Luận văn thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu bổ sung Chitosan oligomer trong nuôi cấy mô khoai lang cao sản Nhật Bản (Ipomoea batatas L.)

Chia sẻ: Trang Lê | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:102

Thêm vào BST

Báo xấu

194
lượt xem 58
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu đề tài: xây dựng quy trình nhân giống khoai lang cao sản bằng công nghệ nuôi cấy mô tế bào trong invitro, đánh giá hoạt tính kích thích tăng trưởng khi bổ sung chitosan oligomer trong nuôi cấy mô khoai lang.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu bổ sung Chitosan oligomer trong nuôi cấy mô khoai lang cao sản Nhật Bản (Ipomoea batatas L.)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN NGUYỄN THỊ TRƯƠNG HUYỀN TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU BỔ SUNG CHITOSAN OLIGOMER TRONG NUÔI CẤY MÔ KHOAI LANG CAO SẢN NHẬT BẢN (IPOMOEA BATATAS L.) LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Buôn Ma Thuột, năm 2009
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN ………………………. NGUYỄN THỊ TRƯƠNG HUYỀN TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU BỔ SUNG CHITOSAN OLIGOMER TRONG NUÔI CẤY MÔ KHOAI LANG CAO SẢN NHẬT BẢN (IPOMOEA BATATAS L.) Chuyên ngành: Sinh học Thực nghiệm Mã số: 60 42 30 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN ANH DŨNG Buôn Ma Thuột, năm 2009
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam ñoan: ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, ñược các ñồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng ñược công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. HỌC VIÊN NGUYỄN THỊ TRƯƠNG HUYỀN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
ii LỜI CẢM ƠN! Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn: Người thầy hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Anh Dũng ñã tận tình hướng dẫn chỉ bảo và giúp ñỡ cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn. TS. Phan Văn Tân ñã tạo ñiều kiện thuận lợi và chỉ bảo cho tôi trong thời gian học tập và thực hiện luận văn tại bộ môn sinh học thực vật. ThS. Nguyễn Đình Sỹ ñã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Tất cả các thầy cô giáo Khoa Sau ñại học, Khoa KHKT&CN Trường Đại học Tây Nguyên. Ban Giám Hiệu, toàn thể các anh chị và các bạn ñồng nghiệp Trường THCS Đoàn Kết ñã luôn tạo ñiều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp ñỡ cho tôi trong suốt thời gian công tác và học tập. Tất cả các anh, chị và các bạn trong lớp cao học Sinh học thực nghiệm khóa 1 ñã luôn ñộng viên và giúp ñỡ cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn. Chị Tuyến, em Ngọc, em Bình ở Bộ môn Sinh học thực vật ñã tạo ñiều kiện thuận lợi, ñộng viên và nhiệt tình giúp ñỡ cho tôi trong suốt thời gian thực hiện ñề tài này. Cuối cùng xin gửi lòng biết ơn ñến tất cả những người thân trong gia ñình ñã luôn ở bên cạnh ñộng viên và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi nhất ñể tôi học tập và làm việc trong suốt thời gian qua.. Xin chân thành cảm ơn! NGUYỄN THỊ TRƯƠNG HUYỀN
iii MỤC LỤC Trang Các chữ viết tắt ..................................................................................................i Danh mục ảnh ..................................................................................................ii Danh mục bảng ................................................................................................iv Danh mục hình .................................................................................................v MỞ ĐẦU .........................................................................................................1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................3 1.1. Tổng quan về cây khoai lang .........................................................3 1.1.1 Đặc ñiểm sinh học ....................................................3 1.1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cây khoai lang ...............7 1.1.3. Nghiên cứu ngoài nước về cây khoai lang ........................8 1.1.4Nghiên cứu trong nước về cây khoai lang ............................9 1.2. Tổng quan về nuôi cấy mô tế bào thực vật ....................................12 1.2.1 Sơ lược lịch sử nuôi cấy mô tế bào thực vật ....................12 1.2.2 Ứng dụng của phương pháp nuôi cấy mô .........................14 1.2.3 Các phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật .................15 1.2.4 Các bước nhân giống invitro ..........................................15 1.2.5. Khử trùng mẫu nuôi cấy .................................................15 1.2.6. Mẫu cấy ...........................................................................17 1.2.7. Môi trường nuôi cấy tế bào thực vật ................................18 1.2.8. Các chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật ............................19 1.3. Ý nghĩa của phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật ................25 1.4 Sự phát sinh hình thái ..................................................................26 1.5. Tổng quan tình hình nghiên cứu nuôi cấy mô ở Việt Nam ..........28
iv 1.6. Tổng quan về Chitosan .............................................................29 1.6.1. Công thức cấu tạo ......................................................29 1.6.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chitosan .................31 CHƯƠNG 2 : NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........40 2.1. Nội dung nghiên cứu ...................................................................40 2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................40 2.2.1. Vật liệu, hóa chất ...........................................................40 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu ...............................................41 2.2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của các hóa chất khử trùng ñến sức sống của mô nuôi cấy ........................................................41 2.2.2.2. Nghiên cứu thành phần môi trường ñến sự hình thành protocorm .................................................................................44 2.2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng ñộ và loại chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật lên sự bật chồi và tăng trưởng chồi từ ñốt thân khoai lang in vitro ......................................................46 2.2.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng ñộ và loại chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật lên sự tạo rễ và tăng trưởng chồi cây khoai lang in vitro ....................................................................48 2.2.2.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan oligomer ñến sinh trưởng và khả năng kháng bệnh của khoai lang nuôi cấy mô ......................................................................................50 2.2.2.6 Xử lý số liệu thống kê ...............................................52 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................53 3.1. Ảnh hưởng của các hóa chất khử trùng ñến sức sống của chồi mầm từ củ khoai lang ........................................................................53 3.1.1. Ảnh hưởng của chất khử trùng HgCl2 ñến sức sống của chồi mầm từ củ khoai lang .............................................. 53
v 3.1.2. Ảnh hưởng của chất khử trùng Natri hypochloride ở các nồng ñộ và thời gian khác nhau ñến sức sống của chồi mầm từ củ khoai lang ........................................................................... 57 3.1.3 Ảnh hưởng của chất khử trùng hydro peroxyde ở các nồng ñộ và thời gian khác nhau ñến sức sống của chồi mầm từ củ khoai lang.............................................................................69 3.2. Ảnh hưởng của thành phần môi trường ñến hình thành protocorm .............................................................................................................62 3.3. Ảnh hưởng của nồng ñộ, tỷ lệ chất kích thích sinh trưởng ñến hình thành chồi và rễ cây con trong in vitro .................................................65 3.3.1. Ảnh hưởng của N6 - benzyladenine (BA) và Kinetin ở các nồng ñộ và tỷ lệ khác nhau ñến sự hình thành chồi và tăng trưởng chồi cây khoai lang ......................................................65 3.3.2. Ảnh hưởng của NAA và IBA ở các nồng ñộ và tỷ lệ khác nhau ñến sự hình thành rễ cây khoai lang ................................69 3.4. Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan oligomer ñến sinh trưởng và khả năng kháng bệnh của khoai lang nuôi cấy mô .......................................75 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..............................................81 KẾT LUẬN .................................................................................................81 ĐỀ NGHỊ .....................................................................................................81 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................82 PHỤ LỤC
vi CÁC CHỮ VIẾT TẮT ABA Acid abscisic BA N6 – benzyladenine cs cộng sự CV Coefficient of Variation GA3 Gibberellin MS Murashige và Skoog NAA Napthalen acetic acid IAA Idol – 3 – acetic acid IBA Indol – 3 – btyric acid TDZ Thidiazuron JA Jasmonic acid
vii DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 3.1. Ảnh hưởng của chất khử trùng HgCl2 ở các nồng ñộ và thời gian khác nhau ñến sức sống của chồi mầm thu nhận từ củ khoai lang sau 3 tuần nuôi cấy .........................................................................................55 Bảng 3.2 Ảnh hưởng của chất khử trùng Natri hypochloride ở các nồng ñộ và thời gian khác nhau ñến sức sống của chồi mầm thu nhận từ củ khoai lang sau 3 tuần nuôi cấy .......................................................................59 Bảng 3.3 Ảnh hưởng của chất khử trùng hydro peroxyde ở các nồng ñộ và thời gian khác nhau ñến sức sống của chồi mầm thu nhận từ củ khoai lang sau 3 tuần nuôi cấy .......................................................................61 Bảng 3.4 . Ảnh hưởng của thành phần môi trường ñến hình thành protocorm sau 40 ngày nuôi cấy ............................................................................64 Bảng 3.5 Ảnh hưởng của BA và Kinetin lên sự bật chồi và tăng trưởng chồi từ ñốt thân cây khoai lang in vitro sau 30 ngày nuôi cấy .....................67 Bảng 3.6 Ảnh hưởng của IBA và NAA lên sự hình thành rễ từ chồi cây khoai lang in vitro sau 30 ngày nuôi cấy ..............................................72 Bảng 3.7 Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan oligomer ñến sinh trưởng của khoai lang nuôi cấy mô sau 30 ngày nuôi cấy ......................................77
viii DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1 Cơ chế di chuyển hữu cực của auxin ............................................19 Hình 1.2. Cấu trúc của auxin tự nhiên và auxin tổng hợp ............................19 Hình1. 3. Cấu trúc của một số dạng cytokinin ............................................20 Hình 1.4. Cấu trúc của khung gibbane và sự chuyển ñổi GA4 thành các GA khác .......................................................................................................21 Hình 1.5. Cấu trúc của ABA .......................................................................22 Hình 1.6. Cấu trúc của ethylen .....................................................................22 Hình 1.7. Cấu trúc của TDZ .........................................................................23 Hình 1.8. Chitin (có 4-10 nghìn gốc N-acetyl-glucosamine) .......................31 Hình 1.9. Chitosan (có 1-4 nghìn gốc glucosamine) ....................................31 Hình 1.10. Olygoglucosamine (có 2- vài chục gốc glucosamine) ...............31 Hình 1.11. Cơ chế hoạt ñộng của Chitosan ..................................................39 Hình 3.1. Ảnh hưởng của chất khử trùng HgCl2 ñến sức sống của chồi mầm từ củ khoai lang sau 3 tuần nuôi cấy ở các nồng ñộ 0.1% (A), 0.3% (B), 0.5% (C) ................................................................................................56 Hình 3.2. Ảnh hưởng của chất khử trùng Natri hypochloride ở các nồng ñộ và thời gian khác nhau ñến sức sống của chồi mầm từ củ khoai lang sau 3 tuần nuôi cấy ......................................................................................60 Hình 3.3. Ảnh hưởng của chất khử trùng hydro peroxyde ở các nồng ñộ và thời gian khác nhau ñến sức sống của chồi mầm từ củ khoai lang sau 3 tuần nuôi cấy .........................................................................................62 Hình 3.4. Số lá của cây khoai lang khi BA và Kinetin thay ñổi ở các nồng ñộ và tỷ lệ khác nhau sau 30 ngày nuôi cấy ........................................68
ix Hình 3.5. Chiều cao chồi của cây khoai lang khi BA và Kinetin thay ñổi ở các nồng ñộ và tỷ lệ khác nhau sau 30 ngày nuôi cấy ..........................68 Hình 3.6. Chiều cao chồi của cây khoai lang khi IBA và NAA thay ñổi ở các nồng ñộ và tỷ lệ khác nhau sau 30 ngày nuôi cấy .................... 72 Hình 3.7. Số rễ của cây khoai lang khi IBA và NAA thay ñổi ở các nồng ñộ và tỷ lệ khác nhau sau 30 ngày nuôi cấy .............................................73 Hình 3.8. Ảnh hưởng của IBA và NAA lên chiều cao chồi, số rễ và chiều dài rễ từ chồi cây khoai lang in vitro sau 30 ngày nuôi cấy ................73 Hình 3.9. Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan oligomer ñến chiều cao chồi của khoai lang nuôi cấy mô sau 30 ngày ....................................................78 Hình 3.10. Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan oligomer ñến khối lượng chồi tươi và khối lượng chồi khô của khoai lang nuôi cấy mô sau 30 ngày. ...............................................................................................................78
1 MỞ ĐẦU Khoai lang (Ipomoea batatas L. (Lam) là cây lương thực quan trọng ñược trồng ở nhiều nước Châu Á, Châu Phi và Châu Mỹ la tinh. Khoai lang không những chỉ có công dụng làm lương thực cho người, thức ăn cho gia súc mà còn là sản phẩm của các mặt hàng công nghiệp thực phẩm. Người ta có thể chế biến rượu, cồn, xiro ... từ khoai lang. Tinh bột khoai lang còn dùng trong công nghiệp giấy và hồ sợi. Một số nước trên thế giới dùng khoai lang chế biến axit xitoric, dextrin, lấy tinh bột dùng trong y học. Khoai lang chứa nhiều men amilaza biến tinh bột thành ñường mạch nha nên là nguồn nguyên liệu tốt cho công nghiệp sản xuất loại men này. Theo thống kê 2006 của Sở Nông Nghiệp – PTNT Đăk Nông và Đăk Lăk, khoai lang cao sản xuất khẩu ñang phát triển mạnh với diện tích ở tỉnh Đăk Nông là 4500 ha, Đăk Lăk là trên 3000 ha. Trong thời kỳ ñầu, năng suất khoai lang ñạt từ 20-25 tấn/ha, giá bán cho suất khẩu là 5 triệu ñồng /tấn, ñem lại thu nhập cao cho nông dân. Tuy nhiên, sau 5 năm phát triển năng suất khoai lang suy giảm gần 40-50%, chỉ còn 12-15 tấn/ha, làm giảm thu nhập của người nông dân và sản suất không bền vững cả về kinh tế và môi trường. Chitosan và chitosan oligomer là các chất hoạt hóa một số gen thực vật, bằng cách tác ñộng trên promoter của trên 20 gen hệ thống ñề kháng của thực vật ñể tăng cường tổng hợp enzyme chitanase, β- 1,3-glucanase, RNAse, proteinase inhibitor, tăng cường tổng hợp lignin và kháng sinh thực vật phytoalexin. Chính vì vậy, Chitosan và chitosan oligomer làm tăng sức ñề kháng của cây với các tác nhân gây bệnh như nấm, vi khuẩn và virus [41]. Chitosan và chitosan oligomer làm tăng khả năng kháng bệnh rỉ sắt (Phakopspora foiae) của ñậu tương (N.A. Dung, 2002) [30]. Suwalee (2002) công bố phun chitosan cho ngô với nồng ñộ 100 ppm có khả năng hạn chế 70% bệnh bạc lá[64]. Ngoài ra còn nhiều công bố khẳng ñịnh khả năng kháng
2 nấm bệnh của chitosan ñối với thực vật, như kháng nấm pythium, Sclerotium, Fusarium (Hirano, 1996 ; N.A. Dung, 2004, R.D. Park, 2002). Chitosan oligomer còn ñược coi là nhóm ñiều hòa sinh trưởng thực vật thế hệ mới [68]. Chitosan oligomer có tác dụng kích thích tăng trưởng, tăng hàm lượng diệp lục, tăng số lượng nốt sần cố ñịnh ñạm và tăng năng suất của lạc [33]. Chitosan oligomer làm tăng cường ñộ quang hợp của lúa, lạc trong thủy canh [42]. Chitosan oligomer làm tăng chiều dài rễ, kích thước cây con trong nuôi cấy mô [50]. Với mục ñích ứng dụng công nghệ sinh học trong việc phát triển nông nghiệp bền vững, vừa tăng năng suất cây trồng, giống không bị thoái hoá, không sâu bệnh, giảm tỷ lệ nhiễm trong nuôi cấy mô. Chúng tôi ñề suất nghiên cứu ñề tài: ‘‘Nghiên cứu bổ sung Chitosan oligomer trong nuôi cấy mô khoai lang cao sản Nhật Bản (Ipomoea batatas L.).’’ Mục tiêu của ñề tài : • Xây dựng quy trình nhân giống khoai lang cao sản bằng công nghệ nuôi cấy mô tế bào trong invitro. • Đánh giá hoạt tính kích thích tăng trưởng khi bổ sung chitosan oligomer trong nuôi cấy mô khoai lang.
3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về cây khoai lang 1.1.1 Đặc ñiểm sinh học Vị trí phân loại: Giới (regnum): Plantae Ngành (division): Magnoliophyta Lớp (class): Magnoliopsida Bộ (ordo): Solonales Họ(familia): Convolvulaceae Chi (genu): Ipomoea Loài (species): Ipomoea batatas L. Khoai lang trên thế giới chủ yếu ñược phân bố ở các vùng nhiệt ñới, á nhiệt ñới châu Á, châu Phi và châu Mỹ la tinh. Có nguồn gốc từ khu vực nhiệt ñới Châu Mỹ, ñược con người trồng cách ñây khoảng 5000 năm. Nó ñược phổ biến rất sớm trong khu vực này, bao gồm cả khu vực Cariber, ñã ñược biết tới trước khi có sự thám hiểm của người phương tây tới Polinesia. Ngày nay khoai lang ñược trồng khắp trong các khu vực nhiệt ñới và ôn ñới ẩm với lượng nước ñủ ñể hỗ trợ sự phát triển của cây. Nước ta nằm trong khu vực nhiệt ñới gió mùa, nóng, ẩm, nhiệt ñộ cao, mưa nhiều, lượng mưa phân bố tương ñối ñều nên rất thuận lợi cho cây khoai lang sinh trưởng và phát triển, do ñó có thể trồng quanh năm. Khoai lang (Ipomoea batatas) là một loài cây nông nghiệp với rễ củ lớn, chứa nhiều tinh bột, có vị ngọt, ñược gọi là củ khoai lang và nó là một nguồn cung cấp rau củ quan trọng, ñược sử dụng trong vai trò của cả rau lẫn lương thực. Các lá non và thân non ñược sử dụng như cũng ñược sử dụng như
4 một loại rau. Khoai lang có họ hàng xa với khoai tây (Solanum tuberosum) có nguồn gốc Nam Mỹ. Là cây thân thảo dạng dây leo sống lâu năm, có các lá mọc so le hình trái tim hay lá xẻ thùy hình chân vịt, các hoa có tràng hợp và kích thước trung bình. Rễ củ ăn ñược, hình dạng thuôn dài và thon, lớp vỏ nhẵn nhụi có màu ñỏ, tía, nâu hay trắng, bên trong củ có màu vàng, trắng, cam, hay tím. Khoai lang có khối lượng ñường bột (cacbonhydrat), vitamin A và năng lượng cao hơn so với lúa mì, lúa nước, sắn. Khoai lang ñược sử dụng củ và lá ñể làm thức ăn gia súc, chế biến bột, rượu cồn, bánh kẹo và gần ñây ñang ñược nghiên cứu ñể làm màng phủ sinh học ( bioplastic). Do ñặc ñiểm tính ña dạng của giống khoai lang, hơn nữa trong quá trình trồng trọt do chọn lọc tự nhiên, chọn lọc nhân tạo nên ñã hình thành nhiều loại hình, nhiều giống khác nhau. Khoai lang không chịu ñược sương giá, phát triển tốt nhất ở nhiệt ñộ trung bình khoảng 24 °C (75 °F). Khoai lang ít khi ra hoa nếu khoảng thời gian ban ngày vượt quá 11 giờ. Chúng ñược nhân giống chủ yếu bằng các ñoạn thân (dây khoai lang) hay rễ hoặc bằng các rễ bất ñịnh mọc ra từ các rễ củ trong khi lưu giữ bảo quản. Trong các ñiều kiện tối ưu với 85-90 % ñộ ẩm tương ñối ở 13-16 °C (55-61 °F), củ khoai lang có thể giữ ñược trong vòng 6 tháng. Nhiệt ñộ thấp hoặc cao hơn ñều nhanh chóng làm hỏng củ. Khoai lang phát triển tốt trong nhiều ñiều kiện về ñất, nước và phân bón. Nó cũng có rất ít kẻ thù tự nhiên nên thuốc trừ dịch hại là ít khi phải dùng tới. Do nó ñược nhân giống bằng các ñoạn thân nên khoai lang là tương ñối dễ trồng. Do thân phát triển nhanh che lấp và kìm hãm sự phát triển của cỏ dại nên việc diệt trừ cỏ cũng tiêu tốn ít thời gian hơn. Trong khu vực nhiệt ñới, khoai lang có thể ñể ở ngoài ñồng và thu hoạch khi cần thiết còn tại khu vực ôn ñới thì nó thường ñược thu hoạch trước khi sương giá bắt ñầu. Khoai lang
5 có khả năng thích ứng với nhiều loại ñất khác nhau, nhưng sinh trưởng tốt nhất trên các loại ñất thoáng khí như ñất thịt nhẹ và ñất pha cát. Thời gian sinh trưởng của cây khoai lang ngắn ngày nhưng lại cho năng suất cao, do ñó cần phải bón nhiều phân và ñủ dạng cần thiết. Vì vậy, nói chung ñiều kiện khí hậu, thời tiết ở nước ta cho phép trồng khoai lang quanh năm, nhưng cũng cần lưu ý tới những ñặc ñiểm riêng của từng vùng khí hậu khác nhau ñể bố trí thời vụ cho thích hợp.
6 Ảnh 1.1. Cánh ñồng trồng khoai lang Ảnh 1.2. Củ khoai lang cao sản Nhật Bản (Benniazuma)
7 1.1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cây khoai lang + Kỹ thuật nhân giống thông thường: Khoai lang ñược nhân giống vô tính bằng chồi củ giống và hom giống của dây sau khi thu hoạch củ từ vụ trước. Ngoài các yếu tố về ñất ñai, thời vụ, phân bón, kỹ thuật canh tác, ñặc ñiểm giống... thì ñộ dài và chất lượng hom giống và cách trồng ảnh hưởng rất lớn ñến năng suất củ. Ở Malaysia, người ta trồng hom 6 mắt với ñộ sâu 2 mắt. Ở Georgia thường trồng hom khoai lang dài 30 – 40cm với 2 – 3 mắt dưới ñất cho năng suất cao hơn hom giống ngắn 20 – 25cm. Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau Châu Á (AVRDC) khuyến cáo trồng hom giống dài 30cm với 3 mắt dưới ñất. Ở Trung Quốc, hom giống 7 mắt ñược sử dụng phổ biến trong sản xuất. Ở Việt Nam, phần lớn các qui trình hướng dẫn ñều cho rằng: hom giống cắt dài 25 – 30cm ở ñoạn 1 và ñoạn 2 của những dây mập mạnh không sâu bệnh. Trồng nông nối liền theo chiều dọc luống, mỗi mét dài trồng 5 hom với khoảng cách từ 18 – 22cm, lấp ñất sâu 5 – 6cm. Công ty thực phẩm Đà Lạt – Nhật Bản (DJF), ñơn vị trực tiếp nhập giống và thu mua khoai lang nhật ñã hướng dẫn cách trồng khoai lang nhật như sau: trồng cây cách cây 25cm, hàng cách hàng 1m, mật ñộ 25000 cây/ha. Hom ñược cắt xong ñem về rãi nơi thoáng mát từ 1 ñến 2 ngày trước khi trồng sẽ giúp hom nhanh ra rễ, nảy chồi hơn. Theo kinh nghiệm trồng khoai lang giống Nhật Bản ở xã Đăc Bup So, huyện Tuy Đức, tỉnh ĐăkNông thì trước hết là cách ñặt giống, bao giờ cũng lấp ñất phủ hết, chỉ ñể ngọn nhô lên 3 -5cm, nếu ñể ngọn nhô lên quá cao thì hom dễ bị táp nắng và dễ bị sâu ñục thân dẫn ñến suy dinh dưỡng.
8 Tuy nhiên, phương pháp này tốn công, vườn ươm lớn và phụ thuộc vào ñiều kiện bảo quản, cây thiếu sức ñề kháng với virus gây bệnh. Vì vậy ñể sản xuất ra khối lượng lớn cây giống sạch bệnh có thể mong chờ ở nuôi cấy mô. Trên thế giới và trong nước ñã có những báo cáo về nghiên cứu tái sinh cây khoai lang in vitro qua con ñường phát sinh phôi soma và con ñường phát sinh cơ quan. 1.1.3. Nghiên cứu ngoài nước về cây khoai lang Để tạo giống cho năng suất cao, phẩm chất tốt, sạch bệnh, trên thế giới ñã nghiên cứu nhân giống khoai lang bằng kỹ thuật nuôi cấy mô. Tuy nhiên những nghiên cứu về nuôi cấy mô khoai lang trên thế giới còn rất hạn chế. Hwang, Robert (1983) nghiên cứu nuôi cấy mô khoai lang bằng kỹ thuật nuôi cấy mô rễ sử dụng môi trường MS với nồng ñộ khoáng và inositol cao. Sử dụng chóp ngọn, chồi nách, mẩu lá hoặc mẩu cuống lá non. Được ñem khử trùng bề mặt bằng Clorox 10% (0,52% NaOCl), rửa nhẹ 2 lần với nước cất [49]. Kuo, Shen (1985) nghiên cứu nhân giống khoai lang sạch virus sử dụng mô lá và ñỉnh sinh trưởng. Mẫu mô nuôi cấy ñược kiểm tra virus bằng kỹ thuật ELISA[24]. Daniel (1993) ñã xây dựng hệ thống nhân giống cho những loài có sinh khối lớn như cây khoai lang bằng phương pháp tạo phôi soma từ ñỉnh ngọn 1- 2 lá mầm trên môi trường có bổ sung 2,4D cho thấy sự hình thành phôi khi cấy chuyền phôi calli hoặc khối tế bào sang môi trường có 2,4 D mới và phôi có lá mầm có khả năng hình thành cây mới [28]. Makoto (1993) ñã nghiên cứu sự hình thành củ khoai lang in vitro từ mô rễ cây khoai lang in vitro. Sau 6-7 nuôi cấy ñường kính của rễ lớn nhất lớn hơn 2mm dưới tác dụng của chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật JA trong
9 môi trường ñặc và BA trong môi trường lỏng, phần rễ phình to ra có màu ñỏ, màu tự nhiên của cây trồng này[53]. Podobo (1995) nghiên cứu nhân giống khoai lang từ lá theo quy trình gồm 2 bước: nuôi cấy mô lá trên môi trường MS và sau ñó chuyển sang môi trường MS bổ sung zeatin riboside. Kết quả cho thấy rằng mô lá của các giống khoai lang ñược cấy trên môi trường MS có bổ sung 0,2mg/l-1 2,4 D thì có 19/27 giống có biểu hiện sự tái sinh chồi, 8 giống không có phản ứng. Trong ñó, giống có tỷ lệ tái sinh chồi cao nhất là PI 318846-3 (78,6%) và khi chuyển sang môi trường MS bổ sung 0.2mg/l-1 zeatin riboside thì giống này cũng có tỷ lệ tái sinh chồi cao nhất (33,3%).[20] Isabirye (2007) nghiên cứu sự thoái hóa của ñất trồng sắn và khoai lang ở những khu vực nghèo, ñầu tư thấp ở Uganda. Các tác giả ước tính lượng dinh dưỡng mất ñi cho 1 ha khoai lang là 45 kg N/ha/năm, 8 kg P/ha/năm và 55 kg K/ha/năm[51]. Ankumah (2003) nghiên cứu hiệu quả của bón N ñến năng suất và hiệu quả sử dụng N của 4 giống khoai lang [37]. Ở Việt Nam, Viện cây lương thực ñưa ra qui trình thâm canh các giống khoai lang cao sản là 20 tấn phân hữu cơ, 120 kg N, 900 kg super lân, 450 kg Kali[58]. 1.1.4 Nghiên cứu trong nước về cây khoai lang Khoai lang là cây lương thực ngắn ngày quan trọng của Việt Nam, là cây trồng lấy củ có thời gian sinh trưởng ngắn khoảng 90 – 110 ngày, chịu hạn, chịu ñất xấu, ñầu tư thấp, ít chăm sóc, ít sâu bệnh, nên ñược nông dân ưa trồng. Với các giống cao sản, thâm canh chăm sóc tốt, khoai lang có thể cho năng suất cao 20 – 25 tấn/ha và tiềm năng năng suất của khoai lang có thể ñạt 40 – 50 tấn/ha. Vì vậy cây khoai lang là cây xóa ñói giảm nghèo cho nhiều nông dân ở nhiều ñịa phương, trong ñó có Tây Nguyên trong những năm gần ñây.