậu tương là cây thực phẩm có truyền thống lâu đời, quan trọng, cung cấp protein chủ yêu cho con người, là thành phần không thể thiếu của bữa ăn truyền thống và hiện đại. Trước những năm 80 của thế kỷ trước, năng suất đậu tương của Việt Nam còn thấp do bộ giống cũ và kỹ thuật sản xuất canh tác lạc hậu [31]. Nhìn chung, diện tích đậu tương Việt Nam không ổn định, sản xuất đậu tương nội địa mới chỉ đủ cung cấp cho khoảng 8–10 % nhu cầu, đến năm 2017, diện tích trồng đậu tương trên cả nước đạt khoảng 100 ngàn ha, năng suất khoảng 1,57 tấn/ha, sản lượng đạt 157 ngàn tấn. Dự kiến năm 2018 diện tích đậu tương cả nước đạt 105 ngàn ha, năng suất trung bình 1,6 tấn/ha, sản lượng đạt 168 ngàn tấn (Bảng 2.3) Bảng 2.3. Tình hình sản xuất đậu tương Việt Nam những năm gần đây Diện tích Sản lượng Năng suất Năm (ngàn ha) (ngàn tấn) (tấn/ha) 2012 120,8 175,3 1,45 2013 180 270 1,5 2014 200 300 1,5 2015 100,8 146,4 1,45 2016 94 147,5 1,57 2017 100 157 1,57 (Nguồn: Tổng cục Thống kê (GSO), Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) Theo Bheo cục Thống kê (GSO), Bộ Nông nghiệ (2006), lượng đậu tương nhập khẩu hàng năm đã vào khoảng 2,8 triệu tấn quy hạt (0,2 triệu tấn hạt, 2,2 triệu tấn khô dầu với giá 400–500 USD/tấn với kim ngạch 1,5 tỷ USD, tăng 60–70% so với năm trước), dự kiến tới năm 2015-2020, Việt Nam thiếu hụt tới 3,5–4,0 triệu
10 tấn/năm trở thành một nước nhập khẩu đậu tương lớn với kim ngạch 2,0–2,5 USD/năm, hơn cả kim ngạch xuất khẩu gạo hiện nay [3]. Với lợi thế thị trường tại chỗ giảm được cước phí vận chuyển, lưu thông, chất lượng hạt tươi mới, thích hợp chế biến thức ăn cho người, đậu tương Việt Nam sẽ cạnh tranh được với đậu tương ngoại nhập, cạnh tranh với các cây trồng khác về mặt thu nhập như lúa, ngô. Để phát triển cây đậu tương, vấn đề chủ yếu là phải phấn đấu giảm giá thành trên cơ sở tăng năng suất từ 15 tạ/ha hiện nay lên ít nhất trên 18 tạ/ha, trên cơ sở giảm được giá thành, tăng diện tích để tăng sức cạnh tranh cho sản phẩm đậu tương của Việt Nam, tiến tới giảm nhập khẩu, cơ cấu chủ yếu là đậu tương trồng trên đất màu luân canh với 1 triệu ha ngô, đậu tương đất ướt luân canh với lúa trên 3,7 triệu ha đất lúa của các vùng sinh thái hiện nay. Việt Nam có điều kiện diện tích để phát triển cây đậu tương, song cần có giống chịu hạn, năng suất cao, ổn định, chống chịu các điều kiện bất lợi khác tốt. Mặc dù sản xuất đậu tương ở trong nước không bị cạnh tranh, kế hoạch của chính phủ Việt Nam ưu tiên phát triển sản xuất cây có dầu với mục tiêu đưa diện tích lên 350.000 ha và sản lượng đạt 700.000 tấn vào năm 2020. Kế hoạch này tập trung phát triển ở đồng bằng sông Hồng, vùng đồi núi ở phía Bắc và Tây Nguyên. Tuy nhiên kế hoạch này đang gặp khó khăn do chi phí đầu tư cao, năng suất thấp và tốc độ mở rộng diện tích chậm. Theo các nhà máy chế biến đậu tương, giá đậu tương trong nước 16.000-17.000 đồng/kg (0,77-0,82 USD/kg), cao hơn so với đậu tương nhập khẩu, chỉ từ 14,600- 15,000 đồng/kg ($0.70-$0.71). Đây là trở ngại chính của phát triển sản xuất đậu tương trong tương lai [29]. Hi29ng tương laitừ 14,600- 15,00ười29đang ban hành quy địng ban hàđánh giá và xét duyệt các giống cây trồng chuyển gene và sử dụng chúng trong thực phẩm và thức ăn chăn nuôi. Bộ cũng đang xây dựng quy trình chứng nhận an toàn sinh học cho các sản phẩm chuyển gene. Quy trình này sẽ là khung pháp lý cơ bản để hợp thức hóa các giống cây trồng chuyển gene đã qua khảo nghiệm của Btrình này sẽ là khung như bông vải, bắp, đậu tương. Bộ Nông nghiệp và PTNT cũng xây
11 dựng các thông tư hướng dẫn xét duyệt các sản phẩm chuyển gene (Circulars on the approval of GMO) được phép sử dụng làm thực phẩm và thức ăn chăn nuôi. Sản xuất đậu tương Việt Nam tiếp tục không đáp ứng được nhu cầu của ngành công nghiệp thực phẩm, thức ăn chăn nuôi (TACN) và thức ăn thủy sản, công nghiệp ép dầu. Mặc dù không bị cạnh tranh bởi điều kiện tự nhiên, kế hoạch của chính phủ Việt Nam dành ưu tiên phát triển trồng đậu tương lên đến 350.000 ha với sản lượng 700.000 tấn vào năm 2020. Nhưng kế hoạch này đang gặp khó khăn do chi phí sản xuất cao, năng suất thấp và quỹ đất nông nghiệp không còn [29]. 2.3. Khả năng tái sinh in vitro ở cây đậu tương 2.3.1. Ảnh hưởng của vật liệu nuôi cấy đến khả năng tái sinh in vitro Vật liệu nuôi cấy là nguồn nguyên liệu khởi đầu cho nuôi cấy mô tế bào thực vật. Vật liệu dùng cho nuôi cấy mô – tế bào thực vật có thể là hầu hết các cơ quan hay bộ phận của cây (chồi ngọn, chồi bên, phiến lá...), các cấu trúc của phôi (lá mầm, trụ lá mầm...), các cơ quan dự trữ (củ, thân, rễ..) [11]. Tuy mang cùng lượng thông tin di truyền nhưng các cấu trúc mô khác nhau, trên cùng cây có thể phát sinh các hình thái khác nhau trong quá trình nuôi cấy, vì vậy việc lựa chọn vật liệu nuôi cấy phải căn cứ vào trạng thái sinh lý và tuổi của mẫu, chất lượng cây lấy mẫu, kích thước và vị trí lấy mẫu, mục đích và khả năng nuôi cấy. Mẫu nuôi cấy trước khi đưa vào nuôi cấy phải được vô trùng. Phương pháp phổ biến nhất trong vô trùng mẫu cấy hiện nay là sử dụng hoá chất có khả năng tiêu diệt vi sinh vật. Hoá chất được lựa chọn để vô trùng mẫu phải đảm bảo 2 điều kiện: Có khả năng tiêu diệt vi sinh vật tốt và không hoặc ít độc đối với mẫu. Hiệu quả vô trùng tuỳ thuộc vào thời gian, nồng độ và khả năng xâm nhập để tiêu diệt vi sinh vật của hoá chất. Một số hoá chất thường được sử dụng hiện nay để vô trùng mẫu là: Ca(OCl)2-hypoclorit canxi, NaClO-hypoclorit natri, oxy già, HgCl2- thuỷ ngân clorua, chất kháng sinh(gentamicin, ampixilin...) [18].