MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây nền kinh tế thị trƣờng phát triển, một hƣớng chuyển đổi cơ cấu cây trồng nông nghiệp sang phát triển hoa cây cảnh đang đƣợc xã hội quan tâm vì nó không chỉ mang lại giá trị về tinh thần mà còn mang lại lợi ích kinh tế cao cho ngƣời sản xuất. Trong các loài hoa, cây hoa cúc đƣợc trồng phổ biến, phát triển nhanh vì nó là loại hoa đẹp, đƣợc dùng nhiều trong các dịp lễ tết. Cây hoa cúc vừa có giá trị trang trí lại có thể sử dụng làm dƣợc liệu chính vì vậy nó đƣợc trồng rộng rãi ở nhiều địa phƣơng bởi khả năng thích nghi cao, dễ sản xuất và dễ dàng trong việc vận chuyển. Nhiều giống hoa cúc có phản ứng rất chặt với ánh sáng ngày ngắn ( cúc vàng pha lê, chi trắng…) chính vì vậy ngay khi mới trồng mà gặp điều kiện ánh sáng ngày ngắn cây đã ra hoa, không đủ thời gian để cây sinh trƣởng điều này làm giảm đáng kể chất lƣợng của cành hoa.
Để khắc phục hiện tƣợng này, ngƣời ta thƣờng sử dụng đèn compact, hay đèn sợi đốt để chiếu sáng bổ sung cho cây hoa cúc nhằm tăng thời gian sinh trƣởng đến khi cây đạt chiều cao cần thiết mới ra hoa. Tuy nhiên, khi sử dụng đèn compact hay đèn sợi đốt lƣợng điện năng tiêu thụ lớn, tuổi thọ không cao, mất nhiều chi phí. Chính vì vậy trong những năm gần đây đèn Led đƣợc đƣa vào nghiên cứu và sử dụng nhằm loại bỏ những hạn chế trên của đèn compact và đèn sợi đốt. Nhƣng câu hỏi đặt ra đó là chất lƣợng ánh sáng của đèn Led ảnh hƣởng nhƣ thế nào đến quá trình ra hoa của cây, không chỉ ở mức độ hình thái, sinh trƣởng mà ở cả mức độ phân tử.
Xuất phát từ những băn khoăn này, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hoạt động của gen điều khiển quá trình ra hoa ở cây hoa cúc chiếu sáng phá đêm bằng đèn Led” với mục tiêu, nội dung và phạm vi nghiên cứu nhƣ sau: 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mục tiêu nghiên cứu: (1). Lựa chọn đƣợc chế độ chiếu sáng thích hợp đối với sự sinh trƣởng và phát triển của cây hoa cúc. Phân lập đƣợc một gen liên quan đến sự điều khiển quá trình ra hoa ở cây hoa cúc. Đánh giá sự biểu hiện của gen điều khiển quá trình ra hoa ở cây hoa cúc.
Nội dung nghiên cứu: (1). Khảo sát sự ảnh hƣởng của một số công thức đèn Led đến sự sinh trƣởng và phát triển của cây hoa cúc, so sánh với các công thức chiếu sáng truyền thống. Tách dòng và xác định trình tự gen CO- một gen quan trọng điều khiển quá trình ra hoa. Đánh giá biểu hiện của gen CO và gen FT.
Phạm vi nghiên cứu: (1). Phòng Công nghệ Tế bào Thực vật- Viện Công nghệ Sinh học- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Trại thực nghiệm Sinh học Cổ Nhuế- Viện Công nghệ Sinh học- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.
MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CÂY HOA CÚC 1. Giới thiệu về cây hoa cúc Cây hoa cúc có nguồn gốc từ Trung Quốc, Nhật Bản và một số nƣớc Châu Âu Giới (Regnum) Thực vật (Plantae) Ngành (Divisio) Thực vật hạt kín (Angiospermae) Lớp (Class) Hai lá mầm (Eudicots) Bộ (Ordo) Hƣớng dƣơng (Asterales) Họ (Familia) Cúc (Asteraceae) Chi (Genus) Chrysanthemum Loài điển hình (Species) Chrysanthemum indicum Hoa cúc đƣợc trồng ở nhiều nơi trên thế giới nhƣ: Hà Lan, Italia, Trung quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc.Ở nƣớc ta cây hoa Cúc (Chrysanthemum sp) đã du nhập vào từ thế kỷ XV, đến đầu thế kỷ XIX đã hình thành một số vùng chuyên canh nhỏ cung cấp hoa cho thị trƣờng. Hiện nay Cúc có mặt ở khắp nơi từ nông thôn đến thành thị, từ miền núi đến đồng bằng. Các vùng trồng nhiều mang tính tập trung là Hà Nội (450 ha), thành phố Hồ Chí Minh (370 ha), Đà Lạt (160 ha), Hải Phòng (110 ha).
Tại vùng trồng hoa Tây Tựu-Từ Liêm-Hà Nội, hoa hồng và hoa cúc là hai loại hoa có diện tích trồng và sản lƣợng cao nhất. Hoa cúc đứng hàng thứ hai với chu kỳ 3 tháng một lần cho thu hoạch. Hoa cúc của vùng không chỉ 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đƣợc tiêu thụ tại các thị trƣờng phía Bắc mà đang đƣợc đƣa dần vào thị trƣờng phía Nam và xuất khẩu sang Trung Quốc .Trong diện tích gần 136 ha trồng hoa của vùng Trung du và miền núi phía Bắc, diện tích trồng hoa hồng đã chiếm tới trên 55,27% với sản lƣợng 26,53 triệu bông/năm. Diện tích trồng hoa cúc lớn thứ hai với 14,5 ha, sản lƣợng 5 triệu cành/năm (Đề án Phát triển sản xuất, xuất khẩu rau, quả và hoa tƣơi Việt Nam).
Hoa Cúc có tác dụng sơ phong tiết nhiệt, làm nhẹ đầu mắt. Trong phòng chống cảm cúm, hiệu quả kháng viêm và cải thiện hệ miễn dịch của hoa Cúc có thể rút ngắn thời gian bệnh và làm giảm các triệu chứng ho, sốt, nhức đầu, nghẹt mũi. Tất cả các loài hoa Cúc đều có thể dùng làm thuốc. Tuy nhiên, do hiệu suất cao, hoa Cúc vàng (hoàng Cúc), tên khoa học Chrysanthemum indicum L.
thƣờng đƣợc sử dụng trong Đông y. Hoàng Cúc đƣợc trồng để lấy hoa làm cảnh, làm thuốc, ƣớp chè hoặc cất rƣợu. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học phƣơng Tây đặc biệt quan tâm đến giá trị dƣợc học của hoa Cúc tím (Cúc dại), tên khoa học là Echinacea purpurea. Theo nghiên cứu của Tiến sĩ Jurg Gertsch, thuộc Việc Công nghệ Swiss, những hoạt chất alkylamides trong hoa Cúc dại có khả năng điều chỉnh 1 trong những yếu tố quan trọng nhất của hệ miễn dịch đƣợc gọi là tumor necrosis factor alpha (TNF-a).
Alkylamides kích thích hoạt động của TNF-a để gia tăng sức đề kháng chống lại những tác động có hại vủa vi trùng, vi khuẩn. Hoa Cúc là loại dƣợc thảo có tác dụng giải độc tốt nhất cho hệ thống tuần hoàn và hệ thống hô hấp. Hoạt chất trong hoa Cúc không chỉ giúp giải tỏa những áp lực ở mắt từ bệnh cảm cúm theo mùa hoặc hiện tƣợng khí nghịch của Đông y mà còn có khả năng cải thiện hoạt động ở những mao mạch, tăng cƣờng lƣu thông khí huyết đến mắt. Những chất chống oxy hóa trong hoa Cúc có khả năng trung hòa những gốc tự do để bảo vệ những cấu trúc collagen ở 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Hoa Cúc rất thông dụng ở các dân tộc Bắc Mỹ và châu Âu. Các nhà khoa học cho biết các hoạt chất của hoa Cúc vừa có tính kháng viêm giống nhƣ cortisone vừa có tác dụng kháng khuẩn Hình 0.1: Cây hoa cúc vàng pha lê Cây hoa cúc là cây ngày ngắn, ƣa đêm lạnh. Thời kỳ đầu cây non mới ra rễ, cây cần ít ánh sáng; trong quá trình sinh trƣởng, ánh sáng quá mạnh sẽ làm cây chậm lớn và chất lƣợng hoa giảm. Ngày nay cùng với tiến bộ khoa học kỹ thuật trong nông nghiệp, thì việc trồng cây nói chung và việc trồng hoa cúc nói riêng đã đƣợc áp dụng nhiều giống mới, nhiều thiết bị kỹ thuật hiện đại nhƣ nhà lƣới, nhà kính, kỹ thuật canh tác., sử dụng các chất kích thích sinh trƣởng, ánh sáng, phân bón.Và trong đó, việc điều chỉnh các cƣờng độ chiếu sáng khác nhau cho hoa cúc để đem lại năng suất, chất lƣợng tốt nhất, có hiệu quả kinh tế cao nhất là vấn đề mà mỗi ngƣời trồng cần quan tâm.
Nhu cầu ánh sáng cho quá trình sinh trƣởng, phát triển của cây hoa cúc Sự sinh trƣởng phát triển của thực vật nói chung và của cây hoa cúc nói riêng đều chịu tác động của các yếu tố ngoại cảnh nhƣ ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, đất trồng, dinh dƣỡng, quang chu kỳ bổ sung, cơ sở hạ tầng. Trong đó ánh sáng (quang chu kỳ và quang chu kỳ bổ sung) và nhiệt độ thấp (sự xuân hóa) là hai yếu tố quan trọng nhất ảnh hƣởng đến giai đoạn cảm ứng hình thành hoa. Hoa Cúc là loại cây hoa ngày ngắn, sự phân hoá và phát dục của hoa đƣợc tác động dƣới tác dụng đồng thời của quang chu kì và nhiệt độ. Trong quá 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com trình sinh trƣởng, phát dục, dƣới tác dụng phối hợp của độ dài chiếu sáng trong ngày và nhiệt độ ở mức độ nhất định mới có thể ra hoa, trong đó độ dài chiếu sáng là yếu tố quan trọng hơn, yêu cầu khắt khe hơn.
Khi thời gian chiếu sáng kéo dài thì thời gian sinh trƣởng của cây hoa Cúc dài hơn, thân cao, lá to, chất lƣợng hoa tăng. Thời gian chiếu sáng ngắn thì sẽ kích thích phân hóa mầm hoa sớm: cây ngắn, chất lƣợng hoa kém. Thời kỳ để phân hóa mầm hoa tốt nhất là 10 giờ chiếu sáng trên ngày với nhiệt độ là 20-25ºC. Khống chế chiều cao cây: Tuỳ theo các mục đích sử dụng khác nhau mà yêu cầu độ cao của cây cũng khác nhau, vì vậy khống chế chiều cao cây cũng là một biện pháp kĩ thuật không thể thiếu đối với hoa cúc.
Chiều cao cây do yếu tố di truyền của giống và điều kiện thâm canh chăm sóc quyết định. Giống thấp cây nhất chỉ cao khoảng 20–30cm, giống cao nhất có thể cao trên 3m. Thời gian sinh trƣởng dài, ngắn ảnh hƣởng trực tiếp đến chiều cao cây. Trong thời gian sinh trƣởng dinh dƣỡng với điều kiện thích hợp mỗi tuần có thể tăng 2–4 đốt, với giống sinh trƣởng nhanh có thể dài thêm 6–13cm.
Vì vậy điều chỉnh thời gian cắm cành, thời vụ trồng rút ngắn độ dài thời ki sinh trƣởng dinh dƣỡng là biện pháp khống chế chiều cao đơn giản, nhanh nhạy nhất. Yếu tố ánh sáng gây tác động lên độ dài thời gian sinh trƣởng sinh dƣỡng nên cũng gây ảnh hƣởng đến chiều cao cây. Ảnh hưởng đến độ lớn của hoa: Độ lớn của hoa là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lƣợng hoa Cúc. Trong trồng trọt ngƣời ta thƣờng dùng các biện pháp tăng cƣờng bón phân, tƣới nƣớc, phun phân qua lá, phun chất kích thích sinh trƣởng, biện pháp ghép… để làm tăng đƣờng kính hoa.
Có thể dùng biện pháp kéo dài độ chiếu sáng trong ngày sau khi mầm hoa đã phân hoá để tăng đƣờng kính hoa. Sau khi xử lí chiếu sáng ngày ngắn 35 ngày để cho mầm hoa phân hoá, khi đã có nụ và sau khi tỉa bớt nụ, đặt cây trong điều kiện chiếu sáng ngày dài cho đến khi hoa nở. Điều này có thể làm cho rất nhiều giống tăng đƣờng kính hoa. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.