NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG NỒNG ĐỘ
CÁC CHẤT KÍCH THÍCH SINH TRƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG
VI NHÂN GIỐNG CÂY HÔNG (Paulownia fortunei Hemsl.)
Nguyễn Hữu Thuần Anh
Hoàng Văn Hạnh, Trương Thị Bích Phượng
Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Cây hông (Paulownia fortunei Hemsl.) là loại cây gỗ lâm nghiệp và có
nhiều giá trị kinh tế cao. Do có nhiều ưu điểm, cây hông đã được đưa vào chương
trình trồng rừng [1, 4].
Hông có thể được nhân giống từ hạt hoặc từ đoạn rễ, tuy nhiên với
phương pháp này thường cho hiệu quả không cao [1, 5, 6]. Vì vậy, để đáp ứng
nhu cầu về giống và áp dụng những tiến bộ công nghệ sinh học vào chương trình
trồng 5 triệu ha rừng, việc đưa cây hông vào nhân giống bằng phương pháp nuôi
cấy mô và tế bào thực vật là hết sức cần thiết [2, 3].
Xuất phát từ những cơ sở như trên, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề
tài này.
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu là cây hông (Paulownia fortunei Hemsl.)
Các bước tiến hành thí nghiệm: Chuẩn bị và khử trùng mẫu; nuôi cấy ban
đầu (cấy gây); nhân chồi; tái sinh chồi từ callus, cuống lá, phiến lá; tạo rễ và cây
hoàn chỉnh; thu và xử lý số liệu.
Điều kiện nuôi cấy: mẫu vật được nuôi cấy trong các chai thủy tinh đặt trong phòng nuôi có nhiệt độ 25-270C, cường độ ánh sáng 2000-3000 lux, thời
gian chiếu sáng 8-10 giờ/ngày.
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Nuôi cấy ban đầu (cấy gây)
3.1.1. Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh chồi
Các đỉnh sinh trưởng và đoạn thân của cây hông sau khi khử trùng được
cấy lên môi trường MS cơ bản, bổ sung chất điều hòa sinh trưởng là BAP nồng
độ từ 1,0-4,0 mg/l.
Sau 5 tuần nuôi cấy thu được kết quả như sau:
63
Bảng 1: Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh chồi
BAP Số mẫu Số mô sống Số chồi tạo Số Số lá trung
(mg/l) cấy sót thành chồi/mô bình/chồi
1,0 31 20,00 ± 0,33 17,00 ± 0,88 0,85± 0,03 2,00 ±
0,33
64
1,5 30 21,00 ± 0,33 20,00 ± 0,33 0,95± 0,03 2,00 ±
0,33
2,0 30 26,00 ± 1,45 104,00 ± 0,88 4,00 ± 6,00 ±
0,20 0,58
2,5 26 18,00 ± 0,88 59,00 ± 0,33 3,28 ± 4,00 ±
0,14 1,20
3,0 27 20,00 ± 1,15 30,00 ± 0,58 1,50 ± 4,00 ±
0,12 0,88
4,0 25 18,00 ± 0,33 28,00 ± 0,88 1,56 ± 4,00 ±
0,08 0,58
Môi trường có nồng độ BAP 2,0 mg/l, chồi tái sinh sinh trưởng tốt nhất,
ngoài ra còn có sự tạo thành callus ở mức trung bình; hệ số nhân chồi giai đoạn
cấy gây cao nhất, đạt trung bình 4,00 0,20 chồi/mô. Chồi tạo thành sinh trưởng
tốt, số lá trung bình khoảng 6 lá/chồiï, lá phát triển tốt. Chiều cao trung bình của
chồi tạo thành đạt khoảng 6 0,58 cm, cao hơn nhiều so với các chồi được cấy
gây trên môi trường bổ sung nồng độ BAP khác. Các công thức môi trường còn
lại kích tạo callus mạnh hơn tạo chồi.
3.1.2. Ảnh hưởng của BAP và NAA đến khả năng tái sinh chồi:
65
Các đỉnh sinh trưởng và đoạn thân của cây hông
sau khi khử trùng được cấy lên môi trường MS cơ bản,
bổ sung BAP nồng độ 2,0 mg/l và NAA từ 0,0-0,2 mg/l.
Kết quả thu được sau 5 tuần nuôi cấy như sau:
Môi trường có bổ sung 2,0 mg/l BAP và 0,1 mg/l
NAA cho hệ số nhân chồi cao nhất đạt 5,68 chồi/mô.
Cùng với quá trình tạo chồi có quá trình tạo callus, tuy nhiên callus phát triển
kém. Số lá trung bình/chồi nhiều nhất, đạt 8 lá /chồi, chiều dài trung bình của
chồi tạo thành khoảng 7 cm. Môi trường có bổ sung 2,0 mg/l BAP và 0,1 mg/l
Tái sinh chồi trên môi trường MS bổ sung 2,0 mg/l BAP và 0,1 mg/l NAA
NAA là môi trường thích hợp để nuôi cấy ban đầu mô hông.
Bảng 2: Ảnh hưởng của BAP và NAA đến khả năng tái sinh chồi
Chất KTST Số mẫu cấy
Số lá Số mô tạo Số chồi tạo Hệ số BAP trung NAA chồi thành nhân chồi bình/chồi ĐST ĐTL (mg/l (mg/l) )
2,0 0,0 4 26 26,00 ± 104,00 ± 4,00 ± 6,00 ±
1,20 0,88 0,15 0,88
2,0 0,1 4 22 22,00 ± 125,00 ± 5,68 ± 8,00 ±
66
0,58 0,88 0,17 0,58
2,0 0,2 6 18 18,00 ± 38,00 ± 2,11± 6,00 ±
0,67 1,33 0,07 1,53
Ghi chú: ĐST: đỉnh sinh trưởng; ĐTL: đoạn thân có mắt lá
3.2. Nhân chồi :
Ảnh hưởng của BAP và NAA đến hệ số nhân chồi
Đỉnh sinh trưởng và đoạn thân in vitro được cấy
trên môi trường MS cơ bản, bổ sung BAP nồng độ từ 2,0-
7,0 mg/l và NAA từ 0,1-0,2 mg/l.
Kết quả sau 4 tuần nuôi cấy như sau:
Ở các môi trường có bổ sung NAA với nồng độ 0,2
mg/l kích thích quá trình tạo rễ của mô nuôi cấy. Trong khi
đó bổ sung 0,1 mg/l NAA không có quá trình tạo rễ ở mô
nuôi cấy.
Môi trường CPX5 là môi trường thích hợp để nhân chồi. Hệ số nhân chồi
của môi trường này cao nhất, đạt 5,76 ± 0,15 chồi/mô. Lá phát triển tốt, trung
bình đạt 8 ± 0,67 lá/chồi. Chiều dài trung bình của chồi tạo thành khoảng 7 cm.
Trên môi trường CPX5 và CPX7, ngoài chồi còn
Nhân chồi trên môi trường MS bổ sung 5,0 mg/l BAP và 0,1 mg/l NAA
có sự tạo thành của callus ở gốc mẫu cấy. Callus có màu
xanh và rắn, một số có màu trắng ngà, xốp. Sau 4 tuần nuôi cấy, trên tất cả các 67
callus này chúng tôi quan sát thấy có sự xuất hiện các chồi mới. Số chồi trung
bình hình thành trên một khối callus ở môi trường CPX7 (5 chồi/mô) nhiều hơn
so với ở môi trường CPX5 (3 chồi/mô).
Bảng 3: Ảnh hưởng của BAP và NAA đến khả năng nhân chồi
Chất KTST
Số Môi Số mô tạo Số chồi tạo Hệ số Số lá trung BAP mẫu NAA trường chồi thành nhân chồi bình/chồi cấy (mg/l (mg/l) )
CPX1 2,0 43 42,00 ± 152,00 ± 3,62 ± 6,00 ± 0,1 0,88 1,15 0,06 0,58
CPX2 2,0 22 22,00 ± 32,00 ± 1,20 1,45± 4,00 ± 0,2 0,58 0,06 0,88
CPX3 3,0 26 25,00 ± 33,00 ± 0,33 1,32 ± 4,00 ± 0,1 0,33 0,02 0,58
CPX4 3,0 23 22,00 ± 26,00 ± 0,67 1,18 ± 4,00 ± 0,2 1,53 0,10 1,20
CPX5 5,0 0,1 51 50,00 ± 288,00 ± 5,76 ± 8,00 ±
68
1,20 0,88 0,15 0,67
CPX6 5,0 20 18,00 ± 65,00 ± 0,88 3,60 ± 6,00 ± 0,2 0,33 0,03 0,88
CPX7 7,0 36 32,00 ± 159,00 ± 4,97 ± 6,00 ± 0,1 1,15 0,58 0,17 0,88
CPX8 7,0 20 18,00 ± 59,00 ± 0,88 3,28 ± 4,00 ± 0,2 0,67 0,17 0,33
3.3. Tái sinh chồi từ cuống lá và phiến lá
Sử dụng các mảnh cắt phiến lá (1cm x 1cm) và cuống lá (1cm) in vitro cấy
lên môi trường dinh dưỡng cơ bản MS, bổ sung BAP từ 5,0-10,0 mg/l và 0,1
mg/l NAA.
Kết quả sau 4 tuần nuôi cấy như sau:
Bảng 4. Ảnh hưởng của BAP và NAA đến khả năng tái sinh chồi từ phiến lá
và cuống lá
69
Khả năng phân hóa Khả năng phân hóa
Chất KTST
phiến lá cuống lá
NAA BAP (mg/l) Chồi Callus Rễ Chồi Callus Rễ (mg/l)
5,0 0,1 - + - + - -
7,0 0,1 + ++ - ++ - -
- 10,0 0,1 + +++ ++++ +++ -
Sau 1 tuần cấy các mảnh cấy cong lên chứng tỏ có
sự phản ứng với môi trường. Sau 2-3 tuần nuôi cấy xuất
hiện callus. Sau 4 tuần nuôi cấy, môi trường có bổ sung
10,0 mg/l BAP và 0,1 mg/l NAA cho khả năng tái sinh
chồi từ phiến lá tốt nhất, chồi phát triển tốt, chồi cao nhất
đạt khoảng 6 cm tuy nhiên kích thước lá nhỏ, lá màu xanh
nhạt.
Đối với cuống lá, chỉ có môi trường bổ sung 10,0 mg/l BAP và 0,1 mg/l
NAA kích thích tạo chồi, chồi có kích thước rất nhỏ (đạt chiều cao khoảng 0,5-
1,0 cm) và phát triển kém.
3.4. Tạo cây hoàn chỉnh
Tái sinh chồi từ phiến lá trên môi trường bổ sung 10,0 mg/l BAP và 0,1 mg/l
Ảnh hưởng của NAA đến khả năng tạo rễ của chồi
70
Chồi in vitro được cấy lên môi trường dinh dưỡng cơ bản có bổ sung
NAA nồng độ từ 0,1-1,0 mg/l.
Kết quả sau 4 tuần nuôi cấy như sau:
Bảng 5: Ảnh hưởng của NAA lên khả năng tạo rễ
NAA Số mẫu Số chồi Chiều cao Số lá trung Số rễ/cây (mg/l) cấy tạo rễ cây (cm) bình/cây
0,1 20 20 4,00 ± 0,33 6,00 ± 0,58 6,00 ± 0,33
0,3 20 20 5,00 ± 0,33 6,00 ± 0,33 8,00 ± 0, 67
0,5 20 20 12,00 ± 0,58 15,00 ± 10,00 ± 0,67
0,88
0,7 20 20 12,00 ± 0,33 10,00 ± 10,00 ± 0,33
0,58
1,0 20 20 15,00 ± 0,67 10,00 ± 10,00 ± 0,33
0,33
Nồng độ NAA từ 0,1-1,0 mg/l đều có sự hình thành rễ và khoảng 20%
tổng số mẫu cấy có hiện tượng đẻ nhánh, hình thành chồi mới từ nách lá với số
lượng khoảng 1 chồi nách/cây. Ở công thức môi trường có 1,0 mg/l NAA, chiều
cao cây đạt 10 cm, lá có kích thước lớn, màu xanh đậm, đường kính thân lớn nhất
71
so với các công thức môi trường còn lại. Rễ phát triển tốt
với số lượng rễ nhiều (trung bình 15 rễ/cây), chiều dài rễ
khoảng 10-12 cm.
Như vậy, môi trường bổ sung 1,0 mg/l NAA cho
kết quả tạo rễ tốt nhất.
IV. KẾT LUẬN
1. Môi trường cơ bản MS bổ sung 2,0 mg/l BAP và 0,1 mg/l NAA là môi
trường thích hợp để nuôi cấy ban đầu mô cây hông
cho hệ số nhân chồi đạt 5,68 chồi/mô.
Tạo rễ và cây hoàn chỉnh trên môi trường bổ sung 1,0 mg/l NAA
2. Môi trường cơ bản MS bổ sung 5,0 mg/l BAP và 0,1 mg/l NAA theo thí
nghiệm của chúng tôi là môi trường thích hợp để nhân chồi in vitro, cho hệ số
nhân chồi đạt 5,76 chồi/mô.
3. Môi trường cơ bản MS bổ sung 10,0 mg/l BAP và 0,1 mg/l NAA thích hợp
cho sự tái sinh chồi từ phiến lá.
4. Môi trường cơ bản bổ sung 1,0 mg/l NAA thích hợp cho tạo rễ và cây hoàn
chỉnh từ chồi in vitro.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Thái Xuân Du, Đoàn Thị Aïi Thuyền, Vũ Ngọc Phượng, Nguyễn Thị
Quỳnh, Bùi Minh Trí. Sổ tay trồng trọt và chăm sóc cây Paulownia.
Phòng công nghệ tế bào thực vật. Viện sinh học nhiệt đới, thành phố Hồ
Chí Minh. (1999).
2. Nguyễn Hoàng Lộc. Giáo trình thực hành nuôi cấy mô và tế bào thực vật.
72
Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Huế (1994).
3. Nguyễn Hoàng Lộc. Giáo trình nuôi cấy mô và tế bào thực vật. Khoa Sinh
học, trường Đại học Khoa học Huế (1998).
4. Trịnh Hiền Mai. Cây gỗ hông, nguyên liệu để sản xuất bột giấy và giấy.
Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 4: (2003) 483-484.
5. Burger DW., Liu L., Wu L.. Rapid Micropropagation of Paulownia
tomentosa. Hort Science, Vol.20 (1985) 760-761.
6. Marcotrigiano M., Stimart DP. In vitro organogenesis and shoot
proliferation of Paulownia tomemtosa Steud. (empress tree). Plant Science
Letters 31 (1983) 303-310.
TÓM TẮT
Hông là một trong những cây thân gỗ có nhiều giá trị, đã được đưa vào
chương trình trồng rừng của Nhà nước. Nghiên cứu nhân nhanh cây hông bằng
phương pháp nuôi cấy mô tế bào là phương pháp hữu hiệu và được ưu tiên sử
dụng hiện nay, nhằm cung cấp những cây giống đồng đều với số lượng lớn trong
thời gian ngắn.
Đề tài tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ các chất kích thích sinh
trưởng đến khả năng tái sinh mô cây hông trong điều kiện nuôi cấy in vitro.
Nguyên liệu sử dụng là các đoạn thân có mắt lá, đỉnh sinh trưởng, mảnh lá và
callus. Qua nghiên cứu, chúng tôi đã tìm ra mô trường nuôi cấy với nồng độ các
chất kích thích sinh trưởng thích hợp, cho khả năng tái sinh và nhân chồi với hệ
số nhân chồi khá lớn, bước đầu tái sinh thành cây hoàn chỉnh trong điều kiện in
vitro.
73
THE EFFECT OF CONCENTRATIONS OF PLANT
GROWTH REGULATORS ON MICROPROPAGATION OF
PAULOWNIA (PAULOWNIA FORTUNEI HEMSL.) BY TISSUE
CULTURE
Nguyen Huu Thuan Anh
Hoang Van Hanh, Truong Thi Bich Phuong
College of Sciences, Hue University
SUMMARY
Paulownia (Paulownia fortunei Hemsl.) is one of the valuable wood
trees, which has been included in the government’s afforestation programme. In
vitro propagation of this tree is the most efficient and preferable method
providing a large number of homologous seed-bearing plants in a short time.
The project studies the effect of various plant growth regulators on tissue
regeneration capability of Paulownia in vitro condition. The materials are
segments of trunk containing punctum vegetationis, body segment, petiole and
lamina. We are successful in finding the optimal concentrations of the plant
growth regulator in culture media which give comparatively high ratio of tissue
regeneration and shoot propagation.
