Đặt vấn đề Trong chương trình triển khai trồng mới 5 triệu hecta rừng từ năm 1998 đến năm 2010, nhà nước đã đầu tư 31.650 tỷ đồng để nâng độ che phủ rừng lên 43% bao gồm 2 triệu hecta rừng phòng hộ, rừng đặc dụng và 3 triệu hecta rừng sản xuất.[16] Những loài cây được trồng không chỉ là những cây lâu năm và có tán phù hợp với đất rừng mà còn phải đảm bảo cho năng suất cao có chu kỳ kinh doanh ngắn, có nhiều tác dụng đáp ứng nhu cầu cấp thiết đặt ra hiện nay. Song do đặc thù của sản xuất lâm nghiệp là chu kỳ kinh doanh dài, triển khai trên diện rộng, địa bàn phức tạp, việc nâng cao năng suất rừng trồng dựa vào sự tác động của các biện pháp kỹ thuật lâm sinh gặp nhiều hạn chế. Do vậy yếu tố giống đóng vai trò hết sức quan trọng. Hiện nay những ứng dụng và thành tựu của công nghệ sinh học rất lớn và rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống con người cũng như trong sản xuất nông - lâm - ngư nghiệp.
Ngành công nghệ sinh học của Việt Nam còn non trẻ và mới thực sự đi vào chiều sâu trong khoảng 10 năm trở lại đây tuy nhiên cũng bước đầu đạt được những thành tựu nhất định, đặc biệt là trong lĩnh vực nuôi cấy mô tế bào thực vật phục vụ cho sản xuất nông lâm nghiệp với quy mô lớn. Ưu điểm của phương pháp này là cho phép nhân giống vô tính với hệ số nhân giống cao trong thời gian ngắn nhưng cây giống tạo ra vẫn giữ được những đặc tính di truyền tốt của cây mẹ, đồng đều về năng suất phẩm chất và chất lượng. Đây còn là một biện pháp trẻ hoá giống trong sản xuất lâm nghiệp, sự kết hợp giữa nuôi cấy mô với kỹ thuật giâm hom tạo thành công nghệ mô - hom rất hữu ích trong sản xuất lâm nghiệp. n 2 Bạch đàn là một trong những loài cây lâm nghiệp có khả năng phân bố rộng thích nghi với nhiều vùng sinh thái, cây sinh trưởng nhanh và có giá trị trong sản xuất nguyên liệu giấy, gỗ ván dăm, gỗ trụ mỏ.
Do vậy việc nghiên cứu nhằm tạo ra những giống bạch đàn tốt đã góp phần nâng cao năng xuất trong trồng rừng thâm canh. Trong các dòng bạch đàn hiện nay thì dòng bạch đàn U6 là loài có tỷ trọng lớn đang được chú trọng phát triển nhằm phục vụ cho công tác trồng rừng công nghiệp và các chương trình trồng rừng xã hội. Bạch đàn U6 có những đặc tính vượt trội sinh trưởng nhanh, tỉa cành tự nhiên tốt, độ che phủ của tán lá cao và chất lượng sợi gỗ đạt hiệu quả tốt trong sản xuất giấy. Độ tăng chiều cao có thể đạt tới 3,9 - 4,1 m/năm.
Theo dự kiến dòng bạch đàn U6 có thể đạt sản lượng cây đứng từ 120 m3 đến 150m3/ ha sau 7 - 8 năm nếu được trồng ở điều kiện thuận lợi có thể rút ngắn chu kì kinh doanh. Tuy nhiên những giá trị này chỉ đảm bảo cho đời sau khi sử dụng con đường nhân giống vô tính tức là bằng công nghệ mô hom Quy trình sản xuất giống cây bạch đàn bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào trải qua nhiều giai đoạn phức tạp mỗi giai đoạn đều có những ảnh hưởng nhất định đến sự sinh trưởng và phát triển của cây con sau này, trong đó giai đoạn vườn ươm có ảnh hưởng quyết định đến sự thành bại của một quy trình công nghệ. Vì vậy, để hoàn thiện quy trình tạo cây giống bạch đàn bằng phương pháp nuôi cấy mô chúng tôi tiến hành đề tài: "Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật nâng cao tỷ lệ sống và tốc độ sinh trưởng của cây con Bạch đàn (E. Urophylla dòng U6 ) nuôi cấy mô ở giai đoạn vườn ươm tại Trung tâm khoa học và sản xuất lâm nông nghiệp tỉnh Quảng Ninh" n 3 1.
Mục tiêu của đề tài Xây dựng được quy trình kỹ thuật tạo cây giống bạch đàn mô Urophylla dòng U6 ở giai đoạn vườn ươm, nhằm nâng cao tỷ lệ sống và tốc độ sinh trưởng của cây bạch đàn mô. Ý nghĩa của đề tài - Đã tìm hiểu được ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật cũng như ảnh hưởng của yếu tố ngoại cảnh (thông qua mùa vụ) đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây bạch đàn mô Urophylla dòng U6 trong giai đoạn vườn ươm. - Thông qua các kết quả thu được đã bổ sung hoàn chỉnh quy trình nhân giống cây bạch đàn mô Urophylla dòng U6. Đây là cơ sở cho việc sản xuất cây giống có chất lượng cao với quy mô lớn đáp ứng cho các dự án trồng rừng trong nước.
n 4 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Quan điểm về vấn đề nghiên cứu Do thiếu nghiên cứu và kinh nghiệm ban đầu còn hạn chế cả về mặt lâm sinh và gây trồng bạch đàn, nên phần lớn các khu gây trồng bạch đàn ban đầu tại Việt Nam không thành công. Vì vậy có nhiều ý kiến cho rằng cây bạch đàn có ảnh hưởng xấu đến môi sinh do bạch đàn có tán lá thưa, bề mặt lá dày ảnh hưởng đến nguồn nước và làm cạn kiệt nguồn dinh dưỡng nên không khuyến khích trồng, thậm chí còn bài xích một cách gay gắt mà không dựa trên một cơ sở khoa học nào. Bộ lâm nghiệp lúc đó đã có hội thảo khoa học một các khách quan và đúng đắn về cây bạch đàn.
Bạch đàn vẫn được coi là cây trồng chính và quyết định đưa bạch đàn vào cơ cấu cây trồng lâm nghiệp theo Quyết định số 680 QĐ/KT ngày 15/8/1986. Đối tượng nghiên cứu là bạch đàn E.urophylla với một số ưu điểm về hình thái như tán lá dày và rậm hơn so với một số loài bạch đàn khác, sinh trưởng mạnh và nhanh khép tán, do đó có ưu thế hơn hẳn trong việc bảo vệ và cải tạo đất. Đặc biệt với lợi thế sinh trưởng nhanh, tỉa cành tự nhiên tốt, hình thái thân thẳng, đẹp nên bạch đàn E.urophylla rất thích hợp với trồng rừng gỗ trụ mỏ và rừng nguyên liệu giấy, ván sợi. Với nhu cầu về gỗ trụ mỏ và cây nguyên liệu giấy lớn như hiện nay thì việc phát triển mạnh việc trồng rừng bằng cây bạch đàn E.urophylla là hoàn toàn đúng đắn, trong đó công tác giống phải đi tiên phong trước một bước.
Cơ sở khoa học và ý nghĩa của phương pháp nhân giống vô tính bằng nuôi cấy mô - tế bào 2. Kỹ thuật nhân giống cây trồng bằng nuôi cấy mô - tế bào 2. Định nghĩa về nuôi cấy mô - tế bào thực vật [15] Nuôi cấy mô - tế bào thực vật là lĩnh vực nuôi cấy các nguyên liệu thực vật hoàn toàn sạch các vi sinh vật trên môi trường nhân tạo, trong điều kiện vô trùng. Bao gồm: n 5 • Nuôi cấy cơ thể, cá thể như cây non hoặc cây trưởng thành • Nuôi cấy các cơ quan như: thân, lá, rễ, hoa, quả,.
• Nuôi cấy mô sẹo • Nuôi cấy tế bào đơn, tế bào trần • Nuôi cấy các tổ chức phôi non và phôi trưởng thành Về mặt thuật ngữ, nuôi cấy mô - tế bào thực vật còn được gọi là nuôi cấy thực vật in vitro để phân biệt với các biện pháp trồng, cấy thực vật bằng phương pháp truyền thống trong điều kiện tự nhiên vẫn được làm từ trước đến nay. Cơ sở của khoa học của phương pháp nuôi cấy mô - tế bào [14] * Cơ sở tế bào học Năm 1965, Robert Hook là người đầu tiên quan sát được thay đổi tế bào ở dạng các ô hình tổ ong ở lát cắt mô bản thực vật nhờ kính hiển vi tự tạo. Đến năm 1838-1839 Mathias Schleider và Theodor Schwann qua các nghiên cứu mô thực vật được xây dựng lên học thuyết tế bào. Theo quan điểm hiện đại, thuyết tế bào gồm 3 nội dung chính sau: - Mọi cơ thể sinh vật đều được cấu tạo từ một đơn vị là tế bào.
- Tế bào là đơn vị sống nhỏ nhất, là đơn vị cấu trúc và chức năng cơ bản có đầy đủ đặc điểm của cơ thể sống. - Tế bào có khả năng tự sinh sản và chỉ xuất hiện nhờ quá trình phân chia của tế bào. Thực vật là giới có cơ thể đa bào. Cũng như tế bào của các cơ thể đa bào khác, tế bào thực vật có 2 thành phần đó là màng và nguyên sinh chất.
Màng tế bào gồm 3 lớp, lớp giữa là protein, lớp ngoài và trong là lipit. Các lipit phần lớn là phospholipit và glucolipit có các đuôi kị nước dính vào nhau. Trên màng có các phân tử protein làm nhiệm vụ dẫn truyền, vận chuyển và thông tin, tạo cầu nối giữa tế bào và môi trường đồng thời điều chỉnh thành phần tế bào. n 6 Nguyên sinh chất là thành phần quan trọng, bao gồm tế bào chất và nhân tế bào.
Trong tế bào chất có các cơ quan như lạp thể, ty thể, vi thể, bộ máy golgi, các axit amin, protein, đường,…là nơi diễn ra các quá trình sống của tế bào. Nhân được bao bọc bởi màng nhân, trên màng nhân có các lỗ để trao đổi giữa nhân và tế bào chất. Trong nhân có các thành phần hoá học: ADN, ARN, protein, lipit, … giữ vai trò quan trọng về mặt di truyền của tế bào. * Cơ sở di truyền học Trong cơ thể sinh vật nói chung và thực vật nói riêng thông tin di truyền được truyền qua các thế hệ tế bào bao gồm 2 công đoạn là trong nội bộ từng cơ thể và giữa hai thế hệ cơ thể.
Trong nội bộ cơ thể, việc truyền thông tin di truyền được thực hiện thông qua cơ chế nguyên phân. Đây là cơ chế phân bào mà từ một tế bào mẹ ban đầu sẽ phân thành 2 tế bào con có bộ nhiễm sắc thể giống nhau và giống tế bào mẹ. Như vậy, qua nguyên phân bộ nhiễm sắc thể của tế bào mẹ đã được truyền nguyên vẹn sang mỗi tế bào con. Sở dĩ có hiện tượng này là do trước mỗi lần giản phân mỗi phân tử ADN của nhiễm sắc thể được thực hiện quá trình tái sinh để từ mỗi ADN hình thành nên 2 phân tử ADN mới giống nhau và giống ADN ban đầu.
Kết quả của quá trình tái sinh là từ 1 nhiễm sắc thể hình thành nên 2 nhiễm sắc thể mới giống nhau, quá trình này được thực hiện ở kỳ trung gian và thông qua cơ chế phân ly đều của nhiễm sắc thể ở kỳ sau là cơ sở cho truyền trọn vẹn thông tin di truyền trong nội bộ cơ thể.