Đặt vấn đề Cây trầu bà hồng hạc (Philodendron billietiae) là một loại cây thuộc họ Ráy (Araceae), phân bố chủ yếu ở rừng nhiệt đới Guiana, Brazil. Cây trầu bà hồng hạc này đã được trồng khá phổ biến tại một số nước có khí hậu nhiệt đới như Việt Nam, Thái Lan, Singapore… Ở nước ta, cây trầu bà hồng hạc là một loại cây cảnh lá rất được người tiêu dùng ưa chuộng do dễ trồng, dễ chăm sóc và mang lại cho một không gian xanh. Bên cạnh đó, cây còn có khả năng lọc không khí và hấp thụ các bức xạ phát ra từ các thiết bị điện tử. Cây trầu bà hồng hạc thông thường được bán với giá thành tương đối cao khoảng vài trăm nghìn đồng tới hàng triệu đồng tùy vào kích cỡ của cây.
Đặc biệt những cây có đột biến màu sắc lá đã được bán với giá thành rất cao lên tới hàng trăm triệu đồng trên một cây. Việc này đã mở ra một hướng đi mới cho những người trồng cây trầu bà hồng hạc. Tần số đột biến ngoài tự nhiên thường rất thấp do các đột biến phần lớn ở trạng thái lặn nên việc áp dụng phương pháp gây đột biến in vitro bằng hóa chất để tăng tần số đột biến ở cây trồng là cần thiết. Đột biến in vitro là phương pháp kết hợp giữa kỹ thuật nuôi cấy mô trong ống nghiệm với phương pháp cảm ứng gây đột biến, sự kết hợp này tăng khả năng tạo biến dị của giống cây trồng (Walther & Sauer, 1986).
Tại Việt Nam, đã có khá nhiều nghiên cứu về phương pháp gây đột biến in vitro cây trồng bằng hóa chất và có những kết quả rất khả quan. Tuy nhiên, cho tới nay chưa có công bố chính thức nào về nghiên cứu tạo đột biến in vitro cây trầu bà hồng hạc. Do đó, tôi thực hiện thử nghiệm “Nghiên cứu tạo đột biến in vitro cây trầu bà hồng hạc (Philodendron billietiae) bằng xử lý sodium azide” để tạo ra các dòng biến dị di truyền làm nguyên liệu cho công tác chọn giống cây trầu bà hồng hạc. Mục đích của đề tài Xác định được phương pháp xử lý đột biến hiệu quả và tạo được các dòng biến dị di truyền làm nguồn nguyên liệu cho công tác chọn giống cây trầu bà hồng hạc (Philodendron billietiae).
Yêu cầu - Xác định nồng độ sodium azide thích hợp đến khả năng sống và tạo biến dị của chồi cây trầu bà hồng hạc. - Xác định được thời gian xử lý sodium azide thích hợp đến khả năng sống và tạo biến dị của chồi cây trầu bà hồng hạc. - Đánh giá được khả năng duy trì biến dị của chồi cây trầu bà hồng hạc (Philodendron billietiae) qua các lần cấy chuyển. - Đánh giá được sự sai khác di truyền của dòng trầu bà hồng hạc biến dị.
2 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Giới thiệu về cây trầu bà hồng hạc 2. Sơ lược và phân bố Cây trầu bà hồng hạc (Philodendron billietiae) thuộc họ Ráy (Araceae) còn có tên gọi khác là cây hồng hạc, việt hồng hạc… là một loại cây cảnh được ưa chuộng tại Việt Nam. Hiện nay, cây được phân bố rộng rãi trên thế giới đặc biệt là những nước có khí hậu nhiệt đới: Việt Nam, Thái Lan, Singapore… Cây có cuống lá dài màu cam và phiến lá to xẻ sâu hình trái tim đặc trưng.
Do cây có ý nghĩa phong thủy tốt là mang tới may mắn và thịnh vượng cho gia chủ nên rất được ưa chuộng để bài trí ở trong nhà hoặc văn phòng làm việc. Cây trầu bà hồng hạc (Philodendron billietiae) 2. Đặc điểm hình thái Rễ: Rễ chùm; khi cây còn non rễ có màu nâu tía và hệ thống lông rễ rất phát triển; rễ trưởng thành có màu nâu đen. Thân: Thân có nhiều đốt ngắn.
Lá: Ở cây trưởng thành lá mọc thành cụm ở gần cuối thân; có cuống lá mọc thẳng và có thể dài tới hơn nửa mét; phiến lá to thuôn dài, xẻ sâu hình trái tim ở phần cuống lá; lá thường có màu xanh và viền lá gợn sóng với màu cam; gân giữa 3 có màu xanh nhạt, các gân bên cách đều nhau và tạo thành một góc 90⁰ với gân giữa (Billiet, 1996). Hoa: Hoa đơn tính cùng gốc; cụm hoa bông mo không phân nhánh; cụm hoa được che phủ một phần ở phía dưới bởi một mo có màu xanh lục nhạt; hoa nhỏ, màu trắng, hoa cái ở phần đáy còn hoa đực ở phần đỉnh của cụm hoa. Hoa thường mở vào cuối ngày và có thể mở trong khoảng 12 giờ. Đặc tính sinh học và sinh thái Cây thường ra hoa vào tháng 12 và kéo dài từ 2 – 3 tháng.
Chồi thường mọc ra từ các nách lá sau khi lá già bị rụng. Cây ưa ẩm, ưa sáng và thường mọc ở rừng mưa nhiệt đới. Có thể nhân giống cây bằng phương pháp giâm cành chứa 1 – 3 mắt ngủ. Cây sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ từ 20 – 25⁰C là tốt nhất, vào ban đêm nền nhiệt cần phải đảm bảo ở mức 13 – 18⁰C.
Giá trị sử dụng Giá trị kinh tế: hiện nay, trên thị trường cây cảnh trầu bà hồng hạc đang được bán với giá từ vài trăm nghìn đồng tới hàng triệu đồng tùy vào kích thước của cây. Đặc biệt với những cây mang thể đột biến có giá lên tới hàng trăm triệu được bán tại thị trường cây cảnh Thái Lan, tại Việt Nam cây trầu bà hồng hạc có đột biến màu sắc lá đã được những người yêu cây cảnh mua lại với giá từ 60 – 80 triệu đồng/lá đột biến (Thu Hà, 2022). Giá trị kinh tế của cây trầu bà hồng hạc là vô cùng lớn do cây rất phù hợp với khí hậu tự nhiên của Việt Nam, dễ chăm sóc mà vẫn mang lại hiệu quả và năng suất cao. Cây trầu bà hồng hạc không chỉ để trang trí nhà cửa, làm đẹp không gian sống mà cây còn có tác dụng lọc không khí và hấp thụ bức xạ phát ra từ các thiết bị điện tử đặt gần cây (Thùy Linh, 2022).
Về mặt phong thủy, trầu bà hồng hạc là cây phong thủy vô cùng tốt cho gia chủ khi nó có ý nghĩa là thu hút những điều may mắn và mang tới nhiều cơ hội tốt trong cuộc sống, công việc (Thùy Linh, 2022). Khái quát về xử lý đột biến trong chọn tạo giống cây trồng 2. Khái niệm về đột biến Đột biến là quá trình xảy ra những biến đổi bất thường của DNA, gen hay nhiễm sắc thể dẫn đến sự thay đổi của một hoặc một vài tính trạng, những biến đổi này có thể di truyền cho các đời sau. Đột biến là một trong những nhân tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa của sinh giới thông qua quá trình chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo.
Có 2 loại đột biến là đột biến gen và đột biến nhiễm sắc thể được phân loại dựa vào tính chất biến đổi cấu trúc di truyền. Đột biến gen làm thay đổi trật tự các nucleotid trong DNA hoặc làm thay đổi các bazo nito trong các cặp nucleotid. Đột biến gen ngoài xảy ra ở DNA của nhiễm sắc thể, nó còn xảy ra trên DNA của các bào quan như ty thể, lục lạp. Đột biến nhiễm sắc thể là các đột biến làm đứt gãy hoặc thay đổi cấu trúc của nhiễm sắc thể.
Ngoài 2 loại đột biến nêu ở trên còn có một loại đột biến làm tăng hoặc giảm số lần bộ nhiễm sắc thể được gọi là đa bội thể hoặc đơn bội thể. Dạng đột biến này thường chỉ được phát hiện ra ở đời F2, F3 và các thế hệ sau khi cho tự thụ. Các tác nhân gây đột biến Các tác nhân gây đột biến tồn tại trong môi trường sống của chúng ta, bao gồm ánh sáng mặt trời, các loại hóa chất được đưa vào cơ thể thông qua đường ăn uống hoặc trong không khí mà chúng ta đang hít thở (Reha-Krantz, 2013). Có 3 nhóm tác nhân gây đột biến là: tác nhân vật lý, tác nhân hóa học và tác nhân sinh học.
Tác nhân vật lý gây đột biến có 3 loại chính: các tia phóng xạ, tia tử ngoại và sốc nhiệt. Các tia phóng xạ bao gồm: tia X, tia gamma, tia alpha… các tia này có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên DNA của tế bào khi chúng xuyên qua các mô. Các tia này có thể gây ra đột biến gen hoặc đột biến nhiễm sắc thể. Theo nghiên cứu của Strus (1997) tia tử ngoại (tia cực tím) gây ra các đột biến khiến 5 khả năng sao chép DNA bị ngừng do bức xạ tia cực tím ảnh hưởng đến toàn bộ các operon khiến cho sự biểu hiện gene không thể thực hiện.
Nhiệt độ là một trong những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp tới các sinh vật. Khi cơ thể sinh vật ở trong môi trường sốc nhiệt, các cơ chế bảo vệ sự cân bằng trong cơ thể không kịp điều chỉnh sẽ gây chấn thương trong tế bào và thường sẽ phát sinh đột biến số lượng nhiễm sắc thể. Do khi nhiệt độ lên cao sẽ gây ra những tổn thương màng tế bào chất và làm biến tính RNA, trong khi đó khi nhiệt độ hạ xuống rất thấp sẽ gây ra sự kết tinh nước ở trong tế bào và phá hủy cấy trúc tế bào chất (Strus, 1997). Tác nhân hóa học gây đột biến: nicotine, colchicine, dioxine, EMS, NaN3, 5BU (5 – bromuaxin).
Các loại hóa chất có thể thẩm thấu vào trong tế bào và tác động lên nhiễm sắc thể gây nên các đột biến gen hoặc đột biến về số lượng, cấu trúc nhiễm sắc thể. Hóa chất colchicine khi thẩm thấu vào bên trong tế bào sẽ ngăn cản sự hình thành của vi ống trong quá trình phân chia tế bào, do đó các nhiễm sắc thể không thể tách ra. Kết quả, một tế bào có số lượng nhiễm sắc thể tăng lên và tạo nên các thể đột biến đa bội. EMS là hóa chất đồng đẳng của A và G, nó gây đột biến thay thế cặp G – X thành cặp A – T.
5BU là hóa chất có khả năng gây đột biến điểm thay thế cặp A – T thành cặp G – X. Các tác nhân sinh học gây đột biến bao gồm các tác nhân virus (virus herpes, virus viêm gan B…) và vi khuẩn. Các tác nhân này khi xâm nhập và kết hợp vào DNA của vật chủ, chúng có thể gây ra sự thay đổi trong hoạt động của gene và dẫn tới một số rối loạn trong quá trình phân chia tế bào (Dixit & Kumar, 2018). Cơ chế di truyền của đột biến Khi đột biến phát sinh trong quá trình thụ tinh xảy ra tại một tế bào sinh dục đang trong quá trình giảm phân hình thành giao tử.