ĐẶT VẤN ĐỀ Trong tình hình khủng hoảng năng lượng hiện nay, các nước trên thế giới đều đi tìm nguồn năng lượng có khả năng tái tạo được để thay thế một phân nguyên liệu từ dầu mỏ. Mỹ, Trung Quốc với nhu cầu khổng lồ về năng lượng dầu mỏ, hiện là các nước đứng đầu thế giới về đầu tư nghiên cứu cũng như sản xuất năng lượng không truyền thống trong đó có nhiên liệu sinh học. Dựa trên điều kiện tự nhiên xã hội của mình, mỗi nước phát triển một loại cây nhiên liệu khác nhau như: Đỗ tương, Dầu cọ, Hướng dương, Cải dầu,…. Khoảng 10 năm trở lại đây, nhiều nước trên thế giới trong đó có các nước khu vực châu Á, đặc biệt Việt Nam là nước quan tâm nghiên cứu và phát triển cây Cọc rào để sản xuất biodiesel.
Trồng cây Cọc rào chống được sa mạc hóa, mang lại việc làm cho người nghèo. Cây Cọc rào có ý nghĩa kinh tế môi trường xã hội cao. Bản thân cây Cọc rào ngoài tự nhiên sinh trưởng rất mạnh, nhân giống bằng hạt và giâm cành khá dễ. Nhưng nhân giống in vitro lại gặp nhiều khó khăn mà đây lại là khâu quan trọng trong công tác giống để góp phân nâng cao năng suất hạt.
Tuy nhiên, nhân giống in vitro cây Cọc rào cũng đã đạt được một số kết quả nhất định. Hiện nay mới chỉ dừng ở mức nhận được cây hoàn chỉnh từ chồi ngọn, chồi nách và tái sinh cây nuôi cấy từ lớp mỏng tế bào lá một số cây Cọc rào đầu dòng. Phôi vô tính được xem như kỹ thuật mang lại nhiều hiệu quả cao trong nhân giống cây trồng, cho phép tái sinh cây con từ tế bào đơn ban đầu, duy trì tính đồng nhất của các dòng tế bào và tránh hiện tượng biến dị di truyền. Hơn 200 loài đã được nhân giống bằng phôi vô tính.
Thông thường phôi vô tính được phát sinh trong môi trường bổ sung chất điều hòa sinh trưởng. Gần đây, ứng dụng một số chất như oligosaccharide, jasmonate, polyamine, acid amine và brassinosteroid cho thấy lợi ích phát sinh phôi từ một số loại thực vật. Chính vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của một số acid amine và polyamine lên sự hình thành phôi vô tính cây Cọc rào (Jatropha curcas L.) nuôi cấy in vitro” nhằm hình thành một hướng mới, tạo nguồn phôi vô tính để phục vụ cho các nghiên cứu xa hơn và công tác cải tạo giống loài cây này. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Xác định chất và nồng độ của acid amine và polyamine thích hợp cho sự hình thành phôi vô tính từ nguồn mô sẹo ban đầu.
Xác định môi trường thích hợp cho sự tái sinh thành cây con từ phôi vô tính. Tạo nguồn phôi phục vụ cho các nghiên cứu khác. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 1. Ý nghĩa Đây là một hướng nghiên cứu mới trong nuôi cấy in vitro tại Việt Nam trên đối tượng cây Cọc rào.
Có ý nghĩa trong nhân giống vô tính, đặt cơ sở nền móng cho nghiên cứu sinh lý thực vật ở cấp độ tế bào, chuyển gen thực vật. Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nội dung nghiên cứu của đề tài: (i) Nghiên cứu nồng độ của một số acid amine và polyamine thích hợp cho sự hình thành phôi vô tính từ mô sẹo, (ii) tạo nguồn cây con từ phôi vô tính cây Cọc rào. GIỚI THIỆU VỀ CÂY CỌC RÀO 2. Phân loại Giới : Plantae Ngành : Magnoliophyta Lớp : Magnoliopsida Bộ : Euphorbiale Họ : Euphorbiacea Chi : Jatropha Loài : Jatropha curcas L.
Jatropha là tên bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp: iatros (bác sĩ) và trophe (thực phẩm) ngụ ý dược tính của cây. Theo Correll và cộng sự (1982), curcas là tên của cây Cọc rào tại vùng Malabar, Ấn Độ. Ở Việt Nam, cây Cọc rào còn được gọi là cây Cọc dậu, Cây li, Ba đậu nam, Dầu mè. Cây Cọc rào (Jatropha curcas L.
Nguốc gốc và phân bố Cọc rào là một loài cây có lịch sử 70 triệu năm, có nhiều bằng chứng cho thấy cây Cọc rào có nguồn gốc từ Mexico (nơi duy nhất có hóa thạch của cây này) và Trung Mỹ, được người Bồ Đào Nha đưa qua Cape Verde, rồi lan truyền sang châu Phi, châu Á, sau đó được trồng ở nhiều nước, trở thành cây bản địa ở các nước nhiệt đới, cận nhiệt đới trên toàn thế giới như Brazil, Honduras, Fiji, Ấn Độ, Jamaica, Panama, Puerto Rico và Salvador. Chi Cọc rào gồm khoảng 175 loài cây thân mọng, cây bụi hay cây thân gỗ. Hiện nay nhiều nước trên thế giới đang chạy đua phát triển cây này, nhất là các nước Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Phillippin, Myanmar và nhiều nước châu Phi nhằm phục vụ nhu cầu năng lượng tại chỗ và xuất khẩu. Loài Jatropha curcas L.
dại phân bố nhiều ở vùng thung lũng á nhiệt đới khô nóng và vùng rừng mưa nhiệt đới ẩm, thường ở vùng đồi núi, đất dốc có độ cao 700 – 1600 m so với mực nước biển. curcas sinh trưởng tự nhiên trong những vùng nhiệt đới ở Mỹ, nhưng hiện nay đã được tìm thấy nhiều ở những vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới khắp châu Phi và châu Á. Ở Việt Nam, Cọc rào có mặt từ rất sớm, mọc nhiều ở những vùng núi, chủ yếu được người dân trồng để làm hàng rào. Theo kết quả nghiên cứu của TS.
Lê Võ Định Tường (2005) cây Cọc rào được phát hiện ở nhiều vùng sinh thái khác nhau như: Vùng trung du miền núi phía Bắc: tỉnh Lào Cai (Sa Pa), tỉnh Lai Châu (Tam Đường, Sìn Hồ, TX Lai Châu), tỉnh Điện Biên (TP Điện Biên), tỉnh Sơn La (Thuận Châu, Yên Châu, TX Sơn La), tỉnh Hòa Bình (Lạc Thủy, Hương Sơn, Lương Sơn), tỉnh Lạng Sơn (Chi Lăng, Lộc Bình, Mẫu Sơn, Tân Thanh). Vùng Bắc Trung bộ: tỉnh Thanh Hóa (Cẩm Thủy, Sao Vàng, Bá Thước, Thạch Thành), tỉnh Quảng Trị (Hưng Hóa). Vùng duyên hải Nam trung bộ: tỉnh Ninh Thuận (Ninh Sơn, Ninh Hòa), tỉnh Bình Thuận (Hàm Thuận Nam, Hàm Thuận Bắc, Bắc Bình), tỉnh Khánh Hòa (Cam Ranh, Diên Khánh, Khánh Sơn). 4 Vùng Đông Nam bộ: TP.
Hồ Chí Minh (Hoóc Môn), tỉnh Đồng Nai (Định Quán), tỉnh Lâm Đồng (Đức Trọng). Đặc điểm sinh học 2. Đặc điểm hình thái Cây Cọc rào là cây bụi gỗ mềm, vỏ xám nhẵn. Cây thường cao 3 5m, trong các điều kiện thích hợp cây có thể cao 8 10m, thân thẳng cao trung bình 6m với tán rộng.
Cành non mập và mọng nước, nhựa cây có màu trắng sữa hay màu vàng nhạt, lá rụng sớm, mọc dày ở phần ngọn. Lá có hình ovan hoặc hình trái tim, có lá chẻ thùy 3 đến 5 thùy. Lá dài 6 – 40 cm, rộng 6 – 35 cm, cuống dài 2,5 – 7,5 cm. Hoa thường nở vào tháng 4 – 5 tạo thành nhiều chùm có màu vàng nhạt, hình chuông.
Hoa đực có 10 nhị trong đó 5 nhị dính vào phần chân đế, 5 nhị kết lại thành bó. Hoa cái rời rạc với bầu nhụy hình elip, chia làm 3 ô, với 3 núm nhụy phân nhánh. Cụm hoa ở nách lá, hoa đơn tính và hoa cái thường to hơn hoa đực, ra hoa vào mùa hè. Quả có dạng nang, kích thước 2,5 – 4,0 cm.
Quả chia thành 3 ngăn, hạt nằm trong các ngăn này. Hạt cây thuôn, màu đen kích thước 2 x 1 cm. Cọc rào thụ phấn nhờ côn trùng. Dehgan và Webster (1979) cho rằng, Cọc rào được thụ phấn nhờ vào bướm ban đêm.
Nếu trồng trong nhà kính, không có côn trùng, hạt khó đậu quả nếu không thụ phấn nhân tạo. Rất hiếm có trường hợp hoa lưỡng tính có thể tự thụ phấn. Heller (1996) đã quan sát nhiều lần sâu bọ tới và thụ phấn cho hoa. Ở Senegal, Heller cũng đã phát hiện, nhị hoa mở muộn hơn nhụy hoa trên cùng một nhóm hoa, nhờ cơ chế này đã thúc đẩy quá trình thụ phấn chéo.
Münch (1986) không quan sát được cơ chế này ở Cape Verde, có thể do tác động của môi trường. Sau khi thụ phấn, một quả hình bầu dục có 3 ô được hình thành. Vỏ quả ngoài màu xanh cho tới khi hạt chín ở bên trong. Gupta (1985) đã nghiên cứu tỉ mỉ về giải phẫu các bộ phận của cây.
Cọc rào là một loài lưỡng bội với công thức bộ gen là 2n = 22 nhiễm sắc thể. Một số hình ảnh của cây Jatropha Curcas L. Trái chứa hạt; f. Cành, lá và trái xanh chứa hạt 6 2.
Đặc điểm sinh thái, sinh trưởng và phát triển Cây Cọc rào có thể phát triển trong các điều kiện khí hậu khô cằn. Điều kiện thích hợp nhất cho cây phát triển là mưa ít (200 mm) nhưng cây vẫn có thể sống được ở nơi có lượng mưa cao lên đến 1200 mm. Khi gặp hạn hán, cây thích ứng bằng cách rụng hầu hết lá để làm giảm sự thoát hơi nước. Nhiệt độ thích hợp cho cây là 18 – 28,5 C.
Điều kiện để hạt nảy mầm là khí hậu nóng ẩm. Hoa nở trong mùa mưa và tạo quả trong mùa đông. Cây có thể được trồng trên mọi loại đất. Cây cũng có khả năng chịu được sương mù nhẹ nhưng chỉ trong thời gian ngắn.
Cây càng già càng có khả năng kháng cự tốt và sương mù sẽ làm chết cây non. Cây dễ bén rễ, phát triển tương đối nhanh, cũng có khả năng chịu rét vừa phải, không bị trâu bò ăn hoặc các động vật khác gặm, thức ăn chính là phân bón hữu cơ. Thời gian ra quả trong vòng 6 tháng đến 1 năm, có thể bén rễ từ hạt, cây non và từ cành giâm. Vòng đời của cây Cọc rào khoảng 50 năm.
Nhưng có thể thu hái hạt trong khoảng thời gian ít nhất 40 năm. Thành phần hóa học củ Thành phần hóa học của hạt: 18,20% protein, 38,00% dầu béo, 17,08% carbohydrate, tinh bột, acid hữu cơ, hai chất độc và một chất nhựa. Dầu béo chứa acid myristic, acid palmitic, acid stearic, acid arachidic, acid oleic (37 63%), acid linoleic (19 40%), chất độc trong dầu béo là diterpen và 12 desoxy 16 hydroxyphorbol. Hàm lượng dầu trong hạt là 20 – 40% và trong nhân là 46 58%.
Thân, cành, lá chứa triacontanol, 7 ceto beta sitosterol. Vỏ cây chứa tanin (37%), sáp, đường khử, saponin, một ít tinh dầu. Nhựa mủ có curcain và 2 peptid mạch vòng là curcacyclin A và curcacyclin B. Trong điều trị bệnh Trong thành phần cây Cọc rào, đã phân tích được những hợp chất chủ yếu như tecpen, flavon, coumarin, lipid, sterol, alkaloid.
Nhiều bộ phận của cây này có thể chữa bệnh như lá, vỏ cây, hạt và rễ. Rễ trị tiêu viêm, cầm máu, trị ngứa; dầu của 7 hạt có thể nhuận tràng; dịch nhựa trắng tiết ra từ vết thương của cành có thể trị viêm lợi, làm lành vết thương, chữa trị bệnh trĩ và mụn cơm; nước sắc từ lá dùng để chữa bệnh phong thấp, đau răng,….