Khóa luận tốt nghiệp đại học: Nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro của một số giống lúa Việt Nam

Chia sẻ: Trương Yến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khóa luận tốt nghiệp đại học này được thực hiện với mục tiêu nhằm xác định được phương pháp khử trùng cho hiệu quả khử trùng của một số giống lúa Việt Nam; đánh giá được ảnh hưởng của các chất điều hòa sinh trưởng đối với một số giống lúa nghiên cứu. 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 lúa Việt Nam

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------o0o------ NÔNG THỊ MINH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÁI SINH IN VITRO CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA VIỆT NAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ sinh học Khoa : CNSH – CNTP Khóa học : 2015 – 2019 Thái Nguyên, 2019
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM --------o0o------ NÔNG THỊ MINH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÁI SINH IN VITRO CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA VIỆT NAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ sinh học Lớp : 47 - CNSH Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2015 - 2019 Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Tiến Dũng Thái Nguyên, 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 em đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro của một số giống lúa Việt Nam”. Trong quá trình thực tập để hoàn thành khóa luận ngoài sự nỗ lực của bản thân em còn nhận được nhiều sự giúp đỡ của nhà trường cùng với sự chỉ dạy tận tình của các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.Nguyễn Tiến Dũng 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 tốt nhất có thể và luôn là chỗ dựa tinh thần cho em trong quá trình học tập; cảm ơn bạn bè đã giúp đỡ em trong thời gian vừa qua. Mặc dù bản thân đã cố gắng hết sức nhưng do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên bản khóa luận không thể tránh khỏi những thiếu xót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp chân thành từ các thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 Sinh viên Nông Thị Minh
ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1. Ảnh hưởng của NaOCl 3% tới hiệu quả khử trùng mẫu ................ 23 Bảng 4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của 2,4D đến khả năng tạo mô sẹo ở một số giống lúa (sau 28 ngày) ....................................................................... 24 Bảng 4.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh chồi ở một số giống lúa (sau 28 ngày) .................................................................... 27 Bảng 4.4. Ảnh hưởng của Kinetin đến sự tái sinh chồi một số giống lúa Việt Nam (sau 28 ngày) .......................................................................................... 30
iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Quá trình phân hóa tế bào ................................................................. 8 Hình 2.1. Tình hình sản xuất và diện tích lúa toàn cầu năm 2017 (Nguồn: FAO, 2017)...................................................................................................... 10 Hình 3.1. Tình hình sản xuất và năng xuất lúa ở Việt Nam từ 1993 đến 2017 (Nguồn: GAIN, FAS Hoa Kỳ 2017) ............................................................... 13 Hình 4.1. Ảnh hưởng của 2,4D đến khả năng tạo mô sẹo của một số giống lúa (sau 28 ngày) ................................................................................................... 26 Hình 4.2. Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh chồi của một số giống lúa (sau 28 ngày). ............................................................................................ 29 Hình 4.3. Ảnh hưởng của kinetin đến sự tái sinh chồi của một số giống lúa (sau 28 ngày) ................................................................................................... 31
iv DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT BAP: 6-Benzylaminopurine CS: Cộng sự CT: Công thức CV : Coeficient of Variation Đ/c : Đối chứng Kinetin :Furfurylaminopurine LSD : Least Singnificant Difference Test MS: Murashige&Skoog MT: Môi trường
v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................ i DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................ ii DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................ iii DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT ....................................... iv PHẦN 1 ..................................................................................................... 1 MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................... 1 1.2. Mục đích nghiên cứu............................................................................... 2 1.3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................... 2 1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................ 2 1.4.1. Ý nghĩa khoa học .............................................................................. 2 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn............................................................................... 3 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ................................................................. 4 2.1. Giới thiệu về cây lúa ............................................................................... 4 2.1.1. Vị trí phân loại ..................................................................................... 4 2.1.2. Nguồn gốc và phân bố ......................................................................... 5 2.2. Đặc điểm sinh thái học của một số giống lúa nghiên cứu ...................... 6 2.3. Cơ sở khoa học của nhân giống cây trồng bằng nuôi cấy mô tế bào ..... 7 2.3.1. Tính toàn năng của tế bào thực vật ................................................... 7 2.3.2. Sự phân hóa và phản phân hóa ......................................................... 7 2.4. Một số chất điều hòa sinh trưởng nuôi cấy mô tế bào thực vật .............. 9 2.4.1. Auxin................................................................................................. 9 2.4.2. Cytokinin........................................................................................... 9 2.5. Tình hình nghiên cứu thuộc lính vực của đề tài trên thế giới và trong nước. .................................................................................................. 10
vi 2.5.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới: ............................................... 10 2.5.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa trên thế giới................... 12 2.5.3. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam. ................................................ 13 2.5.4. Nghiên cứu chọn tạo giống lúa ở Việt Nam ................................... 14 2.5.4.1. Chọn tạo giống bằng lai hữu tính ................................................ 14 2.5.4.2. Chọn tạo giống bằng công nghệ tế bào........................................ 14 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 17 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 17 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................... 17 3.1.2. Hóa chất sử dụng và phạm vi nghiên cứu....................................... 17 3.1.3. Thiết bị sử dụng .............................................................................. 17 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành ............................................................ 17 3.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu .................................................. 18 3.3.1. Nội dung 1 : Nghiên cứu ảnh hưởng của NaOCl đến hiệu quả vô trùng mẫu nuôi cấy.................................................................................... 18 3.3.3. Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh chồi ................................................................................................... 19 3.3.4. Nội dung 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của Kinetin đến khả năng tái sinh chồi. ............................................................................................. 20 3.4. Điều kiện bố trí thí nghiệm ................................................................... 20 3.5. Phương pháp theo dõi, đánh giá............................................................ 21 3.5.2. Các chỉ tiêu đánh giá ....................................................................... 21 PHẦN 4 ................................................................................................... 23 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................... 23 4.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của NaOCl đến hiệu quả vô trùng mẫu nuôi cấy ........................................................................................................ 23 4.2. Ảnh hưởng của 2,4D đến khả năng tạo mô sẹo ở một số giống lúa ..... 24 4.3. Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh chồi ở một số giống lúa ... 27
vii 4.4. Ảnh hưởng của Kinetin đến khả năng tái sinh chồi ở một số giống lúa Việt Nam. .............................................................................................. 30 PHẦN 5 ................................................................................................... 32 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 32 5.1. Kết luận ................................................................................................. 32 5.2. Kiến nghị ............................................................................................... 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................... 34 I. Tài liệu tiếng việt ...................................................................................... 34 II. Tài liệu Tiếng Anh .................................................................................. 35 PHỤ LỤC
1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Lúa là một trong những cây lương thực phổ biến trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng, có lịch sử phát triển lâu đời và được trồng trên khắp các vùng sinh thái của thế giới. Ở nước ta lúa được trồng chủ yếu ở đồng bằng, nhất là hai đồng bằng châu thổ sông Hồng và sông Cửu Long. Ngoài ra, lúa được trồng thêm ở một số đồng bằng ven biển… việc trồng lúa đã mang lại thu nhập cao cho nông dân đóng góp một phần không nhỏ vào việc phát triển kinh tế chung của cả nước, nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân. Lúa là loại lương thực có giá trị dinh dưỡng cao như: tinh bột, protein, lipit, vitamin,… Chính vì vậy, là cây lương thực có vai trò quan trọng cho con người và gia súc. Do đó, nghiên cứu về cây lúa đã và đang được quan tâm sâu sắc của nhiều nhà nghiên cứu. Để đảm bảo an ninh lương thực trong điều kiện dân số thế giới tăng nhanh, diện tích đất trồng bị thu hẹp, hiện tượng hạn hán, lũ lụt ngày càng tăng do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu, đòi hỏi phải chọn tạo các giống lúa có năng suất cao, chất lượng tốt, có khả năng kháng với sâu, bệnh, và các điều kiện ngoại cảnh. Phương pháp chọn tạo giống truyền thống đã thu được nhiều giống có năng suất cao, sử dụng trong cuộc cách mạng xanh. Tuy nhiên, để tạo ra các giống mới bằng các phương pháp truyền thống thường mất 3-4 năm. Do đó, để tạo ra các giống lúa mới mang tính trạng mong muốn trong thời gian ngắn hơn, các phương pháp truyền thống cần kết hợp với những kết quả thu được do phương pháp Công nghệ sinh học tạo ra. Việc tạo ra các giống biến đổi di truyền có khả năng kháng sâu, bệnh và côn trùng nhờ kỹ thuật chuyển gen thực vật đang được quan tâm nghiên cứu
2 và ứng dụng vào thực tiễn nhằm nâng cao năng suất và tính chống chịu của cây trồng để đem lại lợi ích tối đa cho nền nông nghiệp. Hiệu quả biến nạp gen lúa phụ thuộc vào nhiều yếu tố: phương pháp biến nạp, giống, mô sử dụng để biến nạp, thành phần môi trường nuôi cấy, chất điều hòa sinh trưởng, và điều kiện tái sinh cây [15]. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra ở các giống lúa indica hiệu quả tạo mô sẹo và tái sinh cây in vitro thấp hơn ở các giống japonica [13]. Do đó, để tăng hiệu quả tạo mô sẹo và tái sinh cây cần thiết tối ưu hóa môi trường nuôi cấy cho các giống. Trên cơ sở ý nghĩa lý luận và thực tiễn của hướng nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành đề tài “ Nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro của một số giống lúa Việt Nam” 1.2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu được các chất kích thích sinh trưởng để xác định thành phần phù hợp để tái sinh in vitro một số giống lúa Việt Nam. 1.3. Yêu cầu của đề tài - Xác định phương pháp khử trùng cho hiệu quả vô trùng cao nhất. - Xác định ảnh hưởng của một số chất điều hòa sinh trưởng đến khả năng tái sinh, tạo đa chồi. 1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1.4.1. Ý nghĩa khoa học - Xác định được phương pháp khử trùng cho hiệu quả khử trùng của một số giống lúa Việt Nam. - Đánh giá được ảnh hưởng của các chất điều hòa sinh trưởng đối với một số giống lúa nghiên cứu.
3 - Góp phần xây dựng quy trình nuôi cấy in vitro phù hợp với một số giống lúa Việt Nam. 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu là những đánh giá về khả năng tái sinh in vitro của các giống lúa có giá trị của Việt Nam. Qua đó chọn ra được những giống có khả năng tái sinh cao, phục vụ công tác chọn tạo giống, đặc biệt là chuyển gen.
4 PHẦN 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1. Giới thiệu về cây lúa Lúa là cây lương thực chính cho nhiều người và đồng thời lúa gạo cũng tham gia vào các hoạt động kinh tế quan trọng nhất thế giới. Châu Á là nơi sản xuất 90% tổng sản lượng và cũng là nơi tiêu thụ lúa gạo nhiều nhất. Khoảng 85% sản lượng gạo, 72% lúa mì và 19% ngô được con người tiêu thụ trực tiếp [20]. Lúa gạo cung cấp 21% năng lượng và 15% protein cho loài người [14]. Từ 1989 trở lại đây, Việt Nam trở thành một trong những nước xuất khẩu gạo hàng đầu trên thế giới. Năm 2001 các nước xuất khẩu gạo chính (tính theo triệu tấn), bao gồm: Thái Lan (6,4), Việt Nam (4,0), Trung Quốc (3,0), Mỹ (2,8) (USDA, 2001). 18 năm qua, cây lúa đặc biệt là ở ĐBSCL đã đóng góp cho đất nước gần 8 tỷ USD trị giá xuất khẩu và góp phần to lớn cho công cuộc đổi mới ở Việt Nam có kết quả. Tuy sản xuất với số lượng nhiều, nhưng chất lượng và giá gạo xuất khẩu của Việt Nam thường thấp hơn so với một số nước như Thái Lan, Mỹ, Úc, đặc biệt có sự chệnh lệch lớn ở loại gạo đặc sản và gạo cao cấp [3]. 2.1.1. Vị trí phân loại Lớp: Monocotyledonae Họ: Poaceae Giống: Oryza Loài: Oryza sativa L. Lúa O. sativa có 2n =24 nhiễm sắc thể, thường được phân biệt làm 3 nhóm:
5 - Lúa Indica: thường trồng ở khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới, có thân cao, dễ đổ ngã, nhiều chồi, lá ít xanh và cong, kháng được nhiều sâu bệnh nhiệt đới. Hạt gạo dài hoặc trung bình, có nhiều tinh bột. năng suất kém hơn lúa Japonica. - Lúa Japonica: thường được trồng ở những vùng ôn đới hoặc những nơi có độ cao trên 1000m (trên mặt biển), có thân ngắn, chống đổ ngã, lá xanh đậm, thẳng đứng, ít chồi, hạt gạo thường trồn, ngắn hoặc trung bình, dẻo khi nấu vì ít chất tinh bột. Lúa Japonica có năng suất cao. - Lúa Javanica (bulu) hay lúa Japonica nhiệt đới được trồng ở Indonexia, có đặc tính ở giữa hai loại lúa Japonica và Indica. Hình thức gần giống như lúa Japonica, có lá rộng với nhiều lông và ít chồi. Thân cứng, chắc và ít cảm quang. Hạt lúa thường có đuôi [2]. 2.1.2. Nguồn gốc và phân bố Cây lúa được canh tác từ vĩ tuyến 40° phía nam bán cầu đến vĩ tuyến 53° của bắc bán cầu, và được trồng từ mặt đất thấp hơn mặt nước biển cho đến độ cao 2000m trên mặt biển. Trên thế giới có 20 loài lúa hoang và 2 loài canh tác. Cây lúa hiện được canh tác đại trà để cung cấp lương thực cho con người trên thế giới là Oryza sativa L. ở châu Á, có năng suất cao và được ưa chuộng. Loài lúa Oryza glaberrima Steud được canh tác ít hơn ở Tây châu Phi, có năng suất và chỉ số thu hoạch thấp hơn O.sativa . Các cuộc nghiên cứu trên đất gạch bằng trấu trong các thành phố danh tiếng đổ nát ở Ấn Độ và trong vùng sông Cửu Long như Myanma, Thái lan, Lào, Campuchia và Việt Nam phát hiện rằng cây lúa trồng ở Đông Dương do phát triển theo 2 ngả: từ Lào theo sông Cửu Long đi xuống phương nam có đặc tính cây lúa Japonica nhiệt đới, một ngả khác ở Ấn Độ qua vịnh Bengal đến bờ biển Đông Dương, với đặc tính của cây lúa Indica. Vì vậy, Việt Nam
6 với khí hậu nhiệt đới nằm trong vùng đa dạng sinh thái của thảo mộc gồm cả cây lúa Indica và Japonica nhiệt đới [2]. 2.2. Đặc điểm sinh thái học của một số giống lúa nghiên cứu  Giống lúa Bao thai: Nguồn gốc: Vào những năm 70, giống lúa Bao thai chính thức nhập nội vào Việt Nam, đây là giống lúa thuần có nguồn gốc từ Trung Quốc. Đặc điểm: Đặc tính là giống có tính cảm quang, chỉ gieo cấy vụ mùa, thời gian sinh trưởng từ 160 ngày đến 170 ngày. Cây cứng đẻ khỏe, cao từ 90 đến 100 cm, bông dài 19 đến 20 cm, khối lượng 1000 hạt 23 đến 25 gram, vỏ trấu màu sẫm. Phẩm chất gạo ngon, đậm cơm nhưng hơi khô, cứng. Khả năng chịu lạnh khá nên thích hợp cấy ở các tỉnh miền núi Trung du phía Bắc.  Giống lúa Đoàn kết: Nguồn giống: Do nông dân tự trữ giống. Đặc điểm: Thời gian sinh trưởng 150 đến 160 ngày, năng suất 37 đến 40 tạ/ha, chiều cao cây 120 đến 130 cm, bông dài 25 đến 30 cm. Chất lượng gạo ngon và được trồng chủ yếu ở các tỉnh miền núi phía bắc.  Giống lúa Khang dân: Nguồn gốc: Là giống lúa thuần Trung Quốc. Đặc điểm: Ngắn ngày, vụ Đông Xuân từ 105 đến 110 ngày, vụ Hè Thu khoảng 85 đến 90 ngày. Dạng cây gọn, cứng cây, dạng hạt thon có màu vàng, năng suất bình quân đạt 60 tạ/ha. Khả năng chống chịu các điều kiện ngoại cảnh tương đối tốt, chịu rét tốt, thích ứng rộng.  Giống lúa Nếp 87: Nguồn gốc: Do Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam chọn tạo.
7 Đặc điểm: Gieo trồng được cả hai vụ, vụ mùa và vụ xuân. Thời gian sinh trưởng vụ xuân từ 135 đến 140 ngày, vụ mùa từ 110 đến 115 ngày. Chiều cao cây từ 100 đến 110 cm, cứng cây, chống đổ, kháng bệnh đạo ôn, khô vằn, bạc lá, đẻ nhánh khỏe, bông dài. Năng suất trung bình đạt 55 đến 60 tạ/ha. 2.3. Cơ sở khoa học của nhân giống cây trồng bằng nuôi cấy mô tế bào 2.3.1. Tính toàn năng của tế bào thực vật Nguyên lí cơ bản của nhân giống nuôi cấy mô tế bào là tính toàn năng của tế bào thực vật. Mỗi tế bào bất kì của cơ thể thực vật đều mang toàn bộ lượng thông tin di truyền của toàn bộ cơ thể. Trong điều kiện thích hợp mỗi tế bào đều có thể phát triển thành một cơ thể hoàn chỉnh. Tính toàn năng của tế bào là cơ sở khoa học của phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật. Hiện nay, người ta đã thực hiện được khả năng tạo ra một cơ thể hoàn chỉnh từ một tế bào riêng rẽ [11]. 2.3.2. Sự phân hóa và phản phân hóa Cơ thể thực vật hình thành là một chỉnh thể thống nhất bao gồm nhiều cơ quan chức năng khác nhau, được hình thành từ nhiều loại tế bào khác nhau. Tuy nhiên tất cả các loại tế bào đó đều bắt nguồn từ một tế bào đầu tiên (tế bào hợp tử). Ở giai đoạn đầu, tế bào hợp tử tiếp tục phân chia hình thành nhiều tế bào phôi sinh chưa mang chức năng riêng biệt (chuyên hóa). Sau đó, từ các tế bào phôi sinh này chúng tiếp tục được biến đổi thành các tế bào chuyên hóa đặc hiệu cho các mô, cơ quan có chức năng khác nhau [11]. Sự phân hóa tế bào là sự chuyển các tế bào phôi sinh thành các tế bào mô chuyên hóa, đảm bảo các chức năng khác nhau. Quá trình phân hóa tế bào có thể biểu thị:
8 Tế bào phôi sinh → Tế bào dãn → Tế bào phân hóa có chức năng riêng biệt Tuy nhiên, khi tế bào đã phân hóa thành các tế bào có chức năng chuyên, chúng không hoàn toàn mất khả năng biến đổi của mình. Trong trường hợp cần thiết, ở điều kiện thích hợp, chúng có thể trở về dạng tế bào phôi sinh và phân chia mạnh mẽ, quá trình đó gọi là phản phân hóa tế bào, ngược lại với sự phân hóa tế bào. Hình 1.1. Quá trình phân hóa tế bào Về bản chất thì sự phân hóa và phản phân hóa là một quá trình hoạt hóa, ức chế các gen. Tại một thời điểm nào đó trong quá trình phát triển cá thể, có một số gen được hoạt hóa (mà vốn trước nay bị ức chế) để cho ta tính trạng mới, còn một số gen khác lại bị đình chỉ hoạt động. Điều này xảy ra theo một chương trình đã được mã hóa trong cấu trúc của phân tử DNA của mỗi tế bào khiến cho quá trình sinh trưởng phát triển của một cơ thể thực vật luôn được hài hòa. Mặt khác, khi tế bào nằm trong một khối mô của cơ thể thường bị ức chế bởi các tế bào xung quanh. Khi tách riêng từng tế bào hoặc giảm kích thước của khối mô sẽ tạo điều kiện cho sự hoạt hóa các gen của tế bào [11].
9 2.4. Một số chất điều hòa sinh trưởng nuôi cấy mô tế bào thực vật 2.4.1. Auxin Chất auxin tự nhiên được tìm thấy nhiều ở thực vật là indol axetic acid (IAA). IAA có tác dụng kích thích sinh trưởng kéo dài tế bào và điều khiển sự hình thành rễ. Ngoài IAA, còn có các dẫn xuất của nó là naphthalene axetic acid (NAA) và 2,4 – Diclophenoxy acid (2,4D). Các dẫn xuất này cũng đóng vai trò quan trọng trong sự phân chia của mô và trong quá trình hình thành rễ. NAA có tác dụng hô hấp của tế bào và mô nuôi cấy, tăng khả năng tiếp nhận và sử dụng đường trong môi trường. NAA là auxin nhân tạo, có hoạt tính mạnh hơn auxin tự nhiên IAA, NAA có vai trò quan trọng đối với phân chia tế bào và tạo rễ [12]. 2.4.2. Cytokinin Cytokinin là chất điều hòa sinh trưởng có tác dụng làm tăng sự phân chia tế bào. Các cytokinin thường gặp là kinetin, 6 – Benzyl aminopurin (BA). Kinetin thực chất là một dẫn xuất của bazơ nitơ adenine. BA là cytokinin tổng hợp nhân tạo nhưng có hạt tính mạnh hơn nhiều kinetin. Kinetin và BA cùng có tác dụng kích thích phân chia tế bào kéo dài thời gian hoạt động của tế bào phân sinh và làm hạn chế sự già hóa của tế bào. Ngoài ra các chất này có tác dụng lên quá trình trao đổi chất, quá trình tổng hợp ADN, tổng hợp protein và làm tăng cường hoạt tính của một số enzyme. Cơ chế tác dụng của auxin ở mức độ phân tử trong tê bào thể hiện bằng tác dụng tương hỗ của cytokinin với các nucleoprotein làm yếu mối liên kết của histone với AND, tạo điều kiện cho sự tổng hợp AND [12].
10 2.5. Tình hình nghiên cứu thuộc lính vực của đề tài trên thế giới và trong nước. 2.5.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới: Theo cơ quan FAO tại Rome, sản xuất lúa thế giới trong 2017 tương đối thuận lợi đạt đến 756,7 triệu tấn, 0,2 % hơn vụ 2016, mặc dù điều kiện khí hậu bất thường xảy ra tại nhiều nơi, với diện tích trồng toàn cầu khoảng 163 triệu ha. Hình 2.1. Tình hình sản xuất và diện tích lúa toàn cầu năm 2017 (Nguồn: FAO, 2017) Tại Châu Á, sản xuất lúa chiếm gần 75% tổng sản ngạch thế giới hay đạt đến 684,2 triệu tấn trong 2017, tăng 1,4 triệu tấn so với mùa kỷ lục 2016. Ở Châu Phi, sản xuất 31,1 triệu tấn, hay 1% hơn 2016 dù gặp hạn hán và ngập lụt tại vài nơi ở Burkina Faso, Gambia, Niger, Tanzania và Madagascar. Ở Nam Mỹ và Caribbean, sản xuất lúa đạt đến 28,4 triệu tấn, Brazil là nước sản xuất lúa lơn nhất của vùng, năm 2017 trúng mùa với sản lượng 12,3 triệu tấn, tăng 16% so với 2016.
11 Ở Châu Âu, sản xuất trong 2017 khoảng 3 triệu tấn lúa. Hai nước trồng lúa lớn của Châu Âu là Ý và Tây Ban Nha. Châu Úc, năm 2017 sản xuất lúa tại châu lục này tăng 195% so với 2016, Sản ngạch lúa thu hoạch đạt đến 809.000 tấn và xuất khẩu 0,3 triệu tấn gạo.