i
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khoá học Thạc sĩ tại trường Đại học Lâm nghiệp, được sự
đồng ý của Lãnh đạo Nhà trường, Khoa Đào tạo sau Đại học, Khoa Lâm học, Trung
tâm Giống và Công nghệ sinh học đã cho phép tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu kỹ
thuật nhân giống Song mật (Calamus platyacanthus Warb Ex. Becc) bằng phương
pháp nuôi cấy in vitro” dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Hà Văn Huân – Trung
tâm Giống và CNSH, Khoa Lâm học, trường Đại học Lâm nghiệp.
Trong quá trình thực tập làm luận văn tốt nghiệp, tôi nhận được sự giúp
đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi của lãnh đạo Trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa Đào
tạo sau Đại học, Khoa Lâm học, Trung tâm Giống và Công nghệ sinh học. Đặc biệt, tôi
xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Hà Văn Huân, người đã định hướng nghiên
cứu và tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành
khoá luận.
Xin chân thành cảm ơn ThS. Vũ Thị Huệ, Chủ nhiệm đề tài cấp Bộ “Nghiên
cứu tạo cây con Song mật (Calamus platyacanthus Warb. Ex becc) bằng kỹ thuật
nuôi cấy in vitro”, đã cho phép tôi tham gia trực tiếp vào toàn bộ các nội dung
nghiên cứu thực nghiệm cuả đề tài và được phép sử dụng một phần kết quả của đề
tài để báo cáo trong luận văn tốt nghiệp này. Xin chân thành cảm ơn ThS Hồ Văn
Giảng - Giám đốc Trung tâm Giống và Công nghệ sinh học, ThS Nguyễn Thị Hồng
Gấm đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi và có nhiều đóng góp quý báu cho tôi trong
suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo, cán bộ thuộc: Trung tâm Giống và
CNSH, Khoa Lâm học, Khoa Đào tạo sau Đại học đã tận tình truyền đạt những kiến
thức chuyên môn, kinh nghiệm nghiên cứu khoa học và tạo mọi điều kiện thuận lợi
cho tôi. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp, gia đình và
người thân đã luôn ủng hộ, động viên, giúp tôi vượt qua các khó khăn trong suốt
quá trình học tập và công tác.
Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
1.2. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu ..................................................... 11
1.2.1. Tổng quan về Song mây ............................................................... 11
1.2.2. Tổng quan về Song mật .................................................................. 12
1.2.3. Một số nghiên cứu nhân giống Song mật. ..................................... 13
Chương 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................. 17
2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 17
iii
2.2.1. Nghiên cứu kỹ thuật tạo mẫu sạch in vitro .................................... 17
2.2.2. Nghiên cứu kỹ thuật tạo cụm chồi in vitro..................................... 17
2.2.3. Nghiên cứu kỹ thuật nhân nhanh và kích thích tăng trưởng chồi .. 18
2.2.4. Nghiên cứu kỹ thuật tạo rễ ............................................................. 18
2.2.5. Nghiên cứu kỹ thuật chăm sóc cây in vitro ở nhà lưới/vườn ươm 18
2.3. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 18
2.3.1. Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật tạo mẫu sạch in vitro ............... 18
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật tạo cụm chồi in vitro ............... 19
2.3.3. Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật nhân nhanh và kích thích tăng trưởng
chồi............................................................................................................ 22
2.3.4. Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật tạo rễ........................................ 24
2.3.5. Nghiên cứu kỹ thuật chăm sóc cây in vitro ở nhà lưới/vườn ươm 25
2.3.6. Phương pháp thu thập, xử lý số liệu ............................................... 26
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 29
3.1. Kết quả nghiên cứu kỹ thuật tạo mẫu sạch in vitro .............................. 29
3.2. Kết quả nghiên cứu tạo cụm chồi ......................................................... 32
3.2.1. Ảnh hưởng của đường kính gốc chồi măng làm vật liệu tạo cụm
chồi ........................................................................................................... 32
3.2.2. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy in vitro đến khả năng tạo cụm
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt
Nghĩa đẩy đủ
BAP
6- Benzyl amino purine
Cs
Cộng sự
CTNC
Công thức nghiên cứu
CTTN
Công thức thí nghiệm
CNSH
Công nghệ sinh học
ĐC
Đối chứng
Murashige & Skoog 1962 (Môi trường MS 1962)
MS*
Môi trường MS cải tiến
NAA
Naphtyl acetic acid
NaOCl
Natri hypoclorit
TB
Trung bình
TN
Thí nghiệm
% w/v
Phần trăm khối lượng trên thể tích
% v/v
Phần trăm thể tích trên thể tích
2.9
Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng đến khả năng nhân
nhanh chồi
Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng đến khả năng nhân
nhanh chồi
Ảnh hưởng của chất điều hòa sinh trưởng đến khả năng ra rễ
2.10 Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến khả năng ra rễ .
2.11
2.12
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
Ảnh hưởng của thành phần phối trộn trong ruột bầu đến khả
năng sống và sinh trưởng của cây in vitro tại vườn ươm
Ảnh hưởng của chế độ che sáng trong vườn ươm đến khả năng
sống và sinh trưởng của cây
Kết quả tạo mẫu sạch in vitro từ chồi măng Song mật
Kết quả ảnh hưởng của đường kính gốc chồi măng đến khả năng
tạo cụm chồi
Kết quả ảnh hưởng phối hợp các chất ĐHST đến khả năng tạo
cụm chồi
Kết quả ảnh hưởng của loại môi trường dinh dưỡng đến khả
3.12
Kết quả ảnh hưởng của thành phần ruột bầu đến khả năng sống
và sinh trưởng của cây in vitro tại vườn ươm.
Kết quả ảnh hưởng của độ che sáng trong vườn ươm đến khả
năng sống sống sinh trưởng của cây
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
TT
Tên hình
3.1
Biểu đồ ảnh hưởng của công thức khử trùng đến tỷ lệ mẫu sạch
và tỷ lệ mẫu sạch nảy mầm
Chồi măng trước khi vào mẫu
Chồi măng nảy mầm
Biểu đồ ảnh hưởng của đường kính gốc chồi măng đến đến khả
năng tạo cụm chồi in vitro
Chồi măng tạo cụm chồi
Biểu đồ ảnh hưởng của chất ĐHST đến khả năng tạo cụm chồi
Cụm chồi Song mật in vitro trong môi trường Ph8 (A), Ph4 (B)
và Ph9 (C)
Biểu đồ ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến khả năng
tạo cụm chồi
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
3.22
3.23
Trang
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Ở nước ta, lâm sản ngoài gỗ có vai trò đặc biệt quan trọng đối với phát triển
kinh tế - xã hội của đất nước. Song mật là một trong những loài cây lâm sản ngoài
gỗ có giá trị kinh tế cao. Nghề gây trồng, chế biến và kinh doanh các sản phẩm từ
Song mây, trong đó có Song mật, đã tạo ra nhiều việc làm tăng thu nhập, cải thiện
đời sống cho người dân. Trong những năm gần đây, việc khai thác Song mật tự
nhiên diễn ra quá mức, bất hợp lý làm cho khu phân bố cũng như sản lượng ngày
càng suy giảm, nhiều nơi đã mất giống. Nguồn Song mật nguyên liệu tự nhiên
không còn đủ đáp ứng cho các cơ sở sản xuất để tạo thành các sản phẩm phục vụ
cho nhu cầu sử dụng trong nước và xuất khẩu. Vì vậy, hàng năm chúng ta phải nhập
khẩu một lượng lớn nguyên liệu từ nước ngoài.
Hiện nay, nhiều địa phương đang có các chương trình mở rộng diện tích trồng
hoa,...
Các bước tiến hành nhân giống từ mô và cơ quan tách rời như sau:
+ Chọn cây mẹ để lấy mẫu mô và cơ quan nuôi cấy thích hợp;
+ Chọn mẫu thích hợp: lá bánh tẻ, cành bánh tẻ, đầu rễ non;
+ Khử trùng mẫu với chế độ khử trùng thích hợp đối với từng loại mô và cơ
quan cụ thể;
+ Cấy mẫu sạch đã khử trùng vào môi trường vào mẫu thích hợp đối với từng
lọai mô, cơ quan của từng loại cây nuôi cấy. Sau một thời gian nhất định từ các mẫu
mô và cơ quan nuôi cấy sẽ hình thành nên các chồi hoặc cụm chồi;
+ Nhân nhanh các chồi hình thành bằng môi trường nhân nhanh chồi thích hợp
đối với từng loại cây;
+ Cấy chồi cây vào môi trường tạo rễ thích hợp để tạo cây hoàn chỉnh;
Nhu cầu dinh dưỡng khi nuôi cấy các bộ khác nhau của cây rất khác nhau có thể
thấy một số yêu cầu chung như nguồn các bon dưới dạng đường và các muối của
các nguyên tố đa lượng (nitơ, photpho, kali, canxi và vi lượng (Mg, Fe, Mn, Zn,
Co...). Ngoài ra cần một số chất vô cơ đặc biệt như vitamin (B1, B6, axit nicotinic)
và các chất điều hòa sinh trưởng. Muốn duy trì sinh trưởng và phát triển của cơ
quan nuôi cấy cần thường xuyên chuyển sang môi trường mới [7,12,14,17].
Đối với nuôi cấy mô, ngoài những thành phần dinh dưỡng như đối với nuôi cấy
cơ quan tách rời, cần bổ sung thêm các chất hữu cơ chứa ít nitơ dưới dạng axit
amin, đường, rượu và inositol. Trong trường hợp nuôi cấy mô, các chất điều hòa
3
sình trưởng có vai trò quan trọng hơn vì các mô tách rời không có khả năng tổng
hợp các chất này.
Nhân giống từ mô và cơ quan tách rời được thực hiện bằng hai cách:
+ Nuôi cấy mô phân sinh và đỉnh sinh trưởng.
4
Nhân giống vô tính in vitro bằng cách tái sinh cây hoàn chỉnh trực tiếp từ mẫu
vật ban đầu thì không những nhanh chóng thu được các cây mà các cây cũng khá
đồng nhất về mặt di truyền. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp mô nuôi cấy không
tái sinh ngay mà phát triển thành khối mô sẹo, sau đó từ mô sẹo mới hình thành
chồi và từ đó mới tạo thành cây hoàn chỉnh
Các bước tiến hành nhân giống qua giai đoạn tạo mô sẹo như sau:
- Các bước chọn cây mẹ, chọn bộ phận làm mẫu nuôi cấy và khử trùng mẫu cũng
giống như phương thức nhân giống từ mô và cơ quan tách rời. Ở phương thức nhân
giống qua giai đoạn tạo mô sẹo thì sau khi cấy mẫu sạch đã khử trùng vào môi
trường nuôi cấy, sau một thời gian các mô và cơ quan nuôi cấy sẽ phát sinh tạo ra
mô sẹo;
- Nhân nhanh để tạo ra khối lượng mô sẹo bằng môi trường thích hợp;
- Dưới tác dụng của các chất điều hòa sinh trưởng và các yếu tố của môi trường
nuôi cấy thì các cấu trúc hình thái,( chồi, rễ ..) được hình thành từ khối mô sẹo.
Nhân giống qua giai đoạn mô sẹo có ưu điểm là hệ số nhân nhanh rất cao,
thông qua giai đoạn tạo mô sẹo có thể thu được những cá thể sạch virus như thí
nghiệm của Kehr và Schaffer (1976) trên đối tượng tỏi, qua mô sẹo có thể chọn
dòng tế bào kháng bệnh ở lúa, chịu muối ở thuốc lá, chịu hạn của cây lúa cạn, cây
bông hay nuôi cấy bảo tồn các cây có giá trị làm thuốc như cây thanh hao hoa vàng,
cây thông đỏ... hoặc nhân nhanh một số cây trồng như giống mía, phong lan
[7,12,14,17].
Hạn chế của phương thức nhân giống này ở chỗ: tế bào mô sẹo khi cấy chuyển
nhiều lần sẽ không ổn định về mặt di truyền, vì khi mô cấy chuyển nhiểu lần thường
hình thành các tế bào đa bội và lệch bội, ngoài ra có thể mất các yếu tố di truyền
[7,12,14,17]. Để khắc phục, người ta sử dụng tế bào mô sẹo sơ cấp (vừa phát sinh)
hy vọng thu được cây tái sinh đồng nhất.
tạo phôi soma và hạt nhân tạo như: cần tây, rau diếp, linh lăng, hoa ly, cúc, địa lan,
hồng môn... [11,12]
2.Các giai đoạn chính trong quá trình nhân giống in vitro.
Quá trình nhân giống in vitro được chia ra 5 giai đoạn chính như sau:
- Giai đoạn 1: Chuẩn bị cây mẹ
Cây mẹ là cây cho nguồn mẫu nuôi cấy và giai đoạn này coi như là một bước
thuần hóa vật liệu để nuôi cấy. Cây mẹ phải sạch bệnh, đặc biệt là bệnh virus và ở
giai đoạn sinh trưởng mạnh. Thông thường, cây mẹ là cây ưu việt, có những tính
trạng tốt, đạt tiêu chuẩn của các nhà chọn giống hoặc là những đối tượng đang có
nguy cơ bị tuyệt chủng. Cây mẹ được đưa ra khỏi nơi phân bố tự nhiên của nó rồi
trồng trong điều kiện thích hợp để chăm sóc và phòng bệnh trước khi lấy mẫu. Như
vậy sẽ hạn chế được tỷ lệ mẫu nhiễm, tăng khả năng sống và sinh trưởng của mẫu
cấy, đồng thời chủ động được nguồn mẫu trong công tác nhân giống [7,12,14,17].
- Giai đoạn 2: Tạo vật liệu khởi đầu
Các chồi mới từ các mẫu vật đã được khử trùng và được nuôi cấy trong môi
trường thích hợp. Giai đoạn này cần đảm bảo các yêu cầu: tỷ lệ nhiễm thấp, tỷ lệ
6
sống cao, mô tồn tại và sinh trưởng tốt. Kết quả của giai đoạn này phụ thuộc vào
việc chọn bộ phận nuôi cấy cho nên khi lấy mẫu cấy cần chọn đúng loại mô, đúng
giai đoạn phát triển của cây. Theo Bhatt thì mô lấy từ cây non có khả năng tái sinh
cao hơn các mô của cây trưởng thành (Bhatt, 1979). Hạt cũng là đối tượng được ưu
tiên trong nuôi cấy in vitro bằng cách phá ngủ nghỉ của hạt và tạo điều kiện cho hạt
nảy mầm ngay trong ống nghiệm. Đối với mẫu dễ bị hóa nâu khi nuôi cấy có thể bổ
sung vào môi trường than hoạt tính hay ngâm mẫu trước khi cấy vào axit xitric (25 150 mg/l) [7,12,14,17].
Chọn đúng phương pháp khử trủng sẽ đưa lại tỷ lệ sống cao và trong môi
trường dinh dưỡng thích hợp mẫu cấy sẽ đạt được tốc độ sinh trưởng nhanh nhất.
Giai đoạn này thường kéo dài 4 - 6 tuần lễ.
- Giai đoạn 5: Đưa cây ra trồng ở ngoài tự nhiên
Đây là giai đoạn chuyển dần cây con từ ống nghiệm ra nhà kính rồi ra ngoài
trời để tạo điều kiện cho cây con tự dưỡng hoàn toàn và thích nghi dần với môi
trường tự nhiên. Khi cây con cứng cáp và đủ tiêu chuẩn thì mang trồng. Đây là
bước quyết định khả năng ứng dụng quy trình này trong thực tiễn sản xuất.
Để đưa cây từ ống nghiệm ra môi trường tự nhiên bên ngoài đạt tỷ lệ sống cao
cần đảm bảo một số yêu cầu sau:
+ Cây trong ống nghiệm đạt những tiêu chuẩn hình thái nhất định (số lá, số rễ,
chiều cao cây)
+ Có giá thể tiếp nhận cây in vitro thích hợp: giá thể tơi xốp, thoát nước;
+ Phải giữ ẩm cho cây khi mới đưa từ ống nghiệm ra, cần duy trì độ ẩm trên 50%
để cây con không mất nước trong 2 - 3 tuần lễ, tránh ánh sáng quá mạnh làm cháy
lá, tránh nhiễm vi khuẩn và nấm gây hiện tượng bị thối nhũn. Điều kiện môi trường
trong giai đoạn này rất quan trọng, cần tạo điều kiện cho bộ rễ phát triển, cứng cáp
và phòng bệnh cho cây [7,12,14,17].
3. Những vấn đề trong nhân giống in vitro
3.1. Sự nhiễm mẫu
Mẫu cấy được sống trong điều kiện môi trường tự nhiên nên có rất nhiều mầm
bệnh. Mặc dù trước khi cấy, mẫu cấy được khử trùng nhưng thường chỉ diệt được
các vi sinh vật như nấm, vi khuẩn trên bề mặt mẫu cấy. Có thể dùng một số chất
kháng sinh để diệt vi khuẩn và nấm, song cũng chính các chất này có thể gây hại
cho mẫu cấy.
3.2. Sản sinh chất độc từ mẫu nuôi cấy
Mẫu mới cấy hay bị hóa nâu, hóa đen rồi chết là hiện tượng thường gặp.
Nguyên nhân của hiện tượng này là do có chứa nhiều tanin hay Hydroxyphenol
trong mẫu cấy đã già. Để khắc phục hiện tượng này người ta thường áp dụng mấy
phương pháp sau:
- Bổ sung than hoạt tính vào môi trường nuôi cấy (0,1-0,3%) hoặc PolyVinyl
Pyrolidone (PVP). Vài giờ trước khi cấy, ngâm mẫu vào dung dịch chứa các chất có
tác dụng ngăn chặn oxy hóa Phenol như Axit Ascobic, Axit chanh;
bưởi; Cây công nghiệp: mía, cà phê, thuốc lá; Cây lâm nghiệp: bạch đàn, keo, hông,
tếch, thông, tùng, sưa, dó bầu, lõi thọ, Xoan ta, Song mật; (2) Các loài cây dược liệu
quý hiếm như: sâm ngọc linh, trinh nữ hoàng cung, lan kim tuyến, hoàn ngọc; (3)
Các loài cây có khả năng tái sinh sinh tự nhiên thấp (Thông đỏ, Thủy tùng).
Các kết quả nhân giống cây trồng tiêu biểu
Các cán bộ khoa học thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới-Viện Khoa học và Công
nghệ Việt Nam, sau nhiều năm nghiên cứu đã thu được nhiều kết quả quan trọng
trong lĩnh vực công nghệ tế bào thực vật, như: Đã hoàn thiện được nhiều quy trình
9
công nghệ nhân nhanh, phục tráng giống, làm sạch vi rút đối với nhiều giống cây
trồng nông- lâm nghiệp, cây dược liệu có giá trị cao, như: Cây khoai lang, khoai
mỡ, măng cụt, chanh không hạt, cây sung Mỹ, hồ tiêu, điều, cây Paulownia, cây tre,
dó bầu, xoan chịu hạn, lõi thọ, keo lai, lát Mêhicô, phong lan, hồng môn, cẩm
chướng, đồng tiền, cây xả, trinh nữ hoàng cung, sâm Ngọc linh. Điển hình là Viện
đã triển khai ứng dụng sản xuất giống khoai tây bằng củ bi và đã cung cấp gần
400.000 củ bi giống cho vùng sản xuất Đà Lạt; Xây dựng thành công quy trình kỹ
thuật nhân giống chuối (Cavendish Sp.) bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro và đã được
đưa vào sản xuất trên quy mô công nghiệp, mỗi năm cung cấp hàng triệu cây giống
chuối nuôi cấy mô cho sản xuất; Ngoài ra, Viện cũng đã cung cấp một số lượng lớn
cây giống như hoa phong lan, đồng tiền, hông, nghiến, xoan chịu hạn và một số
giống tre cho thị trường.
Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Hoa, Cây cảnh - Viện Nghiên cứu Rau
quả cũng xây dựng thành công hơn 30 quy trình kỹ thuật nhân giống, trồng và
chăm sóc hoa thương phẩm điển hình là: Quy trình kỹ thuật nhân giống hoa lan Hồ
Điệp trên quy mô công nghiệp, quy trình này đã được chuyển giao áp dụng cho 11
tỉnh, thành trong cả nước, góp phần đưa công nghệ sản xuất hoa ở Việt Nam tiếp
cận với các nước trong khu vực; Quy trình sản xuất hoa lily áp dụng cho các tỉnh
hàng năm cho Trung tâm từ 2,5-4 tỷ đồng, đồng thời tạo nhiều việc làm cho người
dân trong và ngoài tỉnh.
5. Ý nghĩa của kỹ thuật nuôi cấy mô - tế bào thực vật
Sự ra đời của kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật đã mang lại ý nghĩa vô
cùng to lớn. Nó đã chứng minh được tính toàn năng của tế bào thực vật. Kỹ thuật
nuôi cấy mô tế bào thực vật góp phần giải quyết vấn đề lý luận và thực tiễn, đặc biệt
là lĩnh vực nghiên cứu quá trình phát sinh hình thái ở nhiều thực vật từ mức độ tế
bào đến cấu trúc mô.
Nuôi cấy mô tế bào thực vật in vitro được xem là một trong những giải pháp
công nghệ mới có ý nghĩa khoa học trong công nghệ sinh học. Trên các môi trường
nhân tạo, từ các mô hay tế bào thực vật sẽ phân chia, phân hóa và phát triển thành
cây hoàn chỉnh. Đây là một kỹ thuật sinh học hiện đại và là một phương pháp nhân
giống hữu hiệu nhất trong các phương pháp nhân giống vô tính.
Những ưu việt của phương pháp nhân giống này là:
+ Tạo ra quần thể cây con đồng đều, giữ nguyên đặc tính của cây mẹ
+ Có hệ số nhân giống cao (trong một thời gian ngắn có thể tạo ra số lượng lớn
cây giống chất lượng cao);
+ Cây giống có hình thái đồng đều, sạch bệnh;
+ Cây con được tạo ra bằng nuôi cấy mô được trẻ hóa cao độ;
+ Sản xuất cây giống bằng phương pháp nuôi cấy mô-tế bào thực vật không cần
nhiều diện tích, không phụ thuộc vào mùa vụ, thời tiết;
+ Thuận tiện và làm hạ giá thành vận chuyển (một thùng 40.000 cây dâu tây chỉ
nặng 15 kg). Việc bảo quản cây giống cũng thuận lợi. Các cây giống giữ ở nhiệt độ
40C trong hàng tháng vẫn cho tỷ lệ sống đến 95% [7,12,14,17].
11
2. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu
2.1. Tổng quan về Song mây
vùng phía Nam, trong đó có 19 loài có giá trị thương mại quan trọng và 18 loài khác
được người dân sử dụng tại địa phương. Các loài Song mây có giá trị thương mại
12
cao tập trung chủ yếu ở đảo Hải Nam và tỉnh Vân Nam. Ngay từ đầu những năm
1980, hàng năm Trung Quốc thu được khoảng 4.000 – 7.000 tấn Song mây nguyên
liệu tự nhiên, trong đó có khoảng 4.000 tấn từ đảo Hải Nam và khoảng 2.000 tấn từ
tỉnh Vân Nam (chiếm 90% sản lượng của cả nước). Do tốc độ phát triển kinh tế xã
hội nhanh, nhu cầu của dân về các sản phẩm làm từ Song mây ngày càng tăng, dẫn
đến việc khai thác quá mức. Đến nay nguồn Song mây tự nhiên ở Trung Quốc hầu
như đã bị cạn kiệt.
Indonesia có khoảng 300 loài, trong đó những loài quan trọng dùng cho xuất khẩu
là C. manna, C. trachycoleus, C. caesius, C. inops và C.scopionum. Từ những năm
1985, nước này đã sản xuất được 575.000 tấn Song mây nguyên liệu. Indonesia là nước
cung cấp Song mây nguyên liệu lớn nhất (khoảng 90%) trên thị trường thế giới.
Ngoài ra, Song mây còn tập trung ở một số quốc gia khác, như: Thái Lan
(khoảng 50 loài), Philippines (khoảng 60 loài) và Ấn Độ (khoảng 46 loài).
Trong những năm gần đây sản lượng Song mây bị giảm sút đáng kể do rừng
nhiệt đới bị tàn phá nặng nề. Hiện nay, vấn đề gây trồng Song mây thương mại
không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến việc làm và mức sống của người dân vùng trồng
Song mây mà có khuynh hướng ảnh hưởng tới các nước khác có liên quan trong
khu vực. Thực vậy, việc trồng Song mây thương mại ở các nước thuộc khu vực
Đông Nam Á đã trở thành một trong những yếu tố làm tăng sự phụ thuộc lẫn nhau
giữa các quốc gia. Ví dụ như Indonesia là nước có sản lượng Song mây nguyên liệu
lớn nhất thế giới đã đưa ra chính sách cấm xuất khẩu Song mây nguyên liệu, chỉ
xuất khẩu những sản phẩm đã qua chế biến. Chính sách này nhằm mục đích tăng
việc làm cho người dân và tăng giá trị của sản phẩm. Mặt khác, nó cũng giúp cho
việc bảo tồn nguồn Song mây khỏi bị khai thác quá mức. Song chính sách này đã
tích lợi ích kinh tế của việc gây trồng Song mây (Yin Guangtian et al., 1993). Các
nghiên cứu về nguồn tài nguyên di truyền xác định những loài có giá trị thương mại
đã được tiến hành ở nhiếu quốc gia như: Bangladesh, Trung Quốc, Ấn Độ,
Indonesia, Lào, Malaysia, Myanma, Nepal, Philippine và Thái Lan (Ramanatha
Rao., 1999) nhằm mục đích xác định số lượng, khu vực phân bố, vùng gây trồng
phù hợp. Ngoài ra còn có một số nghiên cứu ở Thái Lan về phân tích đa dạng di
truyền bằng các phương pháp phân tích phân tử (isozyme, RAPD, RFLP, AFLP…)
(Hong et al., 2002).
Do nguồn Song mây nguyên liệu tự nhiên ngày càng suy kiệt, nguồn hạt giống
khan hiếm, nên việc áp dụng kỹ thuật nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy in
vitro đang được xem là một giải pháp hữu hiệu để giải quyết vấn đề tồn tại trên.
Các nghiên cứu về nhân giống Song mây in vitro đã được tiến hành từ rất sớm,
tiêu biểu là các nghiên cứu của các tác giả: Patena (1984), Umali- Garcia (1985),
Barb (1985), Yusoff (1985), Gunawan (1989) và Dekkers (1989).
Kết quả các nghiên cứu trên đã chỉ ra rằng trong nuôi cấy in vitro các loài
Song mây, vật liệu dùng để nuôi cấy là nhân tố quan trọng quyết định đến sự thành
công. Vật liệu dùng để nuôi cấy rất đa dạng như: phôi hạt, vùng cổ chồi, đỉnh chồi,
mảnh lá, cuống lá, bẹ cây con, chóp rễ, … Tùy từng loài mà lựa chọn vật liệu nuôi
14
cấy thích hợp. Cụ thể: đối với loài C. tetradactylus dùng phôi và đỉnh chồi, loài C.
obvoideus dùng vùng cổ của cây con, còn đối với loài C. egregious dùng phôi hạt
để nuôi cấy là phù hợp nhất. Nhìn chung, phôi hạt và vùng cổ rễ của cây non là vật
liệu tốt nhất cho nhân giống in vitro của nhiều loài Song mây (Zeng el al., 1999).
Năm 1985, Umali - Garcia đã lấy đỉnh chồi của 3 loài mây thuộc chi Calamus
làm vật liệu nuôi cấy. Đỉnh chồi được cấy vào môi trường cảm ứng tạo mô sẹo, cho
mô phát triển thành cụm chồi, sau đó tách chồi cấy vào môi trường thúc rễ để tạo
cây con hoàn chỉnh. Năm 1989, Yuoff và Manokaran đã tạo được mô sẹo từ phôi
nghiên cứu về nhân giống Song mây bằng phương pháp nuôi cấy in vitro, đã hoàn
thiện được quy trình nhân giống cho 3 loài C. simlicifolius, D. margaritae và D.
jenkinsiana. Các quy trình công nghệ nhân giống này hoàn toàn đáp ứng được yêu
cầu của sản xuất ở quy mô công nghiệp.
1.2.3.2. Các nghiên cứu trong nước
Ở nước ta trong những năm gần đây việc ứng dụng công nghệ nhân giống in
vitro đã thành công ở một số loài cây trồng rừng phổ biến như: Bạch đàn cao sản,
Keo lai, Dó trầm, Tếch, Hông,… Nhiều cơ sở nghiên cứu và sản xuất đã áp dụng
công nghệ này để sản xuất cây con ở quy mô công nghiệp nhằm chủ động cung cấp
nguồn cây con chất lượng cao phục vụ trồng rừng sản xuất đang có nhu cầu rất lớn.
Tuy nhiên, đối với những loài cây bản địa và cây đặc sản rừng có giá trị kinh
tế cao nói chung, đặc biệt cho Song mật nói riêng, vẫn chưa nghiên cứu đầy đủ.
Việc ứng dụng kỹ thuật nhân giống in vitro đối với các loài cây này còn rất mới mẻ
và nhiều hạn chế, mới chỉ được tiến hành một cách đơn lẻ ở một số cơ sở nghiên
cứu trong phạm vi phòng thí nghiệm và mang tính thăm dò là chính.
Thí nghiệm về khả năng nảy mầm của hạt với các biện pháp tác động khác
nhau như: hoá chất, nhiệt độ, cơ học đã được tiến hành (Trần Quang Việt, 1994; Vũ
Văn Dũng và Lê Huy Cường, 1996; Nguyễn Quang Khải, 1998), trong đó việc xử
lý bằng cạy nắp rốn hạt của tác giả Nguyễn Quang Khải đã rút ngắn đáng kể thời
gian bắt đầu nẩy mầm của hạt Song mật.
Một số thí nghiệm về chăm sóc cây con, phòng trừ sâu bệnh ở giai đoạn vườn
ươm đã được thực hiện (Trần Quang Việt, 1994). Tác giả cũng tìm được phương
pháp bảo quản hạt giống bằng cách làm sạch hạt và ngâm vào dung dịch benlat
nồng độ 0,5% sau đó phơi khô rồi bảo quản trong tủ lạnh, sau 1 năm tỷ lệ nảy mầm
vẫn đạt 70%.
Mô hình trồng rừng thí nghiệm đã được tiến hành ở Cầu Hai (Phú Thọ), Lương
Sơn (Hoà Bình), Bà Rền (Quảng Bình) (Trần Quang Việt, 1995) với độ tàn che
khác nhau cho thấy cây sinh trưởng tốt với độ tàn che 0,5 - 0,7 trong giai đoạn đầu
kể cả vườn ươm và rừng trồng đạt chiều cao 30,91cm, trong khi ở độ tàn che 0,3 0,4 chỉ đạt 26,08 cm. Nhưng sau 15 tháng sau khi trồng cây ở độ tàn che thấp lại
sinh trưởng tốt hơn và xu thế này càng ngày càng thể hiện rõ. Kết quả cũng chỉ ra
Năm 2008 Trung tâm Giống & CNSH trường Đại học Lâm nghiệp mới thực
hiện đề tài cấp bộ nhân giống tạo cây con Song mật bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro do
Ths. Vũ Thị Huệ chủ trì. cùng tôi là cộng tác viên tham gia nghiên cứu chính trong đề
tài này. Trong quá trình thực hiện đề tài chúng tôi có nghiên cứu thêm về môi trường
dinh dưỡng ảnh hưởng đến khả năng tạo cụm chồi trong đó môi trường MS* thích
hợp cao với các giai đoạn tạo cụm chồi, nhân nhanh và kích thích tăng trưởng chồi
cho luận văn thạc sỹ của mình. Tiếp theo, đến giai đoạn tạo rễ chúng tôi lại nghiên
cứu tiếp và thấy rằng môi trường 1/2MS* rất thích hợp cho khả năng tạo rễ, môi
trường dinh dưỡng giảm một nửa khả năng ra rễ mạnh hơn, thời gian ra rễ cũng sớm
17
hơn. Đặc biệt là sẽ giảm được giá thành sản xuất khi đưa quy trình vào sản xuất trên
quy mô công nghiệp.
Nghiên cứu tạo cây con Song mật bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro còn đang là
vấn đề rất mới ở Việt Nam. Do vậy, nghiên cứu xây dựng quy trình nhân giống Song
mật bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro là việc làm cần thiết và có ý nghĩa để sớm đưa
quy trình ra sản xuất trên quy mô lớn đủ đáp ứng cây giống phục vụ cho công tác
trồng rừng Song mật chất lượng cao
Chương 2
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chung
Xây dựng được quy trình kỹ thuật nhân giống in vitro Song mật từ vật liệu
chồi măng, nhằm góp phần chủ động cung cấp nguồn giống chất lượng cao để phát
triển Song mật làm nguyên liệu phục vụ sản xuất.
Mục tiêu cụ thể:
- Xác định được kỹ thuật khử trùng vật liệu nhân giống đạt hiệu quả cao;