Luận văn Thạc sĩ Công nghệ sinh học: Nghiên cứu nhân giống một số dòng Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro

Chia sẻ: Trương Yến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:91

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Công nghệ sinh học: Nghiên cứu nhân giống một số dòng Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro được thực hiện với mục tiêu nhằm đáp ứng được những nhu cầu cấp thiết trên, đưa được giống tốt vào sản xuất đại trà. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Công nghệ sinh học: Nghiên cứu nhân giống một số dòng Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KIỀU THỊ HÀ NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG MỘT SỐ DÒNG KEO LÁ TRÀM (Acacia auriculiformis) BẰNG KỸ THUẬT NUÔI CẤY IN VITRO CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÃ NGÀNH: 8420201 LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN ĐỨC KIÊN PGS. TS. NGUYỄN VĂN VIỆT Hà Nội, 2018
i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học. Hà Nội, ngày 02 tháng 11 năm 2018 Học viên Kiều Thị Hà
ii LỜI CẢM ƠN Với mục tiêu xây dựng quy trình nhân giống cho một số dòng Keo lá tràm bằng phương pháp nuôi cấy in vitro để đưa nhanh các kết quả nghiên cứu nhân giống cây rừng vào sản xuất nhằm góp phần bổ sung thêm nguồn giống có chất lượng cũng như cung cấp nguồn giống có chất lượng cao phục vụ sản xuất trồng rừng, tôi tiến hành thực hiện đề tài: "Nghiên cứu nhân giống một số dòng Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro". Sau một thời gian thực hiện, đến nay đề tài đã hoàn thành. Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai giáo viên hướng dẫn khoa học TS. Nguyễn Đức Kiên và PGS. TS. Nguyễn Văn Việt đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn lãnh đạo, tập thể cán bộ, nhân viên Trung tâm thực nghiệm và chuyển giao giống cây rừng đã quan tâm và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, gia đình và người thân đã luôn dành tình thương yêu, sự động viên và ủng hộ trong suốt thời gian tôi thực hiện luận văn. Trong quá trình thực hiện đề tài, mặc dù đã cố gắng hết sức mình nhưng do năng lực còn hạn chế, thời gian có hạn, nên luận văn này chắc chắn rằng không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tác giả rất mong được sự đóng góp quý báu của các Thầy, Cô giáo và bạn bè. Xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày 02 tháng 11 năm 2018 Tác giả Kiều Thị Hà
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................... ii MỤC LỤC ................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................. v DANH MỤC CÁC BẢNG .......................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................... vii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ................................................................... viii ĐẶT VẤN ĐỀ .............................................................................................. 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................... 3 1.1. Khái quát chung về Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) ................. 3 1.2. Các nghiên cứu về cải thiện giống Keo lá tràm................................. 5 1.2.1. Nghiên cứu về lĩnh vực cải thiện giống Keo lá tràm trên thế giới . 5 1.2.2. Nghiên cứu về lĩnh vực cải thiện giống Keo lá tràm ở Việt Nam7 1.3. Thành tựu về nuôi cấy in vitro đối với cây rừng ............................. 11 1.3.1. Trên thế giới .............................................................................. 11 1.3.2. Ở Việt Nam................................................................................ 14 Chƣơng 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................ 18 2.2.1. Mục tiêu chung.......................................................................... 18 2.2.2. Mục tiêu cụ thể .......................................................................... 18 2.2. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................... 18 2.3. Nội dung nghiên cứu ....................................................................... 18 2.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................. 19 2.4.1. Vật liệu nuôi cấy ....................................................................... 19 2.4.2. Điều kiện bố trí thí nghiệm nghiên cứu .................................... 19
iv 2.4.3. Phương pháp tiến hành ............................................................. 20 2.4.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm ................................................. 21 2.4.5. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu ..................................... 23 Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................... 26 3.1. Xác định chế độ khử trùng thích hợp cho các dòng Keo lá tràm .... 26 3.2. Xác định môi trường nhân chồi và nâng cao chất lượng chồi ......... 30 3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ BAP đến nhân nhanh chồi................. 30 3.2.2. Ảnh hưởng nồng độ BAP và Kinetin đến nhân nhanh chồi 2 dòng Keo lá tràm ................................................................................ 33 3.2.3. Xác định hàm lượng than hoạt tính thích hợp đến khả năng hình thành chồi và chất lượng chồi hữu hiệu ............................................. 36 3.3. Xác định môi trường ra rễ thích hợp cho các dòng Keo lá tràm ..... 39 3.4. Ảnh hưởng của thời gian huấn luyện đến tỷ lệ cây sống và chiều cao cây con ngoài vườn ươm ......................................................................... 42 KẾT LUẬN ................................................................................................. 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 46 PHỤ BIỂU
v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BAP 6 - Benzyl Amino Purine HSNC Hệ số nhân chồi TB Trung bình HgCl2 Clorua thuỷ ngân IBA Indol Butiric Acid Kn Kinetin MS* Môi trường MS cải tiến AC Than hoạt tính NAA Naphthy acetic Acid Sd Sai tiêu chuẩn mẫu TLBCHH Tỷ lệ bật chồi hữu hiệu TLCHH Tỷ lệ chồi hữu hiệu
vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm khử trùng tạo mẫu sạch 2 dòng Keo lá tràm ....... 27 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ BAP đến nhân nhanh chồi ...................... 31 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ BAP và Kinetin đến nhân nhanh chồi .... 34 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng than hoạt tính (AC) đến chất lượng chồi hữu hiệu và chiều cao của chồi ....................................................................... 37 Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ IBA đến khả năng ra rễ của các dòng Keo lá tràm .............................................................................................................. 40 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của thời gian huấn luyện đến tỷ lệ cây sống và chiều cao cây.................................................................................................................... 43
vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Chồi bất định hai dòng Keo lá tràm sau 35 ngày nuôi cấy ............. 30 Hình 3.2. Cụm chồi Keo lá tràm nuôi cấy sau 30 ngày trong môi trường MS* bổ sung 1,0 mg/l BAP ..................................................................................... 33 Hình 3.3. Hình ảnh Keo lá tràm khi nuôi cấy trong môi trường có sự phối hợp giữa BAP và Kinetin ....................................................................................... 36 Hình 3.4. Bình nhân chồi Keo lá tràm Clt98 bổ sung than hoạt tính sau 35 ngày nuôi cấy .................................................................................................. 39 Hình 3.5. Bình ra rễ Keo lá tràm sau 10 ngày nuôi cấy .................................. 42 Hình 3.6. Hình ảnh Keo lá tràm được chăm sóc ngoài vườn ươm ................. 44
viii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1a. Ảnh hưởng của chất khử trùng đến TLBCHH của dòng Keo lá tràm Clt43 ........................................................................................................ 28 Biểu đồ 3.1b. Ảnh hưởng của chất khử trùng đến TLBCHH của dòng Keo lá tràm Clt98 ........................................................................................................ 29 Biểu đồ 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ BAP đến HSNC của 2 dòng Keo lá tràm ... 32 Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ BAP và Kn đến TLCHH của Keo lá tràm .. 35 Biểu đồ 3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng AC đến TLCHH của hai dòng Keo lá tràm ...................................................................................................... 38 Biểu đồ 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ IBA đến tỷ lệ ra rễ của hai dòng Keo lá tràm ...................................................................................................... 41 Biểu đồ 3.6. Ảnh hưởng của thời gian huấn luyện đến tỷ lệ cây sống ngoài vườn ươm ........................................................................................................ 43
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) được du nhập vào Việt Nam từ những năm 1960, đến nay đã trở thành một trong ba loài keo vùng thấp có diện tích trồng rừng lớn nhất (khoảng 100.000 ha). Gỗ Keo lá tràm có tỷ trọng tương đối cao (0,5 - 0,7 g/cm3), thớ mịn, vân và màu sắc đẹp, là một trong những loài cây đang được ưa chuộng trên thị trường đồ mộc ở nước ta và trên thế giới. Hơn nữa, Keo lá tràm là loài cây có khả năng chịu hạn và chống chịu gió bão cao rất phù hợp cho trồng rừng ở các tỉnh ven biển duyên hải miền Trung, đặc biệt so với Keo tai tượng, Keo lá tràm được đánh giá là loài keo có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt hơn (Cẩm nang ngành Lâm nghiệp, 2006) [1]. Vì vậy, việc chọn và tạo giống Keo lá tràm chất lượng cao với năng suất cao, chống chịu sâu bệnh là một nhu cầu hết sức cấp thiết đặt ra cho ngành lâm nghiệp. Qua kết quả khảo nghiệm giống của Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ sinh học Lâm nghiệp, các dòng Keo lá tràm Clt43 và Clt98 là một trong những giống Keo lá tràm đã được công nhận là giống tiến bộ kỹ thuật (Theo quyết định số 2763/QĐ - BNN - LN, ngày 01 tháng 10 năm 2009) có năng suất trung bình đạt 20 - 35 m3/ha/năm, có tỷ trọng gỗ cao, độ co ngót sau sấy thấp, thân thẳng, ít cành nhánh nên rất thích hợp cho trồng rừng cung cấp nhu cầu gỗ xẻ trong và ngoài nước hiện nay. Mặt khác, theo kết quả khảo sát nhu cầu sử dụng gỗ lớn (gỗ xẻ) hiện nay là rất lớn. Trong khi đó, sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được 20% nguyên liệu, còn 80% phải nhập khẩu. Ngược lại, diện tích rừng gỗ lớn nước ta chỉ đạt 20% còn lại 80% là rừng gỗ nhỏ. Do đó, việc tập trung vào trồng rừng gỗ lớn đang rất được quan tâm đối với ngành lâm nghiệp, đây cũng là một trong những mục tiêu mà đề án tái cơ cấu ngành lâm nghiệp đề ra đó là chuyển đổi từ kinh doanh trồng rừng gỗ nhỏ sang trồng rừng gỗ lớn nhằm
2 nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh doanh rừng trồng. Trong đó, Keo lá tràm là loài cây đáp ứng được mục tiêu, là một trong những đối tượng được ưu tiên đưu vào trồng rừng gỗ lớn hiện nay. Vậy để đáp ứng được những nhu cầu cấp thiết trên, đưa được giống tốt vào sản xuất đại trà, tôi tiến hành thực hiện luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu nhân giống một số dòng Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Khái quát chung về Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) Keo Acacia là một chi thực vật họ phụ Trinh nữ (Mimosoideae) thuộc họ Đậu (Leguminosae) bao gồm khoảng 1.200 loài có phân bố rộng ở châu Á, và châu Đại Dương. Riêng Austrailia có khoảng 850 loài Keo Acacia với hàng trăm loài có lá giả (Pedley, 1987) [33]. Ở Việt Nam, vào đầu những năm 1960 gần 20 loài Keo Acacia được đưa vào thử nghiệm gây trồng, Keo lá tràm là một trong những loài có khả năng thích nghi cao và sinh trưởng nhanh do đó trở thành loài cây trồng rừng phổ biến ở các tỉnh phía Nam (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1997) [11]. Keo lá tràm (Acacia auriculiformis A.Cunn. ex Benth), có nơi còn gọi là Tràm bông vàng (vì chúng có lá giống lá cây Tràm và có hoa màu vàng) là loài cây đơn thân, thẳng, thường xanh và sinh trưởng khá nhanh. Hiện nay, ở nước ta Keo lá tràm là một trong những loài cây trồng rừng kinh tế chủ yếu. Tổng diện tích rừng trồng Keo lá tràm ở Việt Nam khoảng 90.000 ha, tương đương với 4,5% tổng diện tích rừng trồng trong cả nước (Lê Đình Khả và cộng sự, 2003) [6]. Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) có nguồn gốc từ Australia, Papua New Guinea (PNG) và Indonesia, phân bố chủ yếu ở 8 - 160 vĩ Nam, ở độ cao 100 m, có thể đến 400 m trên mặt biển, lượng mưa 1.400 - 3.400 mm/năm, song có thể chịu được lượng mưa 500 - 1.000 mm (Doran, Turnbull và các cộng sự, 1997) [24]. Ở Australia cây phân bố chủ yếu ở các vùng phía bắc bang Northern Territory với độ cao 400 m (nằm gữa vĩ độ 110 đến 140 Nam và kinh độ 1300 đến 1350 Đông), Cape York Peninsula, Queesland và trên đảo Torres Strait ở độ cao 150 m (100 đến 160 vĩ Nam và 1420 đến 1450 kinh Đông).
4 Ở Papua New Guinea Keo lá tràm chủ yếu ở phía Tây từ vùng giáp ranh Irian Jaya đến vùng sông Oriomo. Tại Indonesia chúng có phân bố gần Papua New Guinea và trên đảo Kai Island chủ yếu ở độ cao từ 5 đến 20 m (Pinyopusarerk. K, 1984) [35]. Keo lá tràm là một trong những loài cây đang được ưa chuộng trên thị trường đồ mộc ở nước ta và trên thế giới. Keo lá tràm thường có kích thước trung bình, thân ngắn nhiều cành nhánh, tuy nhiên trên các lập địa tốt loài này có thế cao 30 m với đường kính 80 cm và thân thẳng đơn trục (Pinyopusarerk, 1990). Keo lá tràm được đưa vào trồng ở nước ta từ những năm 1960 và hiện nay đã được gây trồng rộng rãi ở hầu hết các địa phương, đây là loài cây thích ứng khá rộng với các vùng sinh thái khác nhau của nước ta, từ điều kiện khí hậu, đất đai của vùng cát ven biển tương đối khô hạn miền Trung đến vùng núi thấp dưới 400 m ở Tây Nguyên (Lê Đình Khả và cộng sự, 2001) [4]. Gỗ Keo lá tràm có tỷ trọng từ 0,5 đến 0,6 thậm chí 0,7 nhiệt lượng cao 4.800 đến 4.900 kcal/kg (Viện hàn lâm khoa học Mỹ, 1984), trong thành phần hoá học gỗ chứa 48 - 50,5% cellulose, 23,5 - 25,5% lignin và 19,6 - 22,7% pentosan, vì vậy thường được sử dụng làm chất đốt, làm giấy sợi, gỗ xây dựng và đồ mộc. Ngoài ra, Keo lá tràm cũng là loài cây có nốt sần ở rễ chứa cả Rhizobium và Bradyrhizobium có khả năng tổng hợp Nitơ trong khí quyển rất cao, do đó khả năng cải tạo đất của chúng rất hiệu quả. Nhiều nơi đã dùng Keo lá tràm như là một trong những loài cây tiên phong để cải tạo đất trống đồi núi trọc. Chu kỳ kinh doanh của cây Keo lá tràm thường từ 8 đến 12 năm với mục tiêu làm gỗ nguyên liệu. Vỏ và giác cây thường chiếm khoảng 30% thể tích cây (Chomcharn và cộng sự, 1986) [20], lõi có mầu nâu nhẹ đến đỏ thẫm, thớ gỗ mịn, có thể dùng đóng đồ mộc rất tốt. Ở nước ta hiện nay gỗ Keo lá tràm được dùng làm nguyên liệu giấy sợi, gỗ xây dựng, gỗ chống lò và đóng
5 đồ gia dụng, đồ mỹ nghệ. Do gỗ có vân đẹp và có mầu phù hợp nên có nơi gọi là “Cẩm lai giả” (Lê Đình Khả, 1993) [5]. Điều đó chứng tỏ gỗ Keo lá tràm được dùng rộng rãi và được người dân chấp nhận khi gỗ của một số loài như Đinh, Lim, Lát... ngày càng hiếm và đắt. Kết quả khảo nghiệm xuất xứ trong nhiều năm qua ở nước ta cho thấy trong hàng chục xuất xứ Keo lá tràm chỉ có một số ít là có sinh trưởng nhanh rõ rệt. Nòi địa phương Keo lá tràm được nhập trước đây tuy có khả năng chịu đựng khá tốt đối với hoàn cảnh khắc nghiệt nhưng sinh trưởng kém hơn nhiều xuất xứ khác, lại có nhiều cành nhánh (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1997) [11]. Vì vậy, việc chọn những giống ưu trội có sinh trưởng nhanh, chất lượng thân cây đẹp của chúng là một trong những biện pháp góp phần nâng cao năng suất và chất lượng của rừng trồng loài cây này. Vậy với những ưu điểm trên của Keo lá tràm nhanh chóng được các nước ở vùng nhiệt đới sử dụng như là một loài chủ yếu để trồng rừng kinh tế, phủ xanh đất trống đồi núi trọc nhất là các nước vùng Đông Nam Á và Trung Quốc. Do đó, nghiên cứu về Keo lá tràm được các nhà khoa học trên thế giới rất quan tâm. 1.2. Các nghiên cứu về cải thiện giống Keo lá tràm 1.2.1. Nghiên cứu về lĩnh vực cải thiện giống Keo lá tràm trên thế giới Vào đầu những năm 1980, một loạt các khảo nghiệm xuất xứ về Keo lá tràm bắt đầu được xây dựng ở các nước như Australia, Thái Lan, Trung Quốc... Kết quả cho thấy giữa các xuất xứ có sự sai khác rất rõ rệt về sinh trưởng và chất lượng thân cây (Yang and Zeng, 1993; Awang và cộng sự, 1994; Venkateswarlu và cộng sự, 1994…). Qua đó cho thấy rằng có thể tăng năng suất rừng trồng Keo lá tràm thông qua việc sử dụng các xuất xứ tốt. Sự sai khác rất lớn về sinh trưởng và hình dạng thân giữa các xuất xứ Keo lá tràm đã được nghiên cứu và ghi nhận ở rất nhiều nước trên thế giới như Australia (Harwood và cộng sự, 1991) [27]; Thái Lan (Luangviriyasaeng
6 và cộng sự, 1991); Zaire (Khasa và cộng sự, 1995); Indonesia (Otsamo và cộng sự, 1996) và Malaysia (Nor Aini và cộng sự, 1997). Các xuất xứ có nguồn gốc từ Papua New Guinea (PNG) có sinh trưởng sinh khối lớn hơn các xuất xứ có nguồn gốc từ Queensland (Qld) và Northern Territory (NT) nhưng các xuất xứ có nguồn gốc từ (Qld) lại có tỷ lệ cây một thân cao hơn, có hình dạng thân đẹp hơn. Tuy nhiên, các nghiên cứu của Pinyopusarerk và cộng sự, 1997 tại Thái Lan [36] lại cho thấy rằng các xuất xứ từ Queensland (Qld) sinh trưởng tốt hơn và có hình dạng thân đẹp hơn các xuất xứ từ Papua New Guinea (PNG) và Northern Territory (NT). Nghiên cứu của Nor Aini và các cộng sự, 1997 [32] tại Malaysia trên khảo nghiệm xuất xứ 4 năm tuổi cho thấy không những các xuất xứ khác nhau thì sinh trưởng khác nhau mà tỷ trọng của gỗ cũng sai khác rất lớn. Các xuất xứ có sinh trưởng tốt nhất đồng thời cũng là những xuất xứ cho tỷ trọng gỗ cao nhất, trong khi các xuất xứ sinh trưởng kém có tỷ trọng gỗ thấp nhất. Tính chất chống chịu của Keo lá tràm cũng đã được các nhà khoa học quan tâm trong quá trình chọn giống. Nghiên cứu của Marcar và các cộng sự năm 1991 cho thấy các xuất xứ Keo lá tràm có sự khác biệt rất lớn về khả năng chịu mặn và chịu úng ngập, điều đáng chú ý là sinh trưởng của các xuất xứ không có sự tương quan với các chỉ tiêu này. Cùng với các khảo nghiệm loài và xuất xứ thì các kỹ thuật di truyền phân tử cũng đã được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu chọn giống cây rừng. Các nghiên cứu di truyền phân tử được dùng trong đánh giá mức độ đa dạng di truyền trong quần thể và giữa các quần thể, tỷ lệ giao phấn chéo trong quần thể. Các nghiên cứu của Wickneswari. R và Norwati. M, 1993 [37] sử dụng chất isozyme trong đánh giá đa dạng di truyền của quần thể Keo lá tràm tự nhiên tại Australia cho thấy sự sai khác khá cao giữa các quần thể và sự sai khác di truyền là do sự sai khác giữa các cá thể trong quần thể. Điều này có thể lý giải sự sai khác về sinh trưởng cũng như khả năng thích nghi của các xuất xứ trong các khảo nghiệm và là cơ sở quan trọng trong chọn lọc cá thể.
7 Sau khảo nghiệm loài và xuất xứ, việc chọn lọc cá thể (cây trội) để xây dựng các khảo nghiệm hậu thế, dòng vô tính và vườn giống để cung cấp hạt giống là bước tiếp theo của một chương trình chọn giống. Khảo nghiệm hậu thế các gia đình cây trội Keo lá tràm được chọn lọc từ nơi nguyên sản và từ các lâm phần địa phương tại Thái Lan năm 1989 đã cho thấy có sự sai khác rất lớn về sinh trưởng giữa các xuất xứ cũng như giữa các gia đình trong cùng xuất xứ. Các gia đình được chọn lọc trong các rừng sản xuất tại Thái Lan có sinh trưởng kém đã bị chặt bỏ khi khảo nghiệm này được chuyển hoá thành vườn giống. Sự sinh trưởng kém của các gia đình địa phương đã được lý giải là do nền tảng di truyền hẹp, tình trạng giao phối cận huyết và chọn lọc âm tính (các cá thể có sinh trưởng kém được chọn để thu hái hạt giống cho sản xuất đại trà) đã xảy ra qua nhiều thế hệ (Pyniopusarerk và cộng sự, 1997) [34]. 1.2.2. Nghiên cứu về lĩnh vực cải thiện giống Keo lá tràm ở Việt Nam Từ năm 1982 - 1984, các lô hạt của một số loài Keo vùng thấp trong đó có Keo lá tràm đã được đưa vào trồng thử có tính chất thăm dò ở một số địa phương nước ta. Kết quả thu được thấy rằng Keo lá tràm là một trong những loài sinh trưởng nhanh chỉ sau Keo tai tượng (Lê Đình Khả, Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1991). Đến năm 1990 - 1991 thông qua dự án UNDP, một bộ giống gồm 39 xuất xứ của 5 loài Keo vùng thấp gồm Keo lá tràm (A. auriculiformis), Keo tai tượng (A. mangium), Keo lá liềm (A. Crasscicarpa), Keo nâu (A. aulacocarpa), Keo quả xoắn (A. cincinnata) đã được xây dựng tại Đá Chông (Ba Vì, Hà Nội), Đông Hà (Quảng Trị) và Đại Lải (Vĩnh Phúc). Kết quả nghiên cứu trong giai đoạn đầu tại Ba Vì cho thấy Keo lá tràm là loài có sinh trưởng nhanh nhất, đặc biệt là các xuất xứ Coen River và Mary River (Lê Đình Khả, Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1991).
8 Sau đó trong các năm 1992 - 1994 một số khảo nghiệm khác được thực hiện tại Sông Mây, Bầu Bàng (Đồng Nai), Măng Giang (Gia Lai) và Bãi Bằng (Phú Thọ). Đến nay một số khảo nghiệm vẫn còn được duy trì, một số khảo nghiệm không còn nữa (Lê Đình Khả và cộng sự, 2001) [4]. Kết quả những khảo nghiệm đã cho thấy trong 5 loài Keo khảo nghiệm thì chỉ có 3 loài sinh trưởng nhanh là Keo lá tràm, Keo tai tượng và Keo lá liềm. Mặt khác, sinh trưởng của các xuất xứ đã có sự khác biệt rõ rệt. Những xuất xứ tốt nhất có thể tích cây bình quân gấp đôi những xuất xứ kém nhất. Kết quả cho thấy một số xuất xứ của Keo lá tràm có triển vọng sinh trưởng tốt ở nước ta như Mibini (PNG), Coen River (QLD), Manton (NT) và Kings Plains (QLD) (Lê Đình Khả và cộng sự, 2001) [4], (Nguyễn Hoàng Nghĩa, Lê Đình Khả, 2000) [12]. Năm 1994 khảo nghiệm các xuất xứ Keo lá tràm được tiến hành theo dự án ACIAR 9310 hợp tác với Autralia. Khảo nghiệm được tiến hành tại Cẩm Quỳ (Ba Vì, ), Đông Hà (Quảng Trị) và Sông Mây (Đồng Nai). Kết quả cho thấy không những giữa các xuất xứ sinh trưởng đã khác nhau mà có những xuất xứ tốt ở từng vùng như: Halroyed (Qld) cho Ba Vì, Wondo Village (Qld) cho Đông Hà, Morehead (PNG) cho Bầu Bàng và có những xuất xứ sinh trưởng tốt cho tất cả các vùng khảo nghiệm đó là Coen River. Riêng nòi địa phương Đồng Nai thuộc nhóm sinh trưởng trung bình và kém ở cả ba nơi khảo nghiệm. Kết quả khảo nghiệm cũng cho thấy rằng trong các lô hạt của xuất xứ Coen River thì lô hạt số 16142 là có sinh trưởng và hình dáng thân cây khá nhất. Điều này chứng tỏ rằng các quần thể khác nhau và lô hạt khác nhau của cùng một địa phương vẫn có sinh trưởng rất khác nhau (Lê Đình Khả và cộng sự, 2001) [4]. Năm 1994, Lê Đình Khả và các cộng sự nghiên cứu nhân giống giâm hom cho Keo lá tràm kết quả cho thấy thời gian giâm hom cho tỷ lệ ra rễ hơn 90% khi lấy hom vào tháng 7 ở cây mẹ 1 năm tuổi không cần thuốc ra rễ; Còn
9 khi sử dụng thuốc ra rễ bột TTG cho hiệu quả cao nhất với Keo lá tràm là 0,75%. (TTG là một loại thuốc kích thích ra rễ do Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng pha chế từ IBA và một số chất phụ gia). Vị trí lấy hom cho tỷ lệ ra rễ cao nhất là đoạn thân cây non, đoạn ngọn, đoạn gốc thấp nhất. Năm 1996 - 1999 dự án FOTIP (Regional Project on Forest Tree Impovement) về cải thiện giống cây rừng do Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng thuộc Viện khoa học lâm nghiệp Việt nam hợp tác với CSIRO của Australia đã trồng 8 ha vườn giống Keo lá tràm tại Ba Vì (Hà Nội) và Chơn Thành (Bình Phước). Vật liệu để xây dựng vườn giống là hạt giống được thu từ các cây trội đã được chọn lọc tại Papua New Guinea (PNG) và các bang Queesland (QLD), Northern Territory (NT) của Australia cũng như từ Sakaerat của Thái Lan. Các vùng lấy giống là những xuất xứ đã được khảo nghiệm trước đây tại Việt Nam và Thái Lan được đánh giá là những xuất xứ tốt nhất. Mỗi xuất xứ được lấy từ một số cây trội nhất định, hạt lấy từ cây trội được thụ phấn tự do coi là một gia đình (family). Các gia đình này được trồng thành vườn giống theo khối hàng 4 cây lặp lại 8 lần hoàn toàn ngẫu nhiên. Sau 3 năm tiến hành đánh giá sinh trưởng của cây theo gia đình và theo xuất xứ, từ đó giữ lại những gia đình tốt nhất của các xuất xứ có triển vọng, tỉa bỏ những cá thể và những gia đình xấu để thành vườn giống lấy hạt (Seed orchard) cung cấp giống trồng rừng ở Việt Nam (Phí Hồng Hải, 1999). Đánh giá sinh trưởng sau 4 năm cho thấy các xuất xứ có triển vọng nhất tại hai vườn giống là Rocky Creek (QLD) và Coen River. Ngoài ra, một số xuất xứ khác thuộc nhóm đứng đầu về sinh trưởng là Olive River (QLD), Archer River & Tribs (QLD) và Sakaerat (Thái Lan) (Lê Đình Khả và các cộng sự, 2001). Năm 2007, Nguyễn Hoàng Nghĩa và Nguyễn Văn Chiến tiến hành khảo nghiệm các dòng vô tính Keo lá tràm tại Sông Mây (Đồng Nai) và Minh Đức (Bình Phước) cho thấy trong số 14 dòng Keo lá tràm có triển vọng đưa vào
10 khảo nghiệm có 3 dòng có sinh trưởng nhanh, thân thẳng, đẹp và không bị bệnh phấn hồng. Dòng Keo lá tràm AA9 có sinh trưởng đạt 32,7 m3/ha/năm sau hơn 5 năm tuổi tại Song Mây và đạt 25,3 m3/ha/năm sau hơn 3 năm tuổi tại Minh Đức; Dòng AA15 sinh trưởng đạt 33,6 m3/ha/năm sau 5 năm tuổi tại Sông Mây; Dòng AA1 sinh trưởng đạt 25,7 m3/ha/năm sau hơn 3 năm tuổi tại Minh Đức. Ba dòng Keo lá tràm này đã được Hội đồng công nhận giống của Bộ Nông nghiệp và PTNT đề nghị công nhận là giống tiến bộ kỹ thuật. Năm 2010, Phí Hồng Hải và cộng sự tiến hành nghiên cứu về biến dị di truyền Keo lá tràm cho thấy hệ số di truyền theo nghĩa hẹp của các chỉ tiêu sinh trưởng trong các khảo nghiệm hậu thế Keo lá tràm dao động từ 0,36 đến 0,39, hệ số di truyền theo nghĩa rộng dao động từ 0,21 - 0,56. Giữa sinh trưởng và các chỉ tiêu tính chất gỗ tồn tại tương quan yếu cho thấy có thể cải thiện sinh trưởng ở Keo lá tràm mà không ảnh hưởng nhiều đến tính chất gỗ. Do đó, việc sử dụng các cá thể Keo lá tràm ưu việt có tính chất gỗ tốt ở cả loài bố và mẹ trong các phép lai có thể mang lại các dòng Keo lá tràm mới có các tính chất gỗ tốt hơn và tăng khả năng chống chịu đổ gãy ở những lập địa thường có gió lớn. Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Hoàng Nghĩa và cộng sự (2010) cho thấy rằng, các loài keo gây trồng ở nước ta có một số bệnh cần quan tâm và chọn giống theo hướng chống chịu sâu bệnh như bệnh phấn hồng, loét thân, rỗng ruột và thối rễ. Với bệnh hại keo, nghiên cứu đã xác định được 15 loài sinh vật chính gây bệnh tại vùng Đông Bắc Bộ và Trung tâm, 17 loài sinh vật chính gây bệnh tại miền Trung, 17 loài nấm gây hại cho các loài keo trong đó có nấm gây bệnh loét thân và nấm gây bệnh phấn hồng ở Tây Nguyên, tại vùng Đông Nam Bộ, xác định được 22 loài sinh vật chính gây bệnh. Nguyễn Hoàng Nghĩa và cộng sự (2015) cũng đã xác định được 22 loại bệnh gây hại cây con trong vườn ươm tại vùng Đông Bắc Bộ và Trung tâm,
11 14 loại bệnh tại miền Trung và Tây Nguyên, 16 loại bệnh xuất hiện và gây hại cây con các loài keo tại vùng Đông Nam Bộ. Kết quả điều tra về bệnh hại các loài keo ở rừng trồng cũng xác định được 45 loài sinh vật gây bệnh hại tại vùng Đông Bắc Bộ và Trung tâm, 36 loài nấm gây hại tại khu vực miền Trung và Tây Nguyên, 38 loài nấm gây hại cho các loài Keo tai tượng, Keo lá tràm và keo lai tại vùng Đông Nam Bộ [15]. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền và kiểu gen đặc trưng của vườn giống vô tính thế hệ 1,5 Keo lá tràm xây dựng tại Bầu Bàng cho thấy các dòng Keo lá tràm có tỷ lệ dị hợp tử mong đợi trung bình He = 0,438. Kiểu gen đặc trưng của các cá thể trong vườn giống này được thực hiện bằng phương pháp dấu vân tay AND (DNA fingerprinting), hầu hết các dòng vô tính Keo lá tràm thuộc vườn giống được phân biệt với nhau bằng 3 - 6 chỉ thị Microsatellite đặc trưng. Các thông tin về kiểu gen của các cây cá thể này sẽ giúp ích trong việc xác định nguồn gốc của bố mẹ đối với con lai trong tương lai (Hà Huy Thịnh và các cộng sự, 2015) [17]. 1.3. Thành tựu về nuôi cấy in vitro đối với cây rừng 1.3.1. Trên thế giới Việc sử dụng tiến bộ kỹ thuật mới về công nghệ tế bào thực vật trong nhân giống cho các loài cây thân gỗ lâu niên đã được thực hiện tại nhiều nước trên thế giới, chẳng hạn như Thụy Điển, Úc, Braxin, Trung Quốc, Thái Lan... Ở Trung Quốc là một trong những nước ứng dụng sớm và thành công nuôi cấy mô vào trồng rừng trên diện rộng cho hơn 100 loài cây thân gỗ được nuôi cấy như Dương, Bạch đàn, Tếch, Bao đồng… Đến năm 1991, ở vùng Nam Trung Quốc, người ta đã tạo ra trên 1 triệu cây mô của các dòng lai được chọn lọc. Những cây mô này được dùng như là những cây đầu dòng để tạo cây hom tại các vườn ươm địa phương hoặc dùng thẳng cho trồng rừng dòng vô tính.