Nghiên cứu đột biến hoa huệ Polianthes tuberosa bằng tia gamma 60Co trong điều kiện in vitro

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

CAM KẾT KẾT QUẢ

MỤC LỤC

DANH SÁCH BẢNG

DANH SÁCH HÌNH

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

1. CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Mục tiêu chính

1.2. Mục tiêu cụ thể

1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu

1.3.2. Phạm vi nghiên cứu

1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.4.1. Ý nghĩa khoa học

1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn

1.5. Điểm mới của luận án

2. CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Giới thiệu về cây hoa huệ

2.1.1. Nguồn gốc và phân loại thực vật cây hoa huệ

2.1.2. Đặc điểm thực vật cây hoa huệ

2.1.3. Tình hình sản xuất hoa huệ trên thế giới và ở Việt Nam

2.2. Trên thế giới

2.3. Tầm quan trọng và mục đích sử dụng hoa huệ

2.4. Đặc điểm sinh trƣởng và phát triển

2.5. Một số yếu tố môi trƣờng ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng và phát triển của cây

2.5.1. Độ sâu khi trồng

2.5.2. Các chất dinh dƣỡng

2.6. Kỹ thuật trồng và chăm sóc cây hoa huệ

2.6.1. Chuẩn bị giống

2.6.2. Chuẩn bị đất

2.6.3. Sâu bệnh trên cây hoa huệ

2.7. Kỹ thuật nuôi cấy in vitro trong chọn tạo giống cây trồng đột biến

2.7.1. Các giai đoạn của nuôi cấy thực vật in vitro

2.7.2. Các loại mẫu cấy trong nuôi cấy in vitro ở cây hoa huệ

2.7.3. Kỹ thuật nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng (meristem culture)

2.7.4. Môi trƣờng nuôi cấy thực vật in vitro

2.7.4.1. Dinh dƣỡng khoáng và vitamin trong nuôi cấy thực vật in vitro

2.7.4.2. Các chất điều hòa sinh trƣởng thực vật trong nuôi cấy thực vật in vitro

2.7.4.3. Các chất bổ sung khác trong nuôi cấy thực vật in vitro

2.7.5. Sự hình thành mô sẹo và chồi (cụm chồi) trong nuôi cấy thực vật in vitro

2.7.5.1. Sự hình thành mô sẹo trong nuôi cấy in vitro

2.7.5.2. Sự hình thành chồi trong nuôi cấy in vitro

2.8. Phƣơng pháp xử lý đột biến bằng kỹ thuật chiếu xạ trong chọn tạo giống cây trồng

2.8.1. Sơ lƣợc về đột biến bằng kỹ thuật chiếu xạ

2.8.2. Đặc điểm của tia phóng xạ gamma

2.8.2.1. Cơ chế tạo đột biến của tia gamma (60Co)

2.8.2.2. Hiệu quả của tia gamma trong chọn giống cây trồng

2.8.2.3. Liều chiếu xạ

2.8.2.4. Liều gây chết LD50

2.8.2.5. Tần số đột biến in vitro

2.8.3. Ý nghĩa của phƣơng pháp chọn giống đột biến

2.8.4. Tình hình tạo giống ở hoa huệ trên thế giới và ở Việt Nam

2.8.4.1. Trên thế giới

2.8.5. Sự kết hợp của chọn giống đột biến bằng nuôi cấy thực vật in vitro và chiếu xạ tia gamma

2.8.5.1. Nguồn vật liệu để tạo đột biến in vitro

2.8.5.2. Ƣu điểm và khuyết điểm của phƣơng pháp chọn giống bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro và xử lý đột biến bằng tia gamma

2.8.5.3. Một số kết quả nghiên cứu về sử dụng phƣơng pháp nuôi cấy thực vật in vitro và xử lý đột biến bằng tia gamma ở các loại cây trồng

2.8.5.4. Một số nghiên cứu về xử lý đột biến bằng nuôi cấy thực vật in vitro và chiếu xạ tia gamma ở cây hoa huệ trên thế giới và ở Việt Nam

2.8.6. Ứng dụng chỉ thị di truyền để chọn lọc dòng đột biến trong chọn giống cây trồng và hoa huệ bằng xử lý tác nhân vật lý

2.8.6.1. Phản ứng chuỗi trùng hợp

2.8.6.2. Kỹ thuật chuỗi lặp lại đơn giản giữa (Inter Simple Sequence Repeat- ISSR)

2.8.6.3. Một số nghiên cứu về sử dụng PCR-ISSR trong chọn giống cây trồng bằng xử lý đột biến

2.8.6.4. Một số nghiên cứu ở cây hoa huệ sử dụng phƣơng pháp PCR-ISSR

2.8.6.5. Phân tích sự đa hình trình tự ADN trên gen ITS (Internal Transcribed Spacer)

2.8.7. Địa lý và điều kiện tự nhiên ở một số tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long

2.9. 2.

3. CHƢƠNG 3: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Phƣơng tiện nghiên cứu

3.1.1. Thời gian và địa điểm

3.1.2. Vật liệu thí nghiệm

3.1.3. Trang thiết bị và hóa chất

3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu

3.2.1. Nội dung 1: Tạo vật liệu cho xử lý chiếu xạ bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitro

3.2.1.1. Nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng cây hoa huệ

3.2.1.2. Tạo mô sẹo và cụm chồi hoa huệ cho xử lý chiếu xạ

3.2.2. Nội dung 2: Xác định hiệu quả của liều lƣợng tia gamma (60Co) trên hai giống/dòng hoa huệ bằng liều gây chết 50% (LD50) in vitro

3.2.2.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng của liều lƣợng tia (60Co) gamma đến sự sinh trƣởng và phát triển của cụm mô sẹo ở giống/dòng hoa huệ đơn

3.2.2.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của liều lƣợng tia gamma (60Co) đến sự sinh trƣởng và phát triển của cụm chồi ở giống/dòng hoa huệ kép

3.2.2.3. Nhân chồi và tạo rễ thành cây hoa huệ hoàn chỉnh

3.2.3. Nội dung 3: Xác định sự đa dạng về mặt hình thái của cây con giai đoạn thuần dƣỡng trong nhà lƣới

3.2.4. Nội dung 4: Chọn các dòng hoa huệ tăng về số cánh hoa, kích thƣớc hoa và hoa có mùi thơm theo phƣơng pháp truyền thống

3.2.4.1. Thí nghiệm 3: Khảo sát sự sinh trƣởng và phát triển của giống/dòng hoa huệ đơn sau khi xử lý tia gamma (60Co) ở ngoài đồng

3.2.4.2. Thí nghiệm 4: Khảo sát sự sinh trƣởng và phát triển của giống/dòng hoa huệ kép sau khi xử lý tia gamma (60Co) ở ngoài đồng

3.2.4.3. Đánh giá đa dạng ADN ở giống/dòng hoa huệ đột biến

3.2.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu

4. CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Tạo vật liệu cho xử lý chiếu xạ bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitro

4.1.1. Tỷ lệ sống khi nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng (ĐST) hai giống hoa huệ

4.1.2. Nhân cụm mô sẹo (callus) và cụm chồi

4.2. Xác định hiệu quả của liều lƣợng tia gamma (60Co) trên hai giống/dòng hoa huệ bằng liều gây chết 50% (LD50) in vitro

4.2.1. Hiệu quả của liều lƣợng tia gamma (60Co) đến sự sinh trƣởng và phát triển của mô sẹo giống/dòng hoa huệ đơn

4.2.1.1. Tỷ lệ tái sinh chồi ở cụm mô sẹo giống/dòng hoa huệ đơn

4.2.1.2. Tỷ lệ chết của cụm mô sẹo/chồi ở giống/dòng hoa huệ đơn

4.2.1.3. Liều gây chết LD50 của cụm mô sẹo/chồi ở giống/dòng hoa huệ đơn

4.2.1.4. Số chồi, chiều cao chồi và số lá ở giống/dòng hoa huệ đơn

4.2.1.5. Tác động của các liều chiếu xạ tia gamma (60Co) trên các cấu trúc bất thƣờng ở giống/dòng hoa huệ đơn

4.2.2. Hiệu quả của liều lƣợng tia gamma (60Co) đến sự sinh trƣởng và phát triển của cụm chồi giống/dòng hoa huệ kép

4.2.2.1. Tỷ lệ chết của cụm chồi ở giống/dòng hoa huệ kép

4.2.2.2. Liều gây chết LD50 của cụm chồi ở giống/dòng hoa huệ kép

4.2.2.3. Số chồi, chiều cao chồi và số lá ở giống/dòng hoa huệ kép

4.2.2.4. Tác động của các liều chiếu xạ tia gamma (60Co) trên các cấu trúc bất thƣờng ở giống/dòng hoa huệ kép

4.2.3. Nhân chồi và tạo rễ thành cây hoa huệ hoàn chỉnh

4.3. Xác định sự đa dạng về mặt hình thái của cây con giai đoạn thuần dƣỡng trong nhà lƣới

4.3.1. Tỷ lệ chết của các giống/dòng hoa huệ đơn giai đoạn thuần dƣỡng

4.3.2. Tỷ lệ chết của các giống/dòng huệ kép giai đoạn thuần dƣỡng

4.3.3. Các dạng bất thƣờng về kiểu hình của các giống/dòng hoa huệ đơn và kép giai đoạn thuần dƣỡng

4.4. Chọn các dòng hoa huệ tăng về số cánh hoa, kích thƣớc hoa và hoa có mùi thơm theo phƣơng pháp truyền thống

4.4.1. Các đặc điểm sinh trƣởng và ra hoa ở giống/dòng hoa huệ đơn

4.4.2. Các đặc điểm sinh trƣởng và ra hoa ở các giống/dòng hoa huệ kép

4.4.3. Đánh giá đa dạng di truyền các giống/dòng hoa huệ bất thƣờng chọn đƣợc

4.4.3.1. Đánh giá sự đa dạng di truyền bằng phƣơng pháp đánh dấu phân tử ISSR-PCR

4.4.3.2. Giải trình tự vùng ITS các giống/dòng hoa huệ

5. CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC BẢNG

PHỤ LỤC HÌNH

I. Giới thiệu

Nghiên cứu về đột biến gen của hoa huệ (Polianthes tuberosa) bằng tia gamma (60Co) trong điều kiện in vitro nhằm mục đích tạo ra các dòng hoa huệ mới có đặc điểm vượt trội. Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định môi trường nuôi cấy phù hợp, hiệu quả của liều lượng tia gamma, và sự đa dạng hình thái của cây. Việc áp dụng kỹ thuật sinh học trong nghiên cứu này không chỉ giúp cải thiện giống cây trồng mà còn mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các giống hoa có giá trị kinh tế cao. Nghiên cứu này cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng biến đổi di truyền để tạo ra các giống cây trồng có khả năng thích ứng tốt hơn với điều kiện môi trường.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện thông qua các thí nghiệm in vitro với các bước xử lý chiếu xạ bằng tia gamma (60Co) ở các liều khác nhau. Các mẫu hoa huệ được nuôi cấy trong môi trường bổ sung NAA và BA để tạo mô sẹo và cụm chồi. Kết quả cho thấy liều gây chết LD50 của hoa huệ đơn khoảng 10-15 Gy và hoa huệ kép khoảng 20-25 Gy. Sự sinh trưởng của mô sẹo và cụm chồi được theo dõi để đánh giá tác động của các liều chiếu xạ. Phương pháp này không chỉ giúp xác định hiệu quả của tia gamma mà còn cung cấp thông tin về sự phát triển của các dòng hoa huệ trong điều kiện nuôi cấy.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc xử lý bằng tia gamma đã tạo ra sự đa dạng về mặt hình thái ở các dòng hoa huệ. Các dòng hoa huệ đơn có thể tăng số lượng cánh hoa lên đến 8 cánh, trong khi hoa huệ kép có thể đạt được 36 cánh. Điều này chứng tỏ rằng đột biến thực vật có thể được sử dụng để cải thiện các đặc điểm mong muốn của giống cây trồng. Sự xuất hiện của các dạng bất thường về hình thái cũng cho thấy tiềm năng của việc sử dụng khoa học cây trồng trong việc phát triển giống mới. Những kết quả này không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có ứng dụng thực tiễn trong sản xuất nông nghiệp.

IV. Ý nghĩa và ứng dụng

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các giống hoa huệ có giá trị kinh tế cao. Việc áp dụng kỹ thuật sinh học và đột biến gen thông qua tia gamma không chỉ giúp cải thiện năng suất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Các dòng hoa huệ mới có thể đáp ứng nhu cầu thị trường và tạo ra lợi nhuận cao cho nông dân. Hơn nữa, nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất nông nghiệp, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp Việt Nam.

Nghiên cứu tạo dòng hoa huệ Polianthes tuberosa đột biến bằng tia gamma 60Co trong môi trường in vitro