Tóm tắt luận án tiến sĩ Sinh lý thực vật: Hoàn thiện hệ thống nhân giống vi thủy canh cây hoa cúc trắng (Chrysanthemum morifolium)

MỞ ĐẦU<br /> 1. Tính cấp thiết của đề tài<br /> Hệ thống vi thủy canh (VTC) là hệ thống nhân giống kết hợp giữa<br /> vi nhân giống (VNG) và thủy canh, đây là một phương pháp có tiềm<br /> năng trong sản xuất cây giống. Phương pháp này kế thừa nhiều ưu<br /> điểm của kỹ thuật thủy canh và phương pháp VNG, có thể khắc phục<br /> một số hạn chế của phương pháp nhân giống truyền thống. Hahn và<br /> cs (1996, 1998, 2000) đã báo cáo rằng cây hoa cúc trong hệ thống<br /> này tăng trưởng mạnh hơn so với hệ thống nuôi cấy in vitro. Trong<br /> nghiên cứu của Nhut và cs (2005b) đưa ra mô hình VTC với giá thể<br /> film nylon cho thấy cây cúc tăng trưởng tốt hơn so với hệ thống nhân<br /> giống in vitro.<br /> Theo xu hướng hiện nay, hệ thống này được nghiên cứu cải tiến<br /> theo hai xu hướng: (1) hiện đại hóa các thiết bị nhằm tối ưu hóa điều<br /> kiện nuôi cấy; (2) đơn giản hóa với các thiết bị, vật liệu đơn giản, rẻ<br /> tiền nhưng vẫn đảm bảo được sự phát triển tốt của cây, nâng cao chất<br /> lượng cây giống, dễ dàng áp dụng trên quy mô lớn.<br /> Vì vậy, xu hướng thứ hai được chúng tôi lựa chọn nhằm đơn giản<br /> quy trình sản xuất cũng như dễ ứng dụng vào thực tiễn sản xuất. Đề<br /> tài “Hoàn thiện hệ thống nhân giống vi thủy canh cây hoa cúc<br /> trắng (Chrysanthemum morifolium)” được thực hiện nhằm đánh<br /> giá khả năng tăng trưởng của cây hoa cúc trong hệ thống VTC, đánh<br /> giá được hiệu quả nhân giống, đưa ra một mô hình sản xuất cây<br /> giống trong hệ thống VTC phù hợp và có thể nhân giống với số<br /> lượng lớn. Bên cạnh đó, vai trò của ánh sáng đơn sắc cũng như nano<br /> bạc bổ sung vào môi trường nuôi cấy cũng được nghiên cứu.<br /> <br /> 1<br /> <br /> 2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài<br /> Đề tài này được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của một số yếu<br /> tố (tiền xử lý auxin, thể tích, mật độ, điều kiện thoáng khí, nano bạc,<br /> ánh sáng,..) lên sự tăng trưởng của cây cúc trắng (Chrysanthemum<br /> morifolium) trong hệ thống VTC và khả năng thích nghi, tăng trưởng<br /> và ra hoa ở giai đoạn vườn ươm. Từ những kết quả của nghiên cứu<br /> này, luận án sẽ đề xuất hệ thống nhân giống VTC cây hoa cúc.<br /> 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài<br /> Ý nghĩa khoa học<br /> Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ cung cấp các dẫn liệu khoa học<br /> mới có giá trị về việc đưa ra hệ thống nhân giống VTC cây hoa cúc.<br /> Đồng thời luận án cũng là tài liệu tham khảo hữu ích cho nghiên cứu<br /> và giảng dạy về lĩnh vực nhân giống ở thực vật.<br /> Ý nghĩa thực tiễn<br /> Đây là hướng nghiên cứu có tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực<br /> nhân giống thực vật. Đề tài đã đưa ra mô hình VTC phù hợp, tạo<br /> được nguồn cây giống đồng nhất với số lượng lớn.<br /> 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài<br /> Đối tượng nghiên cứu<br /> Hệ thống VTC được sử dụng để nghiên cứu quá trình tăng trưởng<br /> của cây hoa cúc trắng (Chrysanthemum morifolium).<br /> Phạm vi nghiên cứu<br /> Đề tài được thực hiện nhằm đánh giá khả tăng trưởng cây hoa cúc<br /> trắng trong hệ thống VTC dưới các điều kiện nuôi cấy khác nhau, vai<br /> trò của nano bạc trong vấn đề kháng khuẩn cũng như ánh sáng đơn<br /> sắc trong nâng cao chất lượng cây giống; qua đó, đưa ra hệ thống<br /> VTC lớn hơn, dễ dàng đóng gói, vận chuyển và thương mại. Ngoài<br /> ra, đề tài còn tiến hành trồng thử nghiệm trên điều kiện đồng ruộng.<br /> 2<br /> <br /> 5. Những đóng góp mới của luận án<br /> Nghiên cứu này đã đưa ra được hệ thống VTC và đánh giá khả<br /> năng tăng trưởng của cây hoa cúc. Xây dựng quy trình nhân giống<br /> của cây cúc trắng từ giai đoạn cây giống trong hệ thống VTC đến<br /> giai đoạn cây thương phẩm. Đánh giá được vai trò của nano bạc lên<br /> sự gia tăng khả năng tăng trưởng cũng như kháng lại một số vi sinh<br /> vật trong môi trường nuôi cấy VTC cũng như vai trò của ánh sáng<br /> đơn sắc trong nâng cao chất lượng cây giống.<br /> 6. Kết cấu của luận án<br /> Luận án gồm 141 trang (kể cả tài liệu tham khảo) chia thành các<br /> phần: Phần mở đầu 4 trang; Chương 1: Tổng quan tài liệu 33 trang;<br /> Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 14 trang;<br /> Chương 3: Kết quả nghiên cứu 47 trang; Chương 4: Bàn luận 23<br /> trang; Phần kết luận và đề nghị 2 trang; Các công trình đã công bố<br /> liên quan đến luận án 2 trang; Phần tài liệu tham khảo 16 trang với<br /> 140 tài liệu tham khảo bằng tiếng Việt, tiếng Anh và Internet. Luận<br /> án có 14 bảng, 31 hình và 12 biểu đồ.<br /> Chƣơng I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU<br /> Luận án đã tham khảo và tổng kết về 7 vấn đề chính với các nội<br /> dung liên quan đến: (1) Thủy canh; (2) VTC; (3) Sơ lược về cây hoa<br /> cúc; (4) Các phương pháp nhân giống cây hoa cúc; (5) Ảnh hưởng<br /> của điều kiện môi trường lên sự tăng trưởng của cây; (6) Nano bạc;<br /> (7) Hệ thống chiếu sáng đơn sắc.<br /> <br /> 3<br /> <br /> Chƣơng II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP<br /> NGHIÊN CỨU<br /> 2.1. Vật liệu<br /> 2.1.1. Vật liệu thực vật<br /> Nguồn mẫu là các cây cúc trắng (Chrysanthemum morifolium)<br /> nguồn gốc từ Nhật Bản được cấy chuyền nhiều lần, có chiều cao từ<br /> 10 – 12 cm.<br /> 2.1.2. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất<br /> Thiết bị và dụng cụ: Cân điện tử, máy cất nước, máy đo pH, nồi<br /> hấp vô trùng, tủ cấy vô trùng, dao cấy, đĩa cấy, panh cấy, kéo, bình<br /> nuôi cấy 100 ml và 250 ml,... Dụng cụ được khử trùng bằng<br /> autoclave ở 121C, 1 atm trong 30 phút. Máy đo SPAD-502, tủ sấy<br /> Sanyo MOV-112, cân kỹ thuật Prescisa (Nhật Bản).<br /> Hóa chất: Dung dịch nano bạc do Viện Công nghệ Môi trường<br /> cung cấp với các hạt nano bạc có kích thước trung bình ≤ 20 nm.<br /> Nồng độ của dung dịch nano bạc là 500 ppm (Chau et al., 2008).<br /> Agar, sucrose, IBA, acetone ≥ 99,5%.<br /> 2.1.3. Thiết bị chiếu sáng<br /> Ánh sáng đèn huỳnh quang (FL), 100% LED đỏ (R), 10% LED<br /> xanh + 90% LED đỏ (10B:90R), 20% LED xanh + 80% LED đỏ<br /> (20B:80R), 30% LED xanh + 70% LED đỏ (30B:70R), 40% LED<br /> xanh + 60% LED đỏ (40B:60R), 50% LED xanh + 50% LED đỏ<br /> (50B:50R), 60% LED xanh + 40% LED đỏ (60B:40R), 100% LED<br /> xanh (B), 100% LED vàng (Y) và 100% LED xanh lá cây (G). Tỷ lệ<br /> kết hợp của LED xanh và LED đỏ phụ thuộc vào số bóng kết hợp<br /> giữa chúng theo phương pháp của Nhut (2002). Cường độ chiếu sáng<br /> của đèn LED và huỳnh quang (45 µmol.m-2.s-1) được điều chỉnh sao<br /> cho cường độ giữa các điều kiện khác nhau là tương đương nhau.<br /> 4<br /> <br /> 2.1.4. Giá thể film nylon<br /> Bìa kiếng A4 (kích thước khoảng 20 × 30 cm), sản xuất tại Việt<br /> Nam (Flexoffice, Tập đoàn Văn phòng phẩm Thiên Long, Việt<br /> Nam). Sử dụng cho văn phòng, đóng bìa sách, tài liệu, hồ sơ,... Bìa<br /> sáng bóng đạt tiêu chuẩn về chất lượng, quy cách khổ A4, độ dày 1,5<br /> mm, đóng gói 100 tờ/xấp, trong suốt và không thấm nước. Bảo quản<br /> ở nhiệt độ: 10 – 55ºC, độ ẩm: 55 – 95% và tránh xa nguồn nhiệt.<br /> 2.1.5. Hệ thống nuôi cấy<br /> Hộp nhựa tròn Đại Đồng Tiến (HT) có chiều cao 8,5 cm, đường<br /> kính miệng 12 cm và đường kính đáy 9 cm. Mỗi HT chứa 15 ống<br /> film nylon.<br /> Hộp nhựa hình chữ nhật nhỏ (HCN1) có kích thước đáy 20 cm ×<br /> 28 cm, kích thước miệng 25 cm × 32 cm và có chiều cao 7,5 cm. Mỗi<br /> hộp nhựa HCN1 chứa 300 film nylon.<br /> Hộp nhựa hình chữ nhật Duy Tân (HCN2) có chiều cao 16,1 cm,<br /> rộng 31,8 cm và dài 45,7 cm. Mỗi hộp nhựa HCN2 chứa 600 film<br /> nylon.<br /> 2.1.6. Môi trường nuôi cấy<br /> Môi trường in vitro: môi trường ½MS, không bổ sung chất điều<br /> hòa sinh trưởng pH 5,8.<br /> Môi trường VTC: môi trường ½MS, không bổ sung chất điều hòa<br /> sinh trưởng, pH = 5,8, không hấp khử trùng.<br /> 2.2. Nội dung nghiên cứu<br /> 2.2.1. Thiết lập hệ thống VTC<br /> 2.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố lên khả năng tăng<br /> trưởng của cây cúc trong hệ thống VTC HT<br /> 2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nano bạc lên khả năng kháng<br /> khuẩn trong môi trường VTC HT<br /> 5<br /> <br />