Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
LỜI MỞ ĐẦU
Trong các loại cây lương thực có củ, khoai lang chiếm vị trí quan trọng. Trên
thế giới khoai lang là 1 trong 5 cây có củ quan trọng (sắn, khoai lang, khoai mỡ, khoai
sọ, khoai tây).
Thành phần chính khoai lang gồm tinh bột, đường, protein, vitamin, và các
chất khoáng. Khoai lang được dùng làm lương thực thực phẩm chính cho con người,
làm thức ăn cho gia súc và là nguồn nguyên liệu của ngành công nghiệp chế biến: bánh
kiện kinh tế còn khó khăn cây khoai lang được coi là cây trồng cứu đói nhưng hiện nay
nó là một cây trồng mang lại nhiều lợi nhuận kinh tế.
Ở nước ta, khoai lang là một trong bốn cây lương thực chính sau lúa, ngô, sắn.
Trên thế giời, Việt Nam được xếp thứ năm về sản lượng khoai lang xuất khẩu. Tuy
nhiên, năng suất còn thấp và bấp bênh do sử dụng giống đã thoái hóa, ít quan tâm đến
biện pháp canh tác, sâu bệnh. Hiện nay, những giống khoai lang Nhật nổi tiếng về chất
lượng cao và đã thích nghi trong điều kiện ở Việt Nam và trở thành đối tượng nghiên
cứu thời sự.
Sự ra đời của kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào thực vật từ thế kỷ 20 đã mở ra
cuộc cách mạng mới trong công tác tạo giống. Kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào thực vật
ngày càng hoàn thiện giúp cho việc nhân giống và phục hồi giống tốt hơn. Do đó việc
ứng dụng kỹ thuật này vào trong sản xuất khoai lang sẽ tạo ra nhiều triển vọng mới
trong việc tăng năng suất cũng như diện tích khoai lang Nhật, nhằm đáp ứng nhu cầu
thị trường tiêu thụ ngày càng cao
1
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
Mục đích của khóa luận này nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường khoáng lên sự sinh
trưởng và phát triển của cây khoai lang. Đề tài này được thực hiện tại phòng CÔNG
NGHỆ TẾ BÀO THỰC VẬT- VIỆN SINH HỌC NHIỆT ĐỚI-VIỆN KHOA HỌC VÀ
CÔNG NGHỆ VIỆT NAM.
Nha hay khoai tây ngọt, mãi sau này mới gọi là khoai lang.
4
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
Khoai lang được mở rộng theo hai con đường: Con đường từ Tây Ban Nha giới
thiệu vào châu Âu sau đó truyền tới châu Phi, vào Ấn Độ và Tây Ấn. Con đường khác
do người Tây Ban Nha mang khoai lang từ vùng Trung Mỹ tới Philippines (Yen, 1982)
vào khoảng năm 1521 (Obrien, 1972), sau đó tiếp tục đưa đến châu Phi (Cinklin,
1963). Khoai lang được đưa về Trung Quốc từ Philippines và xuất hiện ở Phúc Kiến
(Fukien) năm 1594. Con đường khác vào Trung Quốc là do người Tây Ban Nha, đưa
vào vùng Combatfami năm 1674. Một người Anh đưa vào Nhật năm 1615. Khoai lang
được tiếp tục đưa vào Malaysia và các nước Nam Á, Đông Nam Á.
Ở Việt Nam, theo nhiều tài liệu để lại như “Thực vật bản thảo”, “Lĩnh nam tạp
kỷ” và “Quảng Đông tân ngữ“ của Lê Quí Đôn thì khoai lang được du nhập vào nước
ta từ Philipines vào khoảng cuối đời Minh cai trị nước ta. Cây được trồng trong phạm
vi rộng giữa vĩ tuyến 40 độ Bắc đến 40 độ Nam và lên tới độ cao 2.300 m so với mặt
nước biển (Đinh Thế Lộc, 1996).
1.1.1.3. Phân bố
Trên thế giới
Ngày nay, khoai lang được trồng rộng khắp trong các khu vực nhiệt đới và ôn
đới ấm với lượng nước đủ để hỗ trợ sự phát triển của nó.
Theo số liệu thống kê của FAO năm 2004 thì sản lượng toàn thế giới là 127
triệu tấn. Trong đó phần lớn tại Trung Quốc với sản lượng khoảng 105 triệu tấn và diện
tích trồng là 49.000 km². Khoảng một nửa sản lượng của Trung Quốc được dùng làm
thức ăn cho gia súc và gia cầm .
Sản lượng trên đầu người lớn nhất tại các quốc gia mà khoai lang là mặt hàng
lương thực chính trong khẩu phần ăn, đứng đầu là quần đảo Solomon với 160
kg/người/năm và Burundi với 130 kg.
Bắc Carolina, bang đứng đầu Hoa Kỳ về sản xuất khoai lang, hiện nay cung cấp
được 36 dòng triển vọng có năng suất củ tươi cao và phẩm chất củ ngon; giới thiệu
được các giống khoai lang tốt như: K4, TN66, HL-4, NC1525, HL-419, HL-518. Năm
6
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
1993-1994, các giống K4, HL-4, TN66 đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông
thôn công nhận (Hoàng Kim, Nguyễn Thị Sâm, Nguyễn Thị Thủy, Nguyễn Đức
Tuyến, Trương Văn Hộ và Enrique Chujoy, 1995).
1.1.2. Đặc điểm thực vật, sinh trưởng và phát triển của khoai lang
1.1.2.1. Đặc điểm thực vật
Hình 1.2 Cây khoai lang và các bộ phận
Rễ
Khoai lang sau khi trồng 3 - 4 ngày sẽ mọc rễ mới, trong điều kiện khô hạn
hoặc nhiệt độ và ẩm độ thấp thì khoai mọc rễ non chậm. Rễ mọc đầu tiên ở các đốt
thân dưới đất. Mỗi đốt có khả năng ra 15 - 20 rễ, nhưng thường chỉ có 5 - 10 rễ được
phân hoá thành rễ dầy mới có cơ hội hình thành củ.
Rễ khoai lang chia làm ba loại: rễ con, rễ đực và rễ củ.
Thân
7
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
Thân khoai lang có dạng bò hay nửa đứng. Thân phổ biến màu xanh, tím và
xanh tím. Thân có nhiều đốt với chiều dài lóng khác nhau. Ở mắt đốt mọc ra rễ phụ.
Độ dài đốt phụ thuộc vào giống. Căn cứ vào độ dài thân chính người ta chia làm hai
loại: Loại thân dài khoảng 2- 5 m , loại thân ngắn: 0,5 -1 m. Thân phát triển dài ngắn
ngoài yếu tố chính là giống còn phụ thuộc nhiều vào chế độ mưa, loại đất và phân bón.
Lá
Lá khoai lang là lá đơn, mọc cách, mỗi mắt một lá gồm cuống lá và phiến lá.
thành các loại tượng tầng sơ cấp và tượng tầng thứ cấp để tạo củ
Thời kỳ phát triển thân lá
Thời gian từ lúc trồng đến hoàn thành thời kỳ phát triển thân lá khoảng 75 - 85
ngày. Ở thời kỳ này thân lá phát triển với tốc độ nhanh nhất, bò lan phủ kín mặt và
rãnh luống. Sự hình thành thêm rễ củ mới là không đáng kể. Nhưng những củ đã được
hình thành phát triển theo chiều dài nhanh chóng. Một số củ hình thành sớm bắt đầu
quá trình tích lũy chất khô.
Thời kỳ phát triển củ
Từ khi trồng đến khi hoàn thành giai đoan này khoảng 90 - 105 ngày đối với các
giống khoai lang hiện trồng phổ biến ở Việt Nam. Điều kiện thuận lợi cho quá trình
phình to của củ là có sự chênh lệch nhiệt độ ngày và đêm lớn (ban ngày nắng ấm, ban
đêm hơi se lạnh); nên chênh lệch nhiệt độ ngày và đêm càng lớn trong giai đoạn cuối
thì năng suất củ khoai lang càng cao. Đặc điểm của thời kỳ này là củ lớn nhanh trong
khi sinh trưởng thân lá giảm từ từ rồi ngừng hẳn, lá gốc già vàng và rụng dần.
1.1.3. Tình hình nghiên cứu cây khoai lang
1.1.3.1. Thế giới
Cây khoai lang được coi là một trong 7 loài cây lương thực quan trọng trên thế
giới và xếp quan trọng hàng thứ 5 đối với các nước đang phát triển. Nó được trồng trên
9
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
hơn 100 quốc gia trên thế giới với chức năng là một nguồn thực phẩm giá trị đối với
con người, gia súc cũng như là vật liệu thô cho các ngành công nghiệp chế biến.
Cây khoai lang tạo được lượng sinh khối và chất dinh dưỡng lớn nhất trên cùng
một đơn vị diện tích khi so sánh với bất cứ loài cây trồng nào. Trong một nghiên cứu
tại Nhật Bản, so sánh với 20 loài trái cây và rau quả khác trong việc làm ngăn chặn
cũng như làm giảm lượng cholesterol thì khoai lang được xếp đầu bảng. Ngoài ra khoai
lang còn mang tính giải độc cao đối với các loại kim loại nặng.
Cây khoai lang thích nghi được với nhiều điều kiện sinh thái nông nghiệp khác
-0,8 mm được cấy trên môi trường MS, bổ sung kinetin và auxin (NAA, IAA). Sau
thời gian 20 - 50 ngày, đỉnh sinh trưởng hình thành mô sẹo. Trong số cây con được test
virus thì có 47% không nhiễm bệnh.
Anura Hettiarachchi và Sri Lanka (1988), sử dụng môi trường MS bổ sung
auxin (2,4-D), cytokinins (KN, BA), GA
3
(0,1 mg/l) để nuôi cấy đỉnh sinh trưởng cây
khoai lang. Đỉnh sinh trưởng với 2 - 3 lá mầm được cắt và cấy trên các môi trường có
các chất điều hòa sinh trưởng ở những nồng độ khác nhau, và đặt trong phòng nuôi cấy
ở nhiệt độ 27 ± 2
0
C, cường độ ánh sáng 2000 - 3000 lux. Kết quả thí nghiệm cho thấy
2,4-D (1 mg/l) và BA (0,25 mg/l) tạo được cây con tốt hơn. Trường hợp 2,4-D và KN
ở nồng độ cao hơn tương ứng 2,5 mg/l và 1,5 mg/l sẽ tạo ra mô sẹo.
Mervat và ctv (2009), nghiên cứu loại trừ virus đốm gợn sóng khoai lang
(SPFMV). Các mẫu ngoài đồng ruộng được kiểm tra hiện diện virus bằng phương pháp
dot- ELISA. Những cây khoai lang bị nhiễm virus được xử lý nhiệt ở nhiệt độ 42
0
C/
ngày (16giờ chiếu sáng) và 39
0
C/ đêm (8giờ bóng tối) trong thời gian 3 tuần trước khi
tách đỉnh sinh trưởng. Những cây hình thành từ nuôi cấy đỉnh sinh trưởng tiếp tục kiểm
tra virus bằng dot-ELISA. Kết quả nghiên cứu cho thấy không có cây nào bị nhiễm.
Trong nghiên cứu ảnh hưởng của các chất điều hoà sinh trưởng đến sự nuôi cấy
đỉnh sinh trưởng và nhân giống khoai lang, Iftekhar Alam và ctv (2010) đã cho thấy
hơn 75% tạo chồi khi sử dụng môi trường MS có bổ sung 2 mg/l KN và 0,5 mg/l GA
3
.
Và các chồi này hình thành trực tiếp thành cây mà không phát triển mô sẹo. Theo tác
mảnh lá khoai lang in vitro nuôi cấy trên môi trường LS có bổ sung 0,5 mg/l 2,4 – D,
12
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
3g/l dịch chiết nấm men, 50 g/l đường và chuyển sang môi trường thứ hai gồm khoáng
LS có bổ sung 2 mg/l ABA hoặc 2 mg/l AgNO
3
để tái sinh thành cây (Otani và ctv,
1996).
Một quy trình tái sinh cây trực tiếp gồm 2 giai đoạn cũng đã được công bố bởi
Prakash và ctv (1996). Các mô cuống lá trong môi trường MS có bổ sung 2,4 – D trong
giai đoạn đầu tiên và TDZ trong giai đoạn thứ hai. Công bố này cho thấy khả năng tái
sinh cây phụ thuộc vào kiểu di truyền, giai đoạn phát triển và hướng đặt mô cuống lá
trên môi trường nuôi cấy.
Năm 1997, Liu và ctv đã thiết lập thành công một hệ thống hiệu quả qua nuôi
cấy dịch huyền phù tế bào có khả năng phát sinh phôi và tái sinh thành cây khoai lang
bằng cách sử dụng 2,4 – D và ABA. Cũng trong năm 1997, Sihachakr đã nghiên cứu
thành công hệ thống tái sinh cây khoai lang qua con đường phát sinh phôi. Các nhân tố
ảnh hưởng đến việc tạo mô sẹo và hình thành chồi cũng đã được thực hiện. Công bố
này đã cung cấp một loại môi trường cải biên trong nghiên cứu tái sinh khoai lang, môi
trường SPM (Standard Sweet Potato Medium). SPM là môi trường MS có bổ sung
vitamin Dtaba 100mg/l; meo – inositol 50 mg/l và 30 g/l đường. Kết quả cho thấy trên
môi trường SPM có bổ sung tổ hợp của 0,5 mg/l kinetin và 0,1 mg/l 2,4 – D mô sẽ tái
tạo chồi.
Quang tự dưỡng:
Sự phát triển của cây khoai lang in vitro được cải thiện dưới các điều kiện vi
nhân giống quang tự dưỡng (không bổ sung đường trong môi trường nuôi cấy, cường
độ chiếu sáng 100 µM.m
-2
Hiện nay, trên lĩnh công nghệ sinh học, cây khoai lang chưa được nghiên cứu
nhiều ở nước ta. Tuy nhiên vẫn có một số các nghiên cứu nổi bật, trong đó có nghiên
cứu của Nguyễn Mỹ Uyên và ctv (2006) khảo sát sự tăng trưởng in vitro của cây khoai
lang Ipomoea batatas L. trong điều kiện chiếu sáng tự nhiên.
1.2. Tổng quan về nuôi cấy mô thực vật
1.2.1. Khái niệm nuôi cấy mô thực vật
Kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào thực vật hay nhân giống in vitro đều là thuật
ngữ mô tả các phương pháp nuôi cấy các bộ phận thực vật (tế bào đơn, mô, cơ quan)
trong ống nghiệm có chứa môi trường dinh dưỡng thích hợp như muối khoáng,
14
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
vitamin, đường và các chất điều hòa sinh trưởng thực vật trong điều kiện vô trùng (Bùi
Văn Thế Vinh, 2009)
1.2.2. Lịch sử và thành tựu trong nuôi cấy mô
1.2.2.1. Lịch sử hình thành
Vào năm 1838, hai nhà sinh vật học người Đức là Schleiden và Schwann đã đưa
ra học thuyết tế bào và nêu rõ: “ Tế bào là đơn vị cơ bản của sự sống, mọi sinh vật dù
phức tạp đến cũng đều được cấu tạo từ các đơn vị rất nhỏ, đó là các tế bào”.
Bảng 1.1. Các mốc quan trọng trong lịch sử nuôi cấy mô tế bào thực vật
Năm Sự kiện
1902
Haberlandt lần đầu tiên thực hiện nuôi cấy mô tế bào thực vật, ông
nhận thấy có sự ảnh hưởng của muối khoáng tới sự chuyển hóa tế
bào.
1922
Kotte và Robins nuôi cấy đỉnh sinh trưởng của rễ một cây hòa thảo
và nhận thấy sự ảnh hưởng của khoáng và glucose. Tuy nhiên, sự
sinh trưởng ngừng lại sau đó dù đã được cấy chuyền.
Muir, Hildebrandt và Riker tách thành công tế bào đơn từ mô sẹo
bằng máy lắc.
1960
Bergman tiến hành thu tế bào đơn bằng lọc đơn giản và đưa ra kỹ
thuật gieo tế bào đơn.
Cooking tạo ra các tế bào trần bằng enzym cellulase.
1962
Murashige và Skoog đã cải tiến môi trường nuôi cấy và môi
trường của họ được dùng làm cơ sở cho việc nuôi cấy nhiều loại
cây khác nhau cây khác nhau.
1966
Guha và Maheswari công bố nuôi cấy thành công túi phấn của cà
độc dược và tạo thành các cây đơn bội.
1970
Nagata và Takebe tái tạo thành công vách tế bào trần cây thuốc lá
và mở rộng ra khả năng lai các giống khác nhau của cùng một loài
thực vật và tái sinh cây mới bằng các kỹ thuật dung hợp tế bào
trần.
16
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
1980 –
1992
Sử dụng kỹ thuật gen vào việc nghiên cứu và lai tạo nhiều loại
thực vật khác nhau.
Và kết quả cho đến nay, các kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật vẫn đang phát
triển và được áp dụng mạnh mẽ vào thực tiễn chọn giống, nhân giống cây trồng; sản
sạch bệnh và tốt nhất là chọn cây trồng trong nhà kính hoặc trong phòng tăng trưởng
Kết quả nhân giống tốt nhất có thể đạt được khi mẫu cấy được lấy vào thời điểm
sinh trưởng mạnh nhất của cây mẹ.
Mục tiêu của việc khử trùng mẫu cấy là thu được một lượng lớn các mẫu cấy vô
trùng và vẫn có khả năng sinh trưởng. Khử trùng bề mặt bao gồm rửa mẫu và khử
trùng mẫu cấy.
Mẫu thu được phải rửa dưới vòi nước từ 30 phút – 2 giờ, sau đó rửa mẫu bằng
xà phòng sẽ làm giảm đáng kể nguồn lây nhiễm trên mẫu cấy.
Mẫu sau khi rửa sách sẽ được ngâm chìm trong dung dịch khử trùng để khử các
nguồn lây nhiễm trên bề mặt mẫu cấy. Dung dịch thường sử dụng để khử trùng mẫu là
hupochloride sodium 0,5 – 5,25% , cồn, hupochlorite calcium, oxy già, nitrate bạc,
dung dịch bromie, clorur thủy ngân. Khi thêm Tween 20 vào dung dịch khử trùng thì
sẽ làm tăng hiệu quả khử trùng vì làm giảm sức căng bề mặt giữ nước và mô thực vật
như vậy bề mặt mẫu tiếp xúc với chất khử trùng tốt hơn.
Sau khi khử trùng, mẫu cấy phải được rửa lại vài lần với nước cất vo trùng trong
tủ cấy để sửa sạch các chất khử trùng còn bám trên bề mặt mẫu, những phần bị tổn
thường phải cắt bỏ, đồng thời mẫu cấy phải được cắt theo kích thước thích hợp.
18
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
Mẫu thực vật thường bị nhiễm bên trong và có thể được khử trùng bằng cách bổ
sung benomyl hoặc benlate 10mg/l trong môi trường nuôi cấy hoặc xử lý mẫu bằng các
chất này trước khi khử trùng.
Mẫu cấy của vài loài thực vật có thể hóa nấu haowjc đen sau vài ngày kể từ khi
bắt đầu nuôi cấy. Khi bị hóa nâu thì sự tăng sinh của mẫu sẽ bị ức chế và lâu ngày mẫu
sẽ chết. Hiện tượng hóa nâu này xảy ra khi trong mẫu cấy có chứa một lượng lớn tanin
haowjc các hợp chất hydroxyphenol. Các mô non thường ít bị hóa nâu hơn mô trưởng
thành hay mô già. Hiện tượng hoại tử hoặc hóa nâu là do hoạt động của enzyme
oxidase có nhân Cu( ví dụ như polyphenoloxidase và tryoxidase), nó được tổng hợp và
và các chất hữu cơ khác.
1.2.3.2. Nhân giống in vitro
Đây là giai đoạn quan trọng trong việc nhân giống cây trồng bằng phương pháp
nuôi cấy mô tế bào thực vật nhằm mục đích tăng sinh khối thể nhân giống. Vật liệu
nuôi cấy là những thể chồi, môi trường nuôi cấy thông thường giống với môi trường
tạo thể chồi, đôi khi nồng độ chất sinh trưởng giảm thấp cho phù hợp với quá trình
nhân giống kéo dài. Cây nhân giống in vitro có trạng thái sinh lý trẻ và được duy trì
trong thời gian vô hạn.
1.2.3.3. Tái sinh cây hoàn chỉnh in vitro
Ở giai đoạn này cây non được tạo ra hoàn chỉnh có đầy đủ thân, lá và rễ chuẩn
bị chuyển ra vườn ươm cây. Cây con phải khỏe mạnh nhằm nâng cao sức sống khi ra
môi trường bình thường. Các chất có tác dụng tạo chồi được loại bỏ, thay vào đó là các
chất kích thích quá trình tạo rễ. điều kiện nuôi cấy tương tự với điều kiện tự nhiên bên
ngoài, một thước thuần hóa trước khi được tách ra khỏi điều kiện in vitro. Sự ra rễ phụ
thuộc vào nhiều yếu tố: hàm lượng auxin nội sinh, tỷ lệ C/N, ánh sáng, sự trẻ hóa của
20
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
mẫu, kiểu di truyền. Người ta thường bổ sung auxin để kích thích quá trình ra rễ in
vitro.
1.2.3.4. Chuyển cây con in vitro ra vườn ươm
Đây là giai đoạn khó khăn nhất trong quá trình nhân giống vô tính. Cây in vitro
nuôi cấy trong điều kiện ône định về dinh dưỡng, ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm Nên khi
chuyển ra đất, với điều kiện tự nhiên hoàn toàn khác hẳn như dinh dưỡng thấp, ánh
sáng vcó cường độ mạnh, nhiệt độ cao, ẩm độ thấp, cây con dễ dàng bị stress, dễ mất
nước và mau héo.
Để tránh tình trạng này, vườn ươm cây cấy mô phải mát, cường độ chiếu sáng
thấp, nhiệ độ không khí mát, ẩm độ cao cây non thường được cấy trong luống ươm
cây có cơ chất dễ thoát nước, tơi xốp, giữ được ẩm, trong những ngày đầu cần phải
giảm tính đề kháng của thành tế bào bởi sự hấp thu ion K
+
.
Auxin tác động lên các quá trình chuyển hóa, đặc biệt nhất là sự tổng hơp ARN
ribosome.
Auxin kích thích sự phân chia tế bào một cách đặc biệt trong quá trình hình
thành mô sẹo và sự hình thành rễ bất định. Auxin cũng ức chế sự phát triển của chồi
nách và sự hình thành phôi sinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy mô sẹo.
Tất cả cây trồng đều tổng hợp auxin tùy theo giai đoạn phát triển của chúng.
Auxin được tổng hợp ở lá non, trong các chồi đang hoạt động, ở phát hoa, ở các quả
còn non và lưu thông từ đỉnh xuống phía dưới với một sự phân cực được nhìn thấy rõ
trên các cơ quan thực vật còn non. Nhưng trong quá trình vận chuyển này, chúng bị
oxy hóa do các hoạt động của các enzyme auxin-oxidase, điều này cho thấy nồng độ
auxin luôn cao hơn ở những vùng tổng hợp ra chúng.
1.2.4.2. Cytokinin
22
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
Cytokinin (gồm Kinetin, IBA, Zeatin và 2-iP) được phát hiện sau auxin và
gibberellin. Người ta biết rằng trong môi trường nuôi cấy, việc bổ sung cytokinin sẽ
tạo điều kiện thuận lợi cho sự phân chia tế bào và hình thành chồi. Cytokinin là các
hợp chất adenin được thay thế, có 2 nhóm cytokinin nội sinh được biết đến là Zeatin và
IBA, ngoài ra còn có 2 nhóm cytokinin tổng hợp được sử dụng nhiều nhất trong môi
trường nuôi cấy mô thực vật là Kinetin và BAP.
Cytokinin có vai trò trong sự tạo cơ quan thực vật, chúng kích thích mạnh mẽ
sự thành lập chồi non, ngược lại chúng là chất đối kháng với sự tạo rễ.
Cytokinin kích thích quá trình chuyển hóa, bảo vệ các chất chuyển hóa chống
lại tác dụng của enzyme phân giải, làm chậm quá trình lão hóa.
Các chồi nách được xử lý bằng cytokinin sẽ phát triển và cạnh tranh với các
quan thực vật bị chấn thương.
1.2.4.5. Abscisic acid
Abscisic acid (ABA), một loại hormone thực vật gây nên sự rụng lá và quả cũng
như sự miên trạng thường được sử dụng trong nuôi cấy phôi.
Hoạt động trên sự thẩm thấu của tế bào đối với ion potassium ( K
+
), do tác động
này nó đã ảnh hưởng trên sự đóng các lỗ khí khổng của lá.
Khi áp dụng trên các cây ngắn ngày được nuôi cấy bằng chu kỳ sáng thích hợp,
nó có thể hoàn toàn (như cây Volubilis) hoặc từng phần bị ức chế (như cây
Chenopodium rubrum) thậm chí kích thích sự ra hoa (như cây Plumbago). Áp dụng
trên các cây dài ngày, nó có thể ức chế sự ra hoa trong chu kỳ sáng thuận lợi chẳng hạn
như cây Equinard , Lolium tenmulentum).
24
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Hoài An
Khoa MT&CNSH 08CSH2
Trong nuôi cấy mô, acid abscisic ít được sử dụng, một phần tùy theo loại cây và
phần khác tùy các điều kiện nuôi cấy, chất này sẽ gây nên các phản ứng rất khác nhau
và giải thích một cách khó khăn.
Tóm lại, trong nuôi cấy in vitro, sự chế ngự của kỹ thuật sẽ vượt qua các sự cân
bằng giữa chất điều hòa với nhau và trong số đó có hai chất chính mà vai trò tạo cơ
quan là cơ bản: auxin và cytokinin. Theo Skoog:
ü Nếu tỷ lệ auxin/cytokinin cao, người ta thu được chức năng sinh tạo rễ. Nếu tỉ
lệ auxin/cytokinin thấp, mô sẽ phát triển về phía chức năng sinh tạo thân.
ü Nếu tỉ lệ này gần một đơn vị người ta sẽ thu được sinh tạo mô sẹo.
1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình hình thành và phát triển của cây
nuôi cấy in vitro
Trong điều kiện nuôi cấy in vitro, các yếu tố ảnh hưởng lên sự phát triển của cây
bao gồm các yếu tố hóa học lẫn vật lý.