Luận văn Khảo sát ảnh hưởng của tia gamma và chất điều hoà sinh trưởng ba đến sự biến đổi kiểu hình của cây gloxinia (sinningia speciosa) in vitro và khảo sát sự tạo củ in vitro của cây gloxinia

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC *** 000 *** ÔNG THỊ HỒNG VÂN NỘI DUNG 1: KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA TIA GAMMA VÀ CHẤT ĐIỀU HOÀ SINH TRƢỞNG BA ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI KIỂU HÌNH CỦA CÂY GLOXINIA (Sinningia speciosa) IN VITRO. NỘI DUNG 2: KHẢO SÁT SỰ TẠO CỦ IN VITRO CỦA CÂY GLOXINIA LUẬN VĂN KỸ SƢ CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC NỘI DUNG 1: KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA TIA GAMMA VÀ CHẤT ĐIỀU HOÀ SINH TRƢỞNG BA ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI KIỂU HÌNH CỦA CÂY GLOXINIA (Sinningia speciosa) IN VITRO. NỘI DUNG 2: KHẢO SÁT SỰ TẠO CỦ CỦA CÂY GLOXINIA IN VITRO LUẬN VĂN KỸ SƢ CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giáo viên hƣớng dẫn Sinh viên thực hiện TS. TRẦN THỊ DUNG ÔNG THỊ HỒNG VÂN KHÓA: 2002 – 2006 Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2006 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY, HCMC FACULTY OF BIOTECHNOLOGY *** 000 *** CONTENT 1: SURVEY EFFECTS GAMMA RADIATION AND BA GROWTH PROMOTING SUBSTANCE ON MUTATION OF GLOXINIA (Sinningia speciosa) IN VITRO. CONTENT 2: SURVEY TUBER IN VITRO OF GLOXINIA GRADUATION THESIS MAJOR: BIOTECHNOLOGY Professor Student PhD. TRAN THI DUNG ÔNG THỊ HỒNG VÂN TERM: 2002 - 2006 Ho Chi Minh City 09/2006 iii LỜI CẢM ƠN 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 trong Bộ môn Công Nghệ Sinh Học cùng các thầy cô đã trực tiếp giảng dạy trong suốt bốn năm qua. - TS. Trần Thị Dung đã tận tình hƣớng dẫn và động viên trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp. - Kỹ sƣ Trần Ngọc Hùng, cử nhân Lƣu Phúc Lợi, kỹ sƣ Nguyễn Thị Thu Hằng, cử nhân Trần Thị Bích Chiêu, kỹ sƣ Trƣơng Bùi Nguyệt Hảo thuộc Trung tâm Công Nghệ Sinh Học Đại học Nông Lâm Tp.HCM. - Các bạn Trần Anh Tuấn, Huỳnh Chấn Khôn, Nguyễn Thị Ngọc Trang, Lê Hồng Thủy Tiên, Lê Đăng Khoa và các bạn khoa Nông Học thực hiện đề tài ở Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học cùng toàn thể lớp CNSH28 thân yêu đã hỗ trợ, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian làm đề tài. Cám ơn ba mẹ cùng những ngƣời thân trong gia đình luôn tạo điều kiện và động viên con trong suốt quá trình học tập tại trƣờng. Tháng 08 năm 2006 Ông Thị Hồng Vân iv TÓM TẮT ÔNG THỊ HỒNG VÂN, Đại Học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh. Tháng 08/2006. "NỘI DUNG 1: KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA TIA GAMMA VÀ CHẤT ĐIỀU HOÀ SINH TRƢỞNG BA ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI KIỂU HÌNH CỦA CÂY GLOXINIA (Sinningia speciosa) IN VITRO. NỘI DUNG 2: KHẢO SÁT SỰ TẠO CỦ CỦA CÂY GLOXINIA IN VITRO" Giáo viên hƣớng dẫn: TS. Trần Thị Dung Đề tài đƣợc thực hiện tại Bộ môn Công nghệ sinh học Đại Học Nông Lâm Tp. HCM trên đối tƣợng cây hoa Gloxinia (Sinningia speciosa) in vitro. Nội dung 1: Các chồi Gloxinia in vitro đƣợc tác động bởi: tác nhân vật lý (bức xạ γ), tác nhân hóa học (BA), tác nhân vật lý kết hợp với tác nhân hóa học để tạo những biến dị. Kết quả thu đƣợc nhƣ sau:  Đối với tác nhân vật lý thì liều xạ 2 krad, 3 krad và 4 krad cho kết quả tốt nhất, cây sinh trƣởng tốt và có biến dị.  Đối với tác nhân hóa học thì BA sử dụng ở nồng độ 4 mg/l có số chồi cao, cây tăng trƣởng tốt, có khả năng sống sót ngoài tự nhiên và tạo đƣợc 1 số biến dị.  Đối với tác nhân vật lý kết hợp với tác nhân hóa học thì liều xạ 2 krad và nồng độ BA từ 0 – 4 mg/l đƣợc xem là thích hợp để tạo biến dị, đồng thời cây sinh trƣởng và phát triển tốt hơn những cây khác. Nội dung 2 Các chồi Gloxinia in vitro đƣợc nuôi cấy trong môi trƣờng KH2PO4 thay đổi và cƣờng độ chiếu sáng thay đổi. Kết quả thu đƣợc nhƣ sau:  Đối với nồng độ KH2PO4 thay đổi thì KH2PO4 = 340 mg/l thích hợp nhất cho sự tạo củ ở cây Gloxinia in vitro.  Đối với cƣờng độ chiếu sáng thì cây Gloxinia in vitro sinh trƣởng tốt nhất, tỷ lệ tạo củ cao nhất, kích thƣớc củ và trọng lƣợng củ lớn nhất khi cây đƣợc chiếu sáng ở 3000 lux. v MỤC LỤC CHƢƠNG TRANG Trang tựa Lời cảm tạ ...................................................................................................................... iii Tóm tắt ............................................................................................................................ iv Mục lục ............................................................................................................................ v Danh sách các chữ viết tắt ........................................................................................... viii Danh sách các hình ......................................................................................................... ix Danh sách các bảng ......................................................................................................... x Phần 1. Mở đầu .............................................................................................................. 1 1.1. Cơ sở tiến hành và ý nghĩa của nghiên cứu .............................................................. 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................. 2 1.3. Giới hạn đề tài .......................................................................................................... 2 Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................ 4 Nội dung 1 ....................................................................................................................... 4 2.1. Tình hình sản xuất hoa kiểng trên thế giới và ở Việt Nam ...................................... 4 2.1.1. Tình hình sản xuất hoa kiểng trên thế giới ................................................. 4 2.1.2. Tình hình trồng hoa cây cảnh ở Việt Nam ................................................. 5 2.2. Giới thiệu về cây hoa Gloxinia (Sinningia speciosa) ............................................... 7 2.2.1. Vị trí phân loại ............................................................................................ 7 2.2.2. Đặc tính sinh học của họ Gesneriaceae ...................................................... 8 2.2.3. Đặc điểm của cây Sinningia speciosa ........................................................ 9 2.2.4. Điều kiện ngoại cảnh của cây Sinningia speciosa .................................... 11 2.2.5. Kỹ thuật trồng cây Sinningia speciosa ..................................................... 11 2.2.6. Kỹ thuật nhân giống cây Sinningia speciosa ........................................... 13 2.3. Nhân giống vô tính bằng nuôi cấy mô tế bào thực vật ........................................... 13 2.3.1. Khái niệm ................................................................................................. 13 2.3.2. Ứng dụng .................................................................................................. 13 2.3.3. Phƣơng pháp nuôi cấy đốt đơn thân ......................................................... 14 2.3.4. Phƣơng pháp nhân chồi bên ..................................................................... 14 2.4. Vai trò của chất điều hòa sinh trƣởng trong nuôi cấy mô tế bào thực vật .............. 15 vi 2.4.1. Chất điều hoà sinh trƣởng ........................................................................ 15 2.4.2. Một số chất điều hoà sinh trƣởng thƣờng dùng ........................................ 16 2.5. Môi trƣờng dinh dƣỡng trong nuôi cấy mô tế bào thực vật ................................... 18 2.5.1. Muối khoáng ............................................................................................. 18 2.5.2. Ảnh hƣởng của nguồn carbon .................................................................. 19 2.5.3. Vitamin ..................................................................................................... 20 2.5.4. Các hợp chất hữu cơ bổ sung không xác định .......................................... 20 2.5.5. Độ pH và agar ........................................................................................... 21 2.5.6. Các điều kiện vật lý ......................................................................................... 21 2.6. Một số nghiên cứu về nhân giống cây hoa Gloxinia .............................................. 21 2.7. Giới thiệu về tia gamma và những ứng dụng trong thực vật .................................. 22 2.7.1. Khái niệm bức xạ ...................................................................................... 22 2.7.2. Bức xạ Gamma ......................................................................................... 22 2.7.3. Chất phóng xạ Coban (cobalt) .................................................................. 22 2.7.4. Cơ chế tác động của bức xạ ion hóa trên cơ thể sống .............................. 22 2.7.5. Cơ chế gây đột biến của bức xạ ion hóa ................................................... 23 2.7.6. Những thành tựu nghiên cứu về đột biến phóng xạ ................................. 24 Nội dung 2 .................................................................................................................... 26 2.8. Sơ lƣợc về sự tạo củ ............................................................................................... 26 2.8.1. Khái niệm về củ ........................................................................................ 26 2.8.2. Sự hình thành củ ....................................................................................... 26 2.8.3. Phân loại củ .............................................................................................. 27 2.8.4. Các chất dự trữ trong củ ........................................................................... 27 2.8.5. Ảnh hƣởng của các yếu tố lên quá trình tạo củ ........................................ 27 Phần 3. Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................... 32 Nội dung 1 ..................................................................................................................... 32 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................................. 32 3.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu .......................................................................... 32 3.3. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................................. 32 3.3.1. Thiết bị và dụng cụ dùng trong nghiên cứu.............................................. 32 3.3.2. Mẫu cấy và điều kiện nuôi cấy ................................................................. 32 3.3.3. Môi trƣờng nuôi cấy ................................................................................. 33 vii 3.3.4. Các công thức xử lý chiếu xạ ................................................................... 33 3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................ 34 3.4.1. Chuẩn bị môi trƣờng nuôi cấy .................................................................. 34 34.2. Nội dung thí nghiệm .................................................................................. 34 Nội dung 2 ..................................................................................................................... 41 3.5. Môi trƣờng nuôi cấy tạo củ in vitro ........................................................................ 41 3.6. Bố trí thí nghiệm tạo củ in vitro ............................................................................. 41 3.7. Xử lý số liệu ........................................................................................................... 42 Phần 4. Kết quả và thảo luận ..................................................................................... 43 Nội dung 1 ..................................................................................................................... 43 4.1. Ảnh hƣởng của tia γ đến sự sinh trƣởng và biến đổi kiểu hình cây hoa Gloxinia in vitro ............................................................................................................................ 43 4.2. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng BA đến biến đổi kiểu hình của cây hoa Gloxinia in vitro............................................................................................................. 49 4.3. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng BA và bức xạ đến sự sinh trƣởng và biến đổi hình thái của cây hoa Gloxinia in vitro ........................................................... 53 4.4. Trồng thử nghiệm cây Gloxinia in vitro ngoài vƣờn ƣơm ..................................... 61 Nội dung 2 ..................................................................................................................... 69 4.5. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng KH2PO4 lên sự tạo củ cây Gloxinia in vitro ............... 69 4.6. Ảnh hƣởng của cƣờng độ chiếu sáng đến sự tạo củ cây hoa Gloxinia in vitro ...... 71 Phần 5. Kết luận và đề nghị ........................................................................................ 73 5.1. Kết luận................................................................................................................... 73 5.2. Đề nghị ................................................................................................................... 73 Tài liệu tham khảo ....................................................................................................... 74 Tài liệu Tiếng Việt ......................................................................................................... 74 Tài liệu Internet ............................................................................................................. 74 Phụ lục .......................................................................................................................... 78 Phụ lục 1 ........................................................................................................................ 78 Phụ lục 2 ........................................................................................................................ 79 viii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT BA: N 6 -benzyladenine PBA: tetrahydro piranyl benzyl aldenin IBA: Indole-3-butyric acid Krad: đơn vị đo năng lƣợng hấp thụ ATP: Adenozintriphotphat TDZ: Thidiazuron [1-phenyl-3-(1,2,3-thidiazol-5-yl)urea] ix DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1. Giới thiệu một số giống hoa Gloxinia (Sinningia speciosa) ......................... 31 Hình 4.1. Ảnh hƣởng của liều xạ γ đến biến dị lá của cây Gloxinia in vitro ................ 48 Hình 4.2. Ảnh hƣởng của BA đến biến dị lá của cây Gloxinia in vitro ........................ 52 Hình 4.3. Ảnh hƣởng của liều xạ γ và BA đến biến dị màu sắc lá của cây Gloxinia in vitro ............................................................................................................................ 59 Hình 4.4. Ảnh hƣởng của liều xạ γ và BA đến biến dị hình dạng lá của cây Gloxinia in vitro ............................................................................................................................ 60 Hình 4.5. Các kiểu hình cây Gloxinia đƣợc xử lý tia gamma ở 30 ngày ngoài vƣờn ƣơm....................................................................................................................... 62 Hình 4.6. Kiểu hình của các cây Gloxinia đƣợc xử lý BA ở 30 ngày ngoài vƣờn ƣơm ................................................................................................................................ 64 Hình 4.7. Các kiểu hình cây Gloxinia đƣợc xử lý BA và tia gamma ở 30 ngày ngoài vƣờn ƣơm ............................................................................................................. 68 Hình 4.8. Các củ Gloxinia hình thành ở các nồng độ KH2PO4 khác nhau .................... 70 Hình 4.9. Các củ Gloxinia hình thành ở các cƣờng độ chiếu sáng khác nhau .............. 72 x DANH SÁCH BẢNG BẢNG TRANG Bảng 4.1. Ảnh hƣởng của liều chiếu xạ γ đến chiều cao của cây Gloxinia in vitro ... 43 Bảng 4.2. Ảnh hƣởng của liều chiếu xạ γ đến số lá của cây Gloxinia in vitro ............. 44 Bảng 4.3. Ảnh hƣởng của liều chiếu xạ γ đến tỷ lệ cây ra rễ của cây Gloxinia in vitro ................................................................................................................................ 45 Bảng 4.4. Ảnh hƣởng của liều chiếu xạ γ đến tần số biến dị lá của cây Gloxinia in vitro ở 60 ngày sau chiếu xạ ...................................................................................... 47 Bảng 4.5. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng BA đến chiều cao của cụm chồi Gloxinia in vitro ..................................................................................................... 49 Bảng 4.6. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng BA đến hệ số nhân chồi của chồi Gloxinia in vitro ..................................................................................................... 50 Bảng 4.7. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng BA đến tần số biến dị lá của chồi Gloxinia in vitro sau 60 ngày nuôi cấy .................................................................. 51 Bảng 4.8. Ảnh hƣởng của các yếu tố chất điều hòa sinh trƣởng BA, liều lƣợng tia γ đến chiều cao của cụm chồi Gloxinia in vitro ............................................................ 53 Bảng 4.9. Ảnh hƣởng của các yếu tố chất điều hòa sinh trƣởng BA, liều lƣợng tia γ đến hệ số nhân chồi của chồi Gloxinia in vitro .......................................................... 55 Bảng 4.10. Ảnh hƣởng của các yếu tố chất điều hòa sinh trƣởng BA, liều lƣợng tia γ đến tần số biến dị lá của chồi Gloxinia in vitro .......................................................... 57 Bảng 4.11. Ảnh hƣởng của liều xạ gamma đến sự sinh trƣởng của cây Gloxinia ngoài ƣờm ƣơm.............................................................................................................. 61 Bảng 4.12. Ảnh hƣởng của liều xạ gamma đến khả năng sống sót của cây Gloxinia khi đem trồng ngoài vƣờn ƣơm .................................................................................... .62 Bảng 4.13. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng BA đến sự sinh trƣởng của cây Gloxinia ngoài ƣờm ƣơm ........................................................................................ 63 Bảng 4.14. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng BA đến khả năng sống sót của cây Gloxinia ngoài vƣờn ƣơm ................................................................................ 64 Bảng 4.15. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng BA và liều xạ gamma đến sự sinh trƣởng của cây Gloxinia ngoài ƣờm ƣơm ......................................................... 65 Bảng 4.16. Ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng BA và liều xạ gamma đến xi khả năng sống sót của cây Gloxinia ngoài vƣờn ƣơm................................................... 67 Bảng 4.17. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng KH2PO4 đến sự tạo củ của cây Gloxinia in vitro sau 60 ngày nuôi cấy ......................................................................................... 69 Bảng 4.18. Ảnh hƣởng của cƣờng độ ánh sáng đến sự tạo củ của cây Gloxinia in vitro sau 60 ngày nuôi cấy ..................................................................................... 71 xii 1 PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. Cơ sở tiến hành và ý nghĩa của nghiên cứu Trong quá trình sống và làm việc, con ngƣời luôn tìm cách tạo cho mình niềm vui để giảm áp lực công việc và cuộc sống. Xã hội loài ngƣời ngày càng phát triển tiến bộ thì lại càng có nhiều căng thẳng và mâu thuẫn đƣợc s