CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1 Tổng quan tài liệu I. GIỚI THIỆU VỀ CÂY CÁT TƯỜNG I. NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI Hình 1-1 : hoa cát tường Cây cát tường có tên khoa học là Eustoma grandiflorum (Raf) shiners hay Eustoma russllianum (Hook) G.Doncó nguồn gốc từ miền tây nước Mỹ, có khả năng chịu lạnh tốt, du nhập vào Đà Lạt nước ta lần đầu tiên khoảng hơn 8 năm về trước với nhiều chủng loại và màu sắc đa dạng như: kem, tím, vàng, hồng, hồng phai, tím đậm, trắng viền tím… Cát tường không rực rỡ như hoa cúc và không lộng lẫy như hoa hồng nhưng lại thu hút khách bởi vẻ đẹp đơn sơ và bởi quan niệm cát tường là loài hoa mang lại nhiều may mắn. Hiện tại cát tường là giống hoa được người tiêu dùng rất ưa chuộng và đang được sản xuất làm hoa thương phẩmh(hoa cắt cành).
Hoa cát tường được sản xuất nhiều ở Đà Lạt vì điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng nơi đây rất phù hợp với đặc điểm sinh trưởng của nó. Ngoài ra, cát tường còn được coi là hoa chủ lực và làm lên thương hiệu nhiều vườn hoa như vườn hoa Lang Biang Farm. Hiện nay, do nhu cầu chơi hoa cát tường ngày càng tăng, hoa sản xuất ra không đủ cầu. Vì vậy, Hiệp hội hoa Đà Lạt đã tổ chức hội thảo chuyên đề về qui trình kỹ thuật canh tác, thu họach hoa cát tường với sự có mặt của 10 nhà khoa học và hơn 40 người trồng hoa trên địa bàn Đà Lạt để trồng hoa cát tường có hiệu quả và cung cấp tốt nhất nhu cầu của người tiêu dùng.
Phân loại cây cát tường: ❖ Giới thực vật ⮚ Giới phụ cây thân thảo ▪ Nhóm cây có hạt LÊ VĂN QUỲNH 2 Tổng quan tài liệu • Phân nhom cây hoa ♦ Lớp cây hai lá mầm ⮚ phân lớp asteridae ▪ Bộ Gentianales • Họ Gentianaceae ♦ Giống Eustoma salisb.Don ❖ Loài Eustoma exaltatum (L.Don ❖ Phân loài Eustoma exaltatum (L.) Kartes Giống hoa cát tường gồm có hai loại: Giống hoa kép và hoa đơn − Giống hoa kép: Gồm Nhóm Avilia, Nhóm Balboa, Nhóm Catalina, Nhóm Candy, Nhóm Echo, Nhóm Mariachi… − Giống hoa đơn: Gồm nhóm Flamenco, Nhóm Heidi, Nhóm Laguna, Nhóm Malibu, Nhóm Yodel. MÔI TRƯỜNG SỐNG VÀ ĐẶC ĐIỂN SINH LÝ CỦA CÂY CÁT TƯỜNG: Hoa cát tường phát triển tốt ở điều kiện 70 - 80 Klux ánh sáng tự nhiên. Do vậy vào mùa xuân hay mùa hè có cường độ ánh sáng cao nên thường phải che lưới cho hoa. Hoa cát tường thích hợp với vụ dài ngày, có số giờ chiếu sáng trong ngày tối ưu là 16 giờ trong ngày thì sẽ cho chất lượng bông cao nhất.
Nhiệt độ tối thích cho hoa cát tường sinh trưởng và phát triển là từ 18 – 200 C vào ban ngày và 15 – 180 C vào ban đêm. Nhiệt độ vào ban đêm thấp hơn 150 Csẽ làm trì trệ quá trình sinh trưởng của cây. Vào ban ngày, khi nhiệt độ cao hơn 28 0 C sẽ làm cho hoa nở sớm, rút ngắn quá trình sinh trưởng của hoa và cho hoa kém chất lượng. Tùy theo từng chủng loại giống mà có yêu cầu về nhiệt độ và quang chu kỳ khác nhau.
Tính cả thời gian từ lúc gieo hạt cho đến khi cây ra hoa là từ 20 – 23 tuần. ⮚ Nước LÊ VĂN QUỲNH 3 Tổng quan tài liệu Nước rất cần thiết cho sự phát triển và ra hoa của cây cát tường. Ở những vùng khô hạn kéo dài, cây rất chậm phát triển và chất lượng hoa sẽ kém. Tuy nhiên, nếu để xảy ra hiện tượng ngập úng nước thì trong đất sẽ xuất hiện vi sinh vật gây thối gốc, cây sẽ bị chết.
Luôn duy trì độ ẩm thích hợp là yêu cầu bắt buộc khi trồng hoa cát tường. Trong quá trình trồng, ta nên tưới phun trong khoảng 2-3 tuần đầu tiên kể từ khi hình thành cây. Sau đó, ta chuyển qua dùng hệ thống phân phối nước vào gốc cây cho đến khi thu hoạch hoa [21]. ⮚ Độ pH Độ pH là một trong những yếu tố quan trọng nhất, ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của cây Cát tường.
Có nhiều những nghiên cứu đã đưa ra mức pH phù hợp cho sự phát triển của cây con lẫn cây đã lớn là trong khoảng 5.Woltz sau khi tiến hành khảo sát tác động của pH trong môi trường rễ lên quá trình sinh trưởng và phát triển của Cát tường đã đưa ra một số kết quả (bảng 1. Ảnh hưởng của pH đến sự phát triển của cây. Cây con Cây ra hoa Độ pH tán cây (cm) trọng lượng (g) chiều cao (cm) trọng lượng(g) số hoa và chồi hoa 5 3.27 54 38 63 Qua bảng trên ta thấy cây con cũng như cây đã ra hoa đều phát triển tốt nhất ở pH từ 5. Số hoa và chồi cũng nhiều nhất khi pH trong khoảng này.
Ta có thể điều chỉnh pH của môi trường bằng Ca như là một nguồn dinh dưỡng cho cây. LÊ VĂN QUỲNH 4 Tổng quan tài liệu ⮚ Nguồn dinh dưỡng Cây Cát tường có hai pha phát triển rõ rệt. Pha đầu là lúc cây con phát triển kéo dài đến khi ra hoa. Trong pha này, nồng độ Nitơ cần được cung cấp trong khoảng 100- 150 ppm, dưới dạng muối nitrate, nồng độ Kali cũng được cung cấp ở mức độ cân bằng với Nitơ.
Pha thứ hai bắt đầu khi những nụ hoa nhỏ được hình thành. Trong giai đoạn này, ta cần phải giảm nồng độ Nitơ, đồng thời tăng nồng độ Kali.Tỷ lệ giữa Nitơ và Kali thích hợp nhất trong giai đoạn này là 1N:1. Để tạo môi trường cho sự phát triển của cát tường, ta cũng phải giữ hàm lượng Canxi trong đất ở mức độ cao, khoảng 1500ppm. Có một điều cần lưu ý là lượng phân bón cho cây trong từng giai đoạn quan trọng nhưng khả năng hấp thụ phân bón mới quyết định.
Khả năng này phụ thuộc nhiều vào pH của môi trường có thích hợp hay không. CƠ SỞ XÂY DỰNG HỆ THỐNG TÁI SINH 1. Một số khái niệm Sự tái sinh cơ quan là quá trình phân hóa hình thành các cơ quan từ tế bào chưa phân hóa hoặc từ tế bào chưa phân hóa nhưng đã trải qua giai đoạn phản phân hóa. Ở thực vật có sự tái sinh là do nó có tính mềm dẻo và tính toàn năng.
Tính mềm dẻo là khả năng thay đổi để thích nghi với sự thay đổi của điều kiện môi trường và sự tổn thương do thực vật sống cố định trong xuốt thời gian sống. Tính toàn năng là khả năng tái sinh và biểu hiện tất cả tính trạng có chứa trong gen của một cây nào đó của một mô thuộc cây đó nếu được kích thích phù hợp. Nuôi cấy mô và làm tái sinh cung cấp chứng cứ rõ ràng nhất cho tính toàn năng này. Sự tái sinh là kết quả của quá trình biệt hoá lần hai được cho bởi sự tái biệt hoá của tế bào.
Nó không xảy ra ngay khi vừa cô lập mẫu cấy mà phải trải qua một quá trình phức tạp gồm các giai đoạn sau : ✔ Sự phân hoá của những tế bào đã phân hoá ( có thể dẫn đến sự tái xác định và trẻ hoá của tế bào) LÊ VĂN QUỲNH 5 Tổng quan tài liệu ✔ Sự phân chia tế bào, đôi khi tạo thành mô sẹo; khi tế bào phân chia thì bắt đầu xảy ra sự hình thành cơ quan. ✔ Sự hình thành cơ quan ✔ Sự phát triển của cơ quan. Xây dựng hệ thống tái sinh là quá trình nguyên cứu thực nghiệm để tìm ra những điều kiện tối ưu cho sự tái sinh của một đối tượng xác định .Qua thực nghiệm cho thấy điều khiện nuôi cấy và kích thích để cây tái sinh có thể rất khó khăn và nó vẫn phụ thuộc nhiều và kinh nghiệm. Nguyên liệu để tái sinh Nguyên liệu để tái sinh có thể đi từ những tế bào.
• Chưa phân hoá: mô sẹo, đỉnh sinh trưởng , tế bào tiền phôi (hợp tử) • Đã phân hoá: lá , thân , rễ , phôi …. Đối với những tế bào chưa phân hoá, sự tái sinh sẽ diễn ra khi gặp điều kiện thuận lợi. Còn những tế bào đã phân hoá chỉ có thể tái sinh được sau khi trải qua quá trình phản phân hoá để trở thành tế bào chưa phân hoá. Quá trình này kéo dài hay ngắn phụ thuộc nguồn gốc của tế bào đã phân hoá.
Tế bào càng già thì thời gian phản phân hoá càng lâu, khả năng phân hoá càng khó. Các yếu tố ảnh hưởng tới sự tái sinh ⮚ mẫu cấy: Những đặc tính chính của mẫu cấy ảnh hưởng đến sự phản ứng của mẫu cấy trong môi trường nuôi cấy là: ✔ nguồn gốc của mô ✔ đặc điểm sinh lý và tuổi của mẫu cấy ✔ mùa mà mẫu cấy được thu nhận ✔ kích thước của mẫu cấy ✔ chất lượng chung của cây lấy mẫu. Nói chung, tất cả các mẫu cấy (lá, thân, rễ, hoa, phôi…) đều có khả năng tái sinh thành công nếu ta điều khiển được sự kích thích phù hợp. Trong điều kiện thuận lợi, LÊ VĂN QUỲNH 6 Tổng quan tài liệu mẫu cấy đều có thể phân chia, tái sinh trực tiếp hay gián tiếp thông qua mô sẹo.
Những mẫu cấy còn non, trong đó có nhiều tế bào phân chia mạnh sẽ dễ phân chia tiếp trong nuôi cấy và dễ tái sinh hơn. ⮚ Dinh dưỡng và thành phần của môi trường Mỗi loại cây khác nhau thì sẽ có một môi trường dinh dưỡng với những thành phần và nồng độ khác nhau. Trong đó có những yếu tố chính sau: ✔ môi trường giàu dinh dưỡng và nghèo dinh dưỡng thường dùng là MS và BS ✔ nguồn cacbon (dùng làm năng lượng) thường dùng là 2-4 % suerose ✔ nguồn nito thường được hạ thấp ✔ các chất điều hòa sinh trưởng thực vật: auxins (2,4 -D, IAA, NAA và IBA); cytokinins (kinetin và BA), gibberellin, abscisic acid… ✔ các vitamine: inositol, nicotinic acid, pyridoxine và thiamine ✔ một số hợp chất khác như: acid amin, polyamine, dyosacharide… ⮚ tính chất môi trường nuôi cấy ✔ dạng môi trường: đặc hay lỏng (có hay không có agar) ✔ pH môi trường. ✔ cường độ và thời gian chiếu sáng ✔ nhiệt độ ✔ độ ẩm ✔ sự thông khí của thiết bị nuôi cấy III.
PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENE THỰC VẬT 1. Một số vấn đề chung về chuyển gen ở thực vật Hàng loạt các phương pháp chuyển gen đã được khám phá như phương pháp chuyển gen gián tiếp nhờ Agrobacterrium tumefacien (Klee và Roger,1989), chuyển gen trực tiếp bằng kỹ thuật bắn gen (Klein và CS, 1989), vi tiêm (Neuhaus và CS, 1987), xử lý laser (Weber và CS, 1988),… Trong đó, cho đến nay, kỹ thuật chuyển gen bằng A.tumefaciens vẫn được coi là phương pháp đơn giản và đạt hiệu quả cao.