Khóa luận Khảo sát sự ra hoa trong ống nghiệm ở cây lan sõ (dischidia pectinoides pearson) và cây bắt ruồi (drosera burmannii vahl)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT SỰ RA HOA TRONG ỐNG NGHIỆM Ở CÂY LAN SÕ (Dischidia pectinoides Pearson) và CÂY BẮT RUỒI (Drosera burmannii Vahl) NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC NIÊN KHÓA: 2003 – 2007 SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN THỊ NGỌC TÖ Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC  KHẢO SÁT SỰ RA HOA TRONG ỐNG NGHIỆM Ở CÂY LAN SÕ (Dischidia pectinoides Pearson) và CÂY BẮT RUỒI (Drosera burmannii Vahl) GVHD: TS. TRẦN THỊ DUNG SVTH: NGUYỄN THỊ NGỌC TÖ Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/2007 ii LỜI CẢM TẠ Con thành kính ghi ơn ba mẹ cùng những ngƣời thân trong gia đình luôn tạo điều kiện và động viên con trong suốt quá trình học tập. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn: - Ban Giám Hiệu trƣờng Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập. - Các Thầy Cô thuộc Bộ môn Công nghệ Sinh học cùng các Thầy Cô tại trƣờng đã luôn tận tình hƣớng dẫn, giảng dạy và giúp đỡ tôi. - TS. Trần Thị Dung đã trực tiếp hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp. - KS. Trần Ngọc Hùng, KS. Nguyễn Thị Thu Hằng, KS. Lê Hồng Thủy Tiên thuộc Trung tâm Công nghệ sinh học Đại học Nông Lâm Tp.HCM đã tạo mọi điều kiện và hƣớng dẫn tôi hoàn thành tốt đề tài. - Toàn thể các bạn trong lớp CNSH29 đã hỗ trợ, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian làm đề tài. Chân thành cảm ơn. Tháng 08 năm 2007 Nguyễn Thị Ngọc Tú iii TÓM TẮT NGUYỄN THỊ NGỌC TÚ, Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh. Tháng 08/2007 “KHẢO SÁT SỰ RA HOA TRONG ỐNG NGHIỆM Ở CÂY LAN SÒ (Dischidia pectinoides Pearson) và CÂY BẮT RUỒI (Drosera burmannii Vahl)” Hội đồng hƣớng dẫn: TS. Trần Thị Dung Đề tài đƣợc thực hiện từ tháng 03/2007 đến tháng 08/2007 tại Bộ môn Công nghệ sinh học Trƣờng Đại học Nông Lâm Tp.HCM. Cây lan sò và cây bắt ruồi in vitro đƣợc nuôi cấy trong môi trƣờng cảm ứng ra hoa với các yếu tố cảm ứng đƣợc sử dụng là GA3, BA, cƣờng độ ánh sáng và sự gia tăng nồng độ KH2PO4, giảm nồng độ NH4NO3. Những kết quả thu đƣợc:  Đối với cây lan sò - Môi trƣờng thích hợp nhất để cây lan sò ra hoa trong ống nghiệm (đạt tỉ lệ 44,4%) là môi trƣờng MS có bổ sung GA3 1,5mg/l. Cây ra nụ sau 78 ngày nuôi cấy và ra hoa sau 95,5 ngày, trung bình đạt 7 hoa/cây. - Môi trƣờng có bổ sung BA hoặc thay đổi cƣờng độ ánh sáng không có ảnh hƣởng nhiều trên sự ra hoa của cây lan sò in vitro.  Đối với cây bắt ruồi - Việc thay đổi nồng độ KH2PO4 và NH4NO3 không có ảnh hƣởng tốt trên sự ra hoa của cây bắt ruồi in vitro. Cây chỉ ra nụ nhƣng tỉ lệ không cao hơn so với đối chứng. Tất cả các nụ đều không nở thành hoa. iv ABSTRACT NGUYEN THI NGOC TU, Nong Lam University, HCM city, August, 2007. “The study of flowering in vitro in Dischidia pectinoides Pearson and Drosera burmannii Vahl.” Supervisor: Tran Thi Dung, Ph.D The subject was studied from 3/2007 to 8/2007 at the Department of Biotechnology at Nong Lam University. Dischidia pectinoides and Drosera burmannii in vitro were cultured in basic medium Murashige and Skoog (MS) and the supplement with different plant growth regulator such as: GA3, BA; the change of the intensity of light, KH2PO4, NH4NO3. Results:  In Dischidia pectinoides The best medium for flower induction is MS medium supplemented with 1.5mg/l GA3. The plants has formed flower buds after 78 days and bloomed after 95.5 days. There are 7 flowers in plant. The effect of MS medium supplemented with BA or changed the intensity of light isn’t clearly.  In Drosera burmannii The change of KH2PO4 and NH4NO3 concentrations didn’t effect in fowering in vitro in Drosera burmannii. The plants was formed flower buds, but ratio isn’t higher when compared with control treatment. All of flower buds didn’t bloom. v MỤC LỤC CHƢƠNG TRANG Trang tựa ......................................................................................................... i Lời cảm tạ ........................................................................................................ ii Tóm tắt ............................................................................................................ iii Mục lục ............................................................................................................ v Danh sách các bảng ......................................................................................... viii Danh sách các hình .......................................................................................... x Chƣơng 1: MỞ ĐẦU ........................................................................................ 1 1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................. 1 1.2. Mục đích yêu cầu ...................................................................................... 2 1.2.1. Mục đích .............................................................................................. 2 1.2.2. Yêu cầu ................................................................................................ 2 Chƣơng 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 3 2.1. Giới thiệu về đối tƣợng nghiên cứu .......................................................... 3 2.2.1. Giới thiệu khái quát về cây lan sò ....................................................... 3 2.1.2. Giới thiệu khái quát về cây bắt ruồi ................................................... 5 2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng lên sự ra hoa ngoài tự nhiên .................................. 6 2.2.1. Độ tuổi cây ......................................................................................... 7 2.2.2. Môi trƣờng ........................................................................................... 7 2.2.2.1. Tình trạng dinh dƣỡng ................................................................... 7 2.2.2.2. Nhiệt độ ......................................................................................... 8 2.2.2.3. Quang kỳ ........................................................................................ 8 2.2.2.4. Hiện tƣợng xuân hóa (hay sự thọ hàn) ......................................... 13 2.3. Các yếu tố ảnh hƣởng lên sự ra hoa in vitro ............................................. 15 2.3.1. Độ tuổi cây ......................................................................................... 16 vi 2.3.2. Dinh dƣỡng .......................................................................................... 16 2.3.2.1. Nồng độ đƣờng .............................................................................. 16 2.3.2.2. Hàm lƣợng photpho và nitơ .......................................................... 17 2.3.3. Các chất điều hòa sinh trƣởng ............................................................. 18 2.3.3.1. Cytokinins ...................................................................................... 18 2.3.3.2. Auxins ........................................................................................... 19 2.3.3.3. Gibberellins ................................................................................... 19 2.3.4. Các yếu tố khác ................................................................................... 20 2.4. Sự phát triển hoa in vitro ........................................................................... 22 2.5. Các nghiên cứu ra hoa in vitro .................................................................. 23 2.5.1. Trên thế giới ........................................................................................ 23 2.5.2. Trong nƣớc .......................................................................................... 24 Chƣơng 3: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 26 3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu .............................................................. 26 3.2 Nội dung .................................................................................................... 26 3.3 Bố trí thí nghiệm ........................................................................................ 26 3.3.1 Nội dung 1: Khảo sát sự ra hoa in vitro của cây lan sò ........................ 27 Thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng của cƣờng độ ánh sáng đến sự tạo sò và ra hoa in vitro của cây lan sò. ............................................................. 26 Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của nồng độ GA3 đến sự ra hoa in vitro của cây lan sò trên môi trƣờng có và không có bổ sung nƣớc dừa ................. 27 Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của nồng độ BA đến sự tạo sò và ra hoa in vitro của cây lan sò. .................................................................................................. 28 3.3.2 Nội dung 2: Khảo sát sự ra hoa in vitro của cây bắt ruồi ............ 28 Thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng của nồng độ KH2PO4 đến sự ra hoa in vitro của cây bắt ruồi. .............................................................................................. 28 Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của nồng độ NH4NO3 đến sự ra hoa in vitro của cây bắt ruồi ................................................................................................ 29 3.4. Chỉ tiêu theo dõi ........................................................................................ 29 vii 3.4.1 Theo dõi khả năng tạo chồi và sinh trƣởng ......................................... 29 3.4.2 Theo dõi sự ra hoa ................................................................................ 29 3.5 Phƣơng pháp tiến hành ............................................................................... 30 3.5.1 Môi trƣờng nuôi cấy ............................................................................. 30 3.5.2 Chuẩn bị mẫu cấy ................................................................................. 30 3.5.3 Điều kiện nuôi cấy ................................................................................ 30 3.5.4 Xử lý số liệu ......................................................................................... 30 Chƣơng 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN .............................................................. 31 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................ 51 5.1. Kết luận ..................................................................................................... 51 5.2. Đề nghị ...................................................................................................... 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 52 PHỤ LỤC 1 PHỤ LỤC 2 viii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 3.1: Các nghiệm thức thí nghiệm ảnh hƣởng của cƣờng độ ánh sáng đến sự tạo sò và ra hoa trên cây lan sò trong ống nghiệm .................................... 26 Bảng 3.2: Các nghiệm thức thí nghiệm ảnh hƣởng của nồng độ GA3 đến sự ra hoa in vitro ở cây lan sò trên môi trƣờng có và không có bổ sung nƣớc dừa ................................................................................................ 27 Bảng 3.3: Các nghiệm thức thí nghiệm ảnh hƣởng của nồng độ BA đến sự tạo sò và ra hoa in vitro trên cây lan sò .................................................... 28 Bảng 3.4: Các nghiệm thức thí nghiệm ảnh hƣởng của nồng độ KH2PO4 đến sự ra hoa in vitro trên cây bắt ruồi ................................................................. 28 Bảng 3.5: Các nghiệm thức thí nghiệm ảnh hƣởng của nồng độ NH4NO3 đến sự ra hoa in vitro trên cây bắt ruồi. ................................................................. 29 Bảng 4.1. Ảnh hƣởng của cƣờng độ ánh sáng đến sự gia tăng số chồi của cây lan sò in vitro ........................................................................................... 31 Bảng 4.2. Ảnh hƣởng của cƣờng độ ánh sáng đến sự gia tăng lá của cây lan sò in vitro .......................................................................................... 32 Bảng 4.3. Ảnh hƣởng của nồng độ GA3 đến số chồi của cây lan sò in vitro trên môi trƣờng có và không có bổ sung nƣớc dừa. ............................................. 34 Bảng 4.4. Ảnh hƣởng của nồng độ GA3 đến sự sinh trƣởng lá của cây lan sò in vitro trên môi trƣờng có và không có bổ sung nƣớc dừa . ....... 36 Bảng 4.5. Ảnh hƣởng của nồng độ GA3 đến sự ra hoa in vitro của cây lan sò trên môi trƣờng có và không có bổ sung nƣớc dừa ...................... 37 Bảng 4.6. Ảnh hƣởng của nồng độ BA đến sự gia tăng số chồi của cây lan sò in vitro ........................................................................................... 42 Bảng 4.7. Ảnh hƣởng của nồng độ BA đến sự gia tăng số lá của cây lan sò in vitro ........................................................................................... 42 Bảng 4.8. Ảnh hƣởng của nồng độ KH2PO4 đến sự sinh trƣởng chiều cao ix của cây bắt ruồi in vitro ........................................................................................ 45 Bảng 4.9. Ảnh hƣởng của nồng độ KH2PO4 đến sự ra hoa in vitro của cây bắt ruồi .................................................................................................... 46 Bảng 4.10. Ảnh hƣởng của nồng độ NH4NO3 đến sự sinh trƣởng chiều cao của cây bắt ruồi in vitro ........................................................................................ 47 Bảng 4.11. Ảnh hƣởng của nồng độ NH4NO3 đến sự ra hoa của cây bắt ruồi in vitro ........................................................................................ 48 x DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 4.1: Các giai đoạn phát triển của hoa lan sò in vitro ................................... 39 Hình 4.2: Hoa lan sò in vitro ................................................................................ 40 Hình 4.3: Những biểu hiện bất thƣờng của hoa lan sò in vitro ............................ 41 Hình 4.4: Ảnh hƣởng của BA trên sự tạo chồi và gia tăng số lá của cây lan sò in vitro ........................................................................................... 44 Hình 4.5: Các giai đoạn phát triển của hoa bắt ruồi in vitro ................................ 49 Hình 4.6: Cấu tạo hoa và các cơ quan bên trong của nụ hoa bắt ruồi in vitro ..... 50 B2 1 Chƣơng 1 MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Vòng đời của một thực vật bắt đầu từ hạt. Hạt nẩy mầm hình thành chồi và rễ. Cây phát triển sinh dƣỡng đến một giai đoạn nhất định thì ra hoa, thụ phấn và tạo hạt. Giai đoạn tạo hạt cũng chính là giai đoạn kết thúc một vòng sinh trƣởng và phát triển của thực vật và khi hạt nẩy mầm sẽ mở ra một vòng đời mới. Thế giới thực vật vô cùng phong phú và đa dạng, có những cây hoàn thành vòng đời trên chỉ trong ba tháng đến một năm nhƣng cũng có những cây phải mất đến vài năm. Do vậy, cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học hiện đại, con ngƣời đã dần dần chuyển sang nhân giống cây trong ống nghiệm để rút ngắn vòng đời của thực vật, từ đó có thể kiểm soát hầu hết cơ chế của các quá trình diễn ra trong cuộc sống của thực vật. Việc nghiên cứu điều khiển thực vật ra hoa trong ống nghiệm cũng là một phần của mục đích trên. Nếu con ngƣời hiểu rõ cơ chế và có thể điều khiển thực vật ra hoa trong ống nghiệm dễ dàng thì đây sẽ là một công cụ rất hữu ích trong việc nghiên cứu sinh lý thực vật; rút ngắn giai đoạn sinh trƣởng sinh dƣỡng ở các thực vật có giai đoạn sinh trƣởng dài, làm cây ra hoa sớm; và một đóng góp to lớn cho nông nghiệp đó là xây dựng một hệ thống có ý nghĩa trong vi nhân giống, cải thiện giống cây trồng, phục hồi các tính trạng quý, tạo cây có năng suất cao, chất lƣợng tốt,… Hơn nữa, trong cuộc sống hiện đại mà hoa kiểng là một phần không thể thiếu của con ngƣời thì việc thƣơng mại hóa hoa trong ống nghiệm rất có tiềm năng phát triển trong tƣơng lai do hoa trong ống nghiệm có nhiều ƣu điểm vƣợt trội nhƣ là nhỏ, gọn, không tốn diện tích, không tốn công chăm sóc,…rất thích hợp để trang trí trong những văn phòng làm việc hiện đại cũng nhƣ làm quà tặng. 2 Cùng mục đích trên và đƣợc sự đồng ý của Bộ môn Công nghệ sinh học trƣờng Đại học Nông Lâm, dƣới sự hƣớng dẫn của TS.TRẦN THỊ DUNG, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu: KHẢO SÁT SỰ RA HOA TRONG ỐNG NGHIỆM Ở CÂY LAN SÕ (Dischidia pectinoides Pearson) VÀ CÂY BẮT RUỒI (Drosera burmannii Vahl) 1.2 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU 1.2.1 Mục đích Khảo sát ảnh hƣởng của các yếu tố môi trƣờng và điều kiện nuôi cấy thích hợp để cây lan sò và cây bắt ruồi ra hoa trong ống nghiệm. 1.2.2. Yêu cầu Theo dõi sự sinh trƣởng và phát triển của cây lan sò và cây bắt ruồi in vitro: - Trong môi trƣờng nuôi cấy có sự thay đổi nồng độ chất dinh dƣỡng và nồng độ chất kích thích sinh trƣởng. - Trong các điều kiện ánh sáng khác nhau. 3 Chƣơng 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 2.2.1 Giới thiệu khái quát về cây lan sò  Nguồn gốc phân loại [15] Giới : Thực vật Giới phụ : Tracheobionta Ngành : Spermatophyta Ngành phụ : Magnoliophyta Lớp : Magnoliopsida Lớp phụ : Asteridae Bộ : Gentianales Họ : Asclepiadaceae Giống : Dischidia Tên khoa học : Dischidia pectinoides Pearson / Tên tiếng Việt : Lan sò Lan sò có nguồn gốc từ Philippines, là một loại hoa kiểng mới tại Việt Nam.  Đặc điểm hình thái và sinh học [25] Lan sò là một loại dây leo nhỏ, sống hàng năm, có khả năng phát triển đến chiều dài khoảng 250 cm. Lá đơn, mọc đối hoặc xen kẽ. Cây phân nhánh từ gốc và nách lá. Một số lá của lan sò phồng to lên trông giống nhƣ một con sò. Hoa nhỏ màu đỏ hồng xuất hiện ở nách lá vào mùa xuân. Lan sò đƣợc trồng từ cây con in vitro hoặc từ các nhánh con có rễ. Lan sò phát triển tốt trên các loại giá thể là dƣơng xỉ, vỏ cây bần, xơ dừa hoặc những nhánh cây gỗ trôi dạt,…không phát triển hoặc phát triển chậm trên giá thể là đất. Lan sò là cây ƣa bóng râm, dƣới ánh nắng trực tiếp có thể dẫn tới hiện tƣợng cháy sém lá, phát 4 triển tốt trong điều kiện ít ánh nắng mặt trời tốt nhất là ánh nắng nhẹ lúc sớm mai và lúc cuối buổi trƣa. Ngoài ra đây cũng là một loại cây nhạy cảm với nhiệt độ lạnh. Nhu cầu nƣớc của cây không cao, chỉ cần tƣới phun sƣơng cho cây 1-2 lần trong một tuần. Nguồn thức ăn của cây đƣợc tổng hợp từ không khí do vậy chỉ cần bổ sung thêm cho cây một lƣợng ít phân bón mỗi tháng một lần.  Một số loại lan sò [18, 33] Dischidia ovata: có nguồn gốc từ Úc, đƣợc phát triển nhƣ là một loại thực vật trồng trong nhà, là một loại dây leo có rễ bám có khả năng phát triển đến chiều dài 2m. Lá hình oval, mọng nƣớc, màu nâu đỏ khi phát triển dƣới ánh nắng mặt trời. Khi lớn, cây có những cụm hoa nhỏ màu đỏ hồng. Đây là loại cây ƣa bóng râm, phát triển trong điều kiện khí hậu ẩm ƣớt. Cây đƣợc nhân giống bằng hạt tƣơi hoặc giâm cành. Cây giâm cành ở giai đoạn vƣờn ƣơm cần độ ẩm rất cao. Dischidia platyphylla: xuất xứ từ vùng đảo Philippine, dài khoảng 2m. Lá mọc đối; một vài lá nhỏ, màu xanh xám; hình oval. Hoa màu vàng sẫm có thể lớn đến khoảng 4mm đƣờng kính, phát triển từ nách lá có hình dạng nhƣ là bình chứa nƣớc. Nhân giống bằng hạt hoặc cành. Điều kiện thích hợp cho loại thực vật này phát triển là nhà kính có độ ẩm và nhiệt độ cao, khí hậu mát mẻ. Dischidia nummularia: dài khoảng 3m, dạng dây leo bện chặt vào thân cây chủ. Lá màu xám bạc. Hoa nhỏ màu trắng dạng ống mọc thành cụm tròn đồng tâm có một vòng lông thƣa phía trong. Nhân giống sử dụng hạt hoặc nhánh trƣởng thành trong điều kiện ẩm ƣớt và khí hậu ấm áp. Dischidia imbricata: có nguồn gốc từ vùng rừng mƣa của Malaysia cũng là một dạng dây leo, bám và phát triển rễ từ các nách lá bất cứ nơi nào tiếp xúc với giá thể để củng cố độ bám và bao phủ hầu