Luận văn nhân giống cây quýt Bắc Kạn bằng nuôi cấy mô - Phí Hữu Việt

Tôi có thể tạo meta tags cho bài viết của bạn như sau: { "ai_description": "Nghiên cứu nhân giống cây quýt bắc kạn bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực

• Tác giả: Phí Hữu Việt
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thị Tâm
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Sinh học
• Đề tài: Nhân giống quýt Bắc Kạn bằng kỹ thuật nuôi cấy mô
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Tổng quan về kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật

Kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật là một phương pháp tiên tiến trong nhân giống cây trồng, đặc biệt là cây ăn quả. Phương pháp này cho phép nhân giống cây một cách nhanh chóng và hiệu quả, giúp bảo tồn và phát triển các giống cây quý hiếm. Trong luận văn thạc sĩ này, chúng ta sẽ tập trung vào nghiên cứu nhân giống cây quýt Bắc Kạn bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào, một phương pháp hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho ngành nông nghiệp.

1.1. Ưu điểm của kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào

Kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng nhân giống nhanh chóng, tạo ra cây con khỏe mạnh và đồng nhất. Phương pháp này cũng giúp bảo tồn các giống cây quý hiếm, đặc biệt là những giống cây khó nhân giống bằng phương pháp truyền thống. Hơn nữa, kỹ thuật này cho phép điều chỉnh các đặc tính di truyền của cây, tạo ra những giống cây mới với các tính năng ưu việt.

1.2. Ứng dụng thực tế

Kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào đã được ứng dụng rộng rãi trong ngành nông nghiệp, đặc biệt là trong nhân giống cây ăn quả. Nó giúp tăng năng suất và chất lượng cây trồng, đồng thời giảm thiểu sự phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên. Ngoài ra, phương pháp này còn được sử dụng trong nghiên cứu di truyền và phát triển các giống cây mới, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp.

II. Phân tích vấn đề và thách thức

Mặc dù kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào mang lại nhiều hứa hẹn, nhưng việc áp dụng phương pháp này trên cây thân gỗ, đặc biệt là cây ăn quả, vẫn còn gặp nhiều thách thức. Nghiên cứu về nhân giống cây quýt Bắc Kạn bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào sẽ tập trung vào việc giải quyết các vấn đề này, bao gồm việc lựa chọn môi trường nuôi cấy thích hợp, thời gian khử trùng và ảnh hưởng của các chất điều hòa sinh trưởng.

2.1. Lựa chọn môi trường nuôi cấy

Môi trường nuôi cấy là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự thành công của kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào. Trong nghiên cứu này, chúng ta sẽ khám phá các môi trường nuôi cấy khác nhau và đánh giá hiệu quả của chúng trong việc nhân giống cây quýt Bắc Kạn. Mục tiêu là tìm ra môi trường tối ưu, giúp cây phát triển khỏe mạnh và nhanh chóng.

2.2. Thời gian khử trùng và ảnh hưởng

Thời gian khử trùng là một yếu tố quan trọng trong kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc xác định thời gian khử trùng thích hợp, giúp loại bỏ các vi sinh vật gây hại mà không ảnh hưởng đến sự phát triển của cây. Việc kiểm soát thời gian khử trùng sẽ giúp đảm bảo sự thành công của quá trình nuôi cấy.

III. Giải pháp và phương pháp nghiên cứu

Để giải quyết các thách thức trong việc nhân giống cây quýt Bắc Kạn bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào, luận văn sẽ đề xuất các giải pháp và phương pháp nghiên cứu cụ thể. Các giải pháp này sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa môi trường nuôi cấy, lựa chọn chất điều hòa sinh trưởng phù hợp và kiểm soát thời gian khử trùng.

3.1. Tối ưu hóa môi trường nuôi cấy

Môi trường nuôi cấy sẽ được điều chỉnh và tối ưu hóa dựa trên các nghiên cứu trước đó và kết quả thí nghiệm. Mục tiêu là tạo ra môi trường nuôi cấy lý tưởng, giúp cây quýt Bắc Kạn phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng. Các yếu tố như thành phần dinh dưỡng, độ pH và độ ẩm sẽ được điều chỉnh để đạt được kết quả tốt nhất.

3.2. Chọn lựa chất điều hòa sinh trưởng

Chất điều hòa sinh trưởng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển của cây. Trong nghiên cứu này, chúng ta sẽ lựa chọn các chất điều hòa sinh trưởng phù hợp, bao gồm auxin và cytokinin, để thúc đẩy sự hình thành rễ và chồi. Việc chọn lựa chất điều hòa sinh trưởng sẽ giúp tăng tỷ lệ thành công trong quá trình nuôi cấy.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn

Luận văn thạc sĩ này sẽ cung cấp các kết luận và ứng dụng thực tiễn của kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào trong nhân giống cây quýt Bắc Kạn. Các kết quả nghiên cứu sẽ giúp cải thiện năng suất và chất lượng cây trồng, đồng thời góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp địa phương. Hơn nữa, nghiên cứu này sẽ mở ra cơ hội cho các ứng dụng thực tiễn khác, bao gồm nhân giống các loài cây ăn quả khác và phát triển các giống cây mới.

4.1. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu sẽ bao gồm các phân tích thống kê và đánh giá về sự thành công của kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào trong nhân giống cây quýt Bắc Kạn. Các dữ liệu sẽ được trình bày và phân tích chi tiết, giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của cây và tỷ lệ thành công của phương pháp nuôi cấy.

4.2. Ứng dụng thực tiễn

Các ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này sẽ được thảo luận, bao gồm việc áp dụng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào trong nhân giống các loài cây ăn quả khác, cũng như tiềm năng phát triển các giống cây mới với các tính năng ưu việt. Nghiên cứu này sẽ góp phần vào sự phát triển của ngành nông nghiệp, giúp tăng năng suất và chất lượng cây trồng, đồng thời bảo tồn các giống cây quý hiếm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Đặc điểm phân loại, sinh học và thành phần dinh dưỡng của quả quýt 1. Đặc điểm phân loại và đặc điểm sinh học Cây quýt thuộc bộ cam quýt: Rutales, họ cam quýt: Rutaceae, chi: Citrus, loài quýt: Citrus recutilata Blanco (tên khác: Citrus suhuiensis Hort. ex Tanaka hoặc: Citrus deliciosa Tennre) [111].

Cây quýt có bộ lá xanh quanh năm, lá đơn, mọc cách và có eo lá. Lá thay nhau rụng trong lúc lá mới xuất hiện nên cây lúc nào cũng xanh lá. Trong lá có nhiều túi tiết tinh dầu nên khi vò lá có mùi thơm [3]. Quýt là cây thân gỗ, thiết diện tròn, mầu nâu thẫm, cao 2-3m, hình dạng ngoài của cây thường có hình chóp, thân cây có gai, phần trong vỏ cây có chứa nhiều túi tiết tinh dầu thơm.

Cây trồng bằng hạt thường có một gốc lớn, trồng cây bằng cành chiết thì có nhiều cành gốc. Quýt có rễ cọc khỏe, lan rộng, rễ phát triển ở nhiệt độ 10-37oC, khi nhiệt độ cao hay thấp hơn, độ ẩm của đất 1% thì sự phát triển của rễ sẽ ngừng lại. Tỉ lệ ôxi trong đất từ 1,2 - 1,5% thì rễ cũng ngừng phát triển. Cây trồng bằng chiết cành thì không có rễ chính rõ ràng mà có nhiều rễ cạnh có thể phát triển to nhưng không đâm sâu xuống đất như trồng bằng hạt.

Hoa thường được hình thành ở nách lá, hoa mọc thành cụm, lưỡng tính, cánh hoa rời nhau và mẫu bốn. Trong hoa thường có đĩa mật thích nghi với việc thụ phấn nhờ sâu bọ. Nhị hoa thường có số lượng nhiều gấp ba đến bốn lần số cánh hoa. Cây quýt miền Bắc ra lộc đầu tiên vào tháng 2 hoặc tháng 3 hàng năm, phần lớn sinh ra cành cho quả, đợt 2 vào tháng 5 và tháng 6 sinh ra hoa, đợt 3 tháng 7 và tháng 8 đợt lộc này sinh ra cành khỏe dài, lá to màu nhạt.

Trong các lứa ra hoa thì lứa hoa tháng 2 và tháng 3 là tốt nhất [3]. 3 Quả quýt thuộc dạng quả mọng gồm vỏ, thịt và hạt. Vỏ có túi tinh dầu, thịt quả có nhiều múi, trong múi có các tép mọng nước, mỗi quả có 9- 13 múi. Quả quýt hình dẹp, vỏ màu vàng và mỏng, vỏ dễ bóc, múi dễ chia, trọng lượng trung bình đạt từ 35 đến 145 gam tùy giống.

Quả có vị ngọt, chua nhẹ và có hương thơm đậm đặc trưng rất dễ để phân biệt vơi bất kì loại quả nào trong nhóm cây ăn quả có múi. Trong mỗi quả có từ 18 đến 20 hạt tùy giống. Hạt quýt có 2 lá mầm, đa phôi hay đơn phôi, hạt có 2 lớp màng vỏ, màng ngoài cứng do thấm nhiều linhin, màng trong mỏng. Hạt thường chín cùng quả, nảy mầm ở nhiệt độ từ 10oC đến 30oC, tốt nhất là 25- 30oC [3].

Thành phần dinh dưỡng của quả quýt Trong quả quýt có nhiều chất dinh dưỡng, vitamin, chất khoáng cần thiết cho sức khỏe con người, đặc biệt có chứa vitamin C giúp chống lại một số bệnh tật, tăng cường sức đề kháng. Trong 100 gam múi quýt (phần ăn được) có thành phần dinh dưỡng gồm: nước 66,5%, protein 0,6%, lipit 0,7%, gluxit 6,4% xelulozo 0,4%, năng lượng 32kcalo, canxi 25,9mg, photpho 12,6mg, sắt 0,3mg, caroten 0,44mg, vitamin B1 0,06mg, vitamin B2 0,02mg, vitamin PP 0,2mg, vitamin C 41mg và một số axit hữu cơ [3], [277]. Trong quả quýt ngoài vitamin, chất khoáng thì còn có một lượng chất xơ. Các chất xơ khi vào ống tiêu hóa bị trương lên do hút nước trong ruột, giúp cặn bã của quá trình tiêu hóa dễ dàng thải ra ngoài.

Chất xơ khi vào ruột kết hợp với đường và axit tạo thể đông có tác dụng làm chậm quá trình hấp thụ một số chất dinh dưỡng từ đó làm lượng đường trong máu tăng vừa phải, duy trì ở mức cần thiết, nhờ đó mà cơ thể không thừa đường, không chuyển hóa thành mỡ dự trữ ở các mô gây béo phì [266]. Qủa quýt được nhiều người ưa chuộng, là loại quả sử dụng để ăn tráng miệng, làm nước giải khát, làm mứt. Quả quýt có vị chua tính ấm, có tác dụng làm mát tim, khai uất, trừ đàm, tan khí kết, giải rượu. Người bị cao huyết áp, bệnh mạch vành, đau dạ dày, suy dinh dưỡng, cơ thể suy nhược sau khi ốm, ăn 4 quýt rất tốt.

Vỏ quýt khô gọi là trần bì, có tính ấm, có tác dụng làm khỏe dạ dày, long đờm, trị ho, trị phong, lợi tiểu, chữa ợ hơi, đau thượng vị. Y học đã chứng minh, tinh dầu thơm trong vỏ quýt có tác dụng hưng phấn tim, ức chế vận động của cơ dạ dày, phòng xuất huyết. Vỏ quýt còn dùng để điều trị cao huyết áp, nhồi máu cơ tim, có tác dụng tốt với các chứng bệnh đầy bụng, rối loạn tiêu hóa, kém ăn, buồn nôn, ho nhiều đờm. Hạt quýt vị đắng tính bình, vào hai kinh can và thận, có tác dụng kiện tì, lý khí, táo thấp hóa đờm.

Lá quýt vị đắng, tính bình vào đường can kinh, có tác dụng trợ gan, hành khí, tiêu thủng, tan u cục, chữa đau mạng sườn, sa nang, đau vú, u cục ở vú [266], [277]. Tình hình sản xuất quýt trên thế giới và ở Việt Nam 1. Tình hình sản xuất quýt trên thế giới Cam quýt là loại quả quan trọng, đứng trên cả nho, chuối, táo. Quýt được trồng tập trung chủ yếu ở các nước có khí hậu cận nhiệt đới như Mêhico, Brazin, Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ và các nước ven Địa Trung Hải, các nước ở vĩ tuyến 30- 350.

Ngày nay, sản xuất cam quýt từ vùng nhiệt đới đã tăng lên gần bằng các nước cận nhiệt đới. Nguyên nhân là do điều kiện tự nhiên, kĩ thuật canh tác tiến bộ, nhiệt độ vùng ôn đới hạ thấp hơn ảnh hưởng đến sản lượng quýt. Nguyên nhân quan trọng hơn là dân số các nước vùng nhiệt đới tăng nhanh, điều kiện kinh tế phát triển hơn, nhu cầu tiêu thụ cam quýt tăng, kéo theo sản xuất cũng tăng. Theo FAO (năm 2013) tổng sản lượng cam quýt trên thế giới đạt 135,169 triệu tấn.

Trong đó, năm quốc gia có sản lượng cao nhất là Trung Quốc 32,1 triệu tấn, Brazin 19,9 triệu tấn, Mỹ 10,3 triệu tấn, Ấn Độ 9 triệu tấn, Mehico 7,18 triệu tấn [29]. Tình hình sản xuất quýt ở Việt Nam Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa, thích hợp với nhiều loại cây. Do vậy, cây quýt ở nước ta được trồng trải dọc từ Bắc xuống miền Nam. Ở miền Bắc, quýt được trồng nhiều ở một số tỉnh Hà Tây, Hưng Yên, Bắc Giang, Bắc Kạn, Tuyên Quang, Hà Giang.Do nhu cầu tiêu thụ cao nên diện tích trồng 5 quýt ở các địa phương ngày càng được mở rộng, nhiều vườn quýt được trồng lại bằng các giống cho năng suất và chất lượng cao.

Theo FAO, năm 2012 tổng sản lượng cam quýt nước ta đạt 958000 tấn, sang năm 2013 sản lượng đã tăng lên và đạt 971000 tấn. Về năng suất trung bình trong năm 2012 đạt 119,53/ha, sang năm 2013 chỉ số này đã tăng lên 119,77/ha. Tuy nhiên, việc sản xuất quýt trong nước vẫn chưa đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước nên mỗi năm nước ta vẫn phải nhập khẩu quýt từ các nước, trong đó chủ yếu là từ Trung Quốc [29]. Kỹ thuật nhân giống in vitro trong công nghệ tế bào thực vật Nhân giống in vitro (vi nhân giống) là một trong những ứng dụng chính của công nghệ tế bào thực vật, sử dụng sự phát triển nhân tạo và nhân các điểm sinh trưởng hoặc các mô phân sinh trong cây.

Theo các công trình nghiên cứu thì chỉ có đỉnh sinh trưởng của chồi mới đảm bảo sự ổn định về di truyền, tiếp đến là đỉnh mô phân sinh với kích thước nhỏ, kết hợp xử lý nhiệt để làm sạch bệnh là nguyên liệu tốt cho nhân giống [1]. Kỹ thuật nhân nhanh được ứng dụng nhằm phục vụ các mục đích sau: (1) Duy trì và nhân nhanh các kiểu gen quý hiếm làm vật liệu của công tác chọn giống. (2) Duy trì và nhân nhanh các cá thể đầu dòng tốt để cung cấp hạt giống các loại cây trồng khác nhau như cây lương thực có củ, các loại cây rau, cây cảnh, cây dược liệu… (3) Nhân nhanh ở điều kiện vô trùng cách li tái nhiễm kết hợp với việc làm sạch bệnh virus. (4) Rút ngắn thời gian đưa các cây lai và các loài cây tự nhiên có đặc điểm tốt vào sản xuất hoặc nhân nhanh bố mẹ của các cặp lai trong sản xuất hạt lai.

Ưu thế và các phương thức nhân giống in vitro Ngành công nghiệp nhân giống in vitro phát triển và mở rộng trong những năm gần đây do yêu cầu về chất lượng và số lượng cây giống tăng lên nhanh chóng trên toàn thế giới nhằm phục vụ những dự án trồng lại rừng, sản xuất lương thực, thực phẩm, thức ăn gia súc, nông nghiệp và bảo vệ môi trường toàn cầu. Vì nhân giống in vitro có những ưu điểm lớn mà không một loại hình nhân giống nào có được. Thứ nhất: Hệ số nhân giống cao, rút ngắn thời gian đưa giống vào sản xuất. Trong phần lớn các trường hợp công nghệ in vitro đảm bảo một tốc độ nhân nhanh.

Đồng thời, tạo cây con giống cây mẹ, đáp ứng yêu cầu của việc bảo tồn nguồn gen quý hiếm. Thứ hai: Nhân được một số lượng cây lớn trong một diện tích nhỏ. Trong 1m2 diện tích có thể để được tới 18. Thứ ba: Làm sạch bệnh cây trồng và cách ly chúng với các nguồn bệnh vì vậy đảm bảo các giống sạch bệnh.

Thứ tư: Thuận tiện và làm hạ giá thành vận chuyển (một thùng 40.000 cây dâu tây cũng chỉ nặng 15kg); việc bảo quản cây giống giữ ở nhiệt độ 4 0C trong hàng tháng vẫn cho tỉ lệ sống trên 95%. Thứ năm: Sản xuất quanh năm, quá trình sản xuất có thể được vận hành trong bất cứ thời gian nào trong ngày, mùa nào trong năm. Các phương thức nhân giống in vitro được ứng dụng đó là nuôi cấy mô phân sinh hoặc đỉnh sinh trưởng; tái sinh cây hoàn chỉnh từ các bộ phận khác của cây và nhân giống qua giai đoạn mô sẹo đã đem lại khả năng nhân giống cây trồng ở quy mô lớn, kể cả các đối tượng khó nhân giống bằng phương pháp thông thường, hệ số nhân giống cao, tiết kiệm vật liệu giống, cho ra sản phẩm đồng nhất về mặt di truyền. Nguyên liệu nuôi cấy sạch bệnh cho sản phẩm hoàn toàn sạch bệnh, khả năng tái tạo, phục hồi nguồn gen có nguy cơ biến mất trong tự nhiên [122].

7 Nuôi cấy mô phân sinh hoặc đỉnh sinh trưởng Theo Lê Trần Bình (1997), mô phân sinh nuôi cấy là mẫu vật nuôi cấy được tách từ đỉnh sinh trưởng có kích thước trong vòng 0,1mm tính từ chóp của đỉnh sinh trưởng [1].