Đặt vấn đề Cây trầu bà xanh (Epipremnum aureum) là một cây thuộc họ ráy (Araceae), vốn là loài cây bản địa Autralia. Đây là một loài cây đƣợc trồng trong nhà phổ biến ở các vùng ôn đới nhƣng cũng đã đƣợc nhập nội trong các khu rừng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới nhƣ miền bắc Nam Phi, Úc, Đông Nam Á, Quần đảo Thái Bình Dƣơng và Tây Ấn. Ở Việt Nam, cây trầu bà xanh đƣợc trồng rộng rãi khắp cả nƣớc bởi dễ trồng, tạo nên sự sinh động hay nhờ màu xanh của nó. Bên cạnh đó, cây trầu bà xanh trong nƣớc còn có thể làm sạch không khí, loại bỏ Aldehyde formic và các chất ô nhiễm.
Cây trầu bà xanh thƣờng đƣợc bán với giá từ vài trăm nghìn thậm tới vài triệu tùy vào cây. Đặc biệt cây có những màu sắc đột biến đƣợc bán với giá càng cao mở ra hƣớng đi mới cho những ngƣời trồng trầu bà xanh. Tần suất đột biến ngoài tự nhiên thƣờng rất thấp nên việc gây đột biến in vitro bằng xử lý hóa chất để tăng tuần suất đột biến là cần thiết. Đột biến in vitro là phƣơng pháp kết hợp giữa kỹ thuật nuôi cấy mô trong ống nghiệm với phƣơng pháp cảm ứng gây đột biến làm tăng khả năng tạo biến dị của cây trồng (Walther &Sauer, 1986).
Ở Việt Nam, hiện nay đã có khá nhiều nghiên cứu về phƣơng pháp gây đột biến in vitro cây trồng cho kết quả khả quan. Tuy nhiên, cho đến nay chƣa thấy có công bố chính thức về đột biến in vitro cây trầu bà xanh. Do đó, tôi thực hiện đề tài ―Nghiên cứu tạo đột biến in vitro cây trầu bà xanh (Epipremnum aureum) 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 xanh. Mục đích của đề tài Xác định đƣợc phƣơng pháp xử lý đột biến hiệu quả và tạo đƣợc các dòng biến dị di truyền làm nguồn nguyên liệu cho công tác chọn giống cây trầu bà xanh (Epipremnum aureum).
Yêu cầu - Xác định nồng độ sodium azide thích hợp đến khả năng sống và tạo biến dị của chồi cây trầu bà xanh. - Xác định đƣợc thời gian xử lý sodium azide thích hợp đến khả năng sống và tạo biến dị của chồi cây trầu bà xanh. - Đánh giá đƣợc khả năng duy trì biến dị của chồi cây trầu bà xanh (Epipremnum aureum) qua các lần cấy chuyển. - Đánh giá đƣợc sự sai khác di truyền của dòng trầu bà xanh biến dị.
2 PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Giới thiệu về cây trầu bà xanh 2. Sơ lƣợc và phân bố Cây trầu bà xanh (Epipremnum aureum) thuộc họ Ráy (Araceae) còn có tên gọi khác là cây vạn niên thanh, hoàng tam điệp, thạch cam tử,… đƣợc trồng nhiều ở các văn phòng, công sở, trong các gia đình, nhà hàng, quán cafe, các shop buôn bán… Cây trầu bà xanh là loài cây bản địa của Australia, Indonesia, Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ và đã đƣợc trồng rộng rãi trên nhiều nƣớc trong đó có Việt Nam. Cây có lá vuốt nhọn ở đỉnh và tim ở gốc.
Cây trầu bà xanh (Epipremnum aureum) 2. Đặc điểm hình thái Rễ: Rễ chùm; bộ rễ phát triển mạnh mẽ, khi còn non rễ màu xanh nhạt, sau đó rễ đậm màu dần. Thân: Cây thân thảo leo, có hình trụ mập, bám chặt vào gỗ hay vách đá. 3 Lá: Có lá lớn, lúc còn non mép lá nguyên, sau đó xẻ thùy sâu dần với gốc lá hình tim, cuống lá dài có bẹ, lá thƣờng có màu xanh lục, phiến lá trơn nhẵn và bóng mƣợt, lá già thì thƣờng thô nhám hơn, gân lá hình xƣơng với gân chính rõ ràng và thuộc dạng mọc cách.
Hoa: Cụm hoa bông mập có mo, cuống ngắn và buông thõng xuống. Đặc tính sinh học và sinh thái Cây trầu bà ƣa sống trong môi trƣờng nóng ẩm, yêu cầu đất trồng phải tơi xốp, màu mỡ và thoát nƣớc tốt. Cây thích hợp sinh trƣởng trong môi trƣờng có ánh sáng tán xạ mạnh. Nhiệt độ sinh trƣởng là 20 – 28°C (vào ban ngày), 15 - 18°C (vào ban đêm).
Mùa đông nhiệt độ trong nhà cần trên 10°C là cây có thể sống an toàn. Nếu nhiệt độ trên 5°C cây rễ rụng lá, ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng. Ở miền Bắc, nếu nhiệt độ từ 20°C trở lên, cây có thể sinh trƣởng bình thƣờng. Cây trầu bà xanh có thể nhân giống bằng cách cắt một đoạn cành già trên cây sau đó cắm vào đất ẩm trong 2 tuần rồi mang trồng vào nơi cần trang trí.
Giá trị sử dụng Giá trị kinh tế: Hiện nay, cây trầu bà xanh đang đƣợc bán với giá từ vài trăm nghìn đến vài chục triệu, thậm chí vài trăm triệu tùy vào kích thƣớc của cây. Đặc biệt những cây mang đột biến có giá càng cao. Giá trị kinh tế của cây trầu bà xanh là rất lớn vì phù hợp với khí hậu Việt Nam, dễ dàng chăm sóc và mang lại hiệu quả kinh tế cao (Tôn Linh, 2021). Cây trầu bà xanh không chỉ có tác dụng trang trí mà còn có tác dụng lọc không khí đem lại không gian sống trong lành.
Theo phong thủy đây là loại cây xua đuổi tà khí và vận xấu. Khái quát về xử lý đột biến trong chọn tạo giống cây trồng 2. Khái niệm về đột biến Đột biến là những biến đổi bất thƣờng trong vật chất di truyền ở cấp độ phân tử (DNA, gen) hoặc cấp độ tế bào (nhiễm sắc thể), dẫn đến sự biến đổi đột ngột của một hay một số tính trạng, những biến đổ này có tính chất bền vững và có thể di truyền cho đời sau. Đột biến là quá trình xảy ra đột ngột, riêng rẽ, ngẫu nhiên, không định hƣớng ở cơ thể sống trong điều kiện tự nhiên.
Các tác nhân gây đột biến Các tác nhân gây đột biến tồn tại trong môi trƣờng sống của chúng ta và đƣợc chia làm 2 loại là tác nhân bên ngoài cơ thể và tác nhân bên trong cơ thể. Tác nhân bên ngoài cơ thể đƣợc chia làm 3 loại chính là: tác nhân vật lý, tác nhân hóa học và tác nhân sinh học. - Tác nhân vật lý gây đột biến gồm 3 loại chính: tia phóng xạ, tia tử ngoại, sốc nhiệt. Tia phóng xạ là các tia X, tia gamma, tia alpha, tia beta,… những tia này tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên ADN trong tế bào gây ra đột biến gen hoặc làm chấn thƣơng NST gây ra đột biến NST khi xuyên qua mô; tia X và tia gamma là 2 dạng tia đƣợc sử dụng nhƣ nguồn chiếu xạ cơ bản trong các thực nghiệm, do có bƣớc sóng rất ngắn và vận tốc rất lớn, không có khối lƣợng và điện tích, không bị lệch trong điện trƣờng và có sức xuyên khá lớn.
Khả năng xuyên của tia tử ngoại không bằng tia phóng xạ nên dùng để xử lý vi sinh vật, bào tử và hạt phấn, chủ yếu gây nên các đột biến gen. Sốc nhiệt là sự thay đổi nhiệt độ môi trƣờng một cách đột ngột làm cơ chế tự bảo vệ cân bằng của cơ thể chƣa kịp điều 5 chỉnh gây chấn thƣơng trong bộ máy di truyền hoặc làm tổn thƣơng thoi phân bào gây đột biến số lƣợng NST. - Tác nhân hóa học: 5BU (5-Bromuraxin) là đồng đẳng của T có khả năng gây đột biến thay thế cặp A-T thành cặp G-X; 2-Aminopurin tác động vào giai đoạn sao chép, làm sai hỏng DNA trong giai đoạn sao chép; EMS là đồng đẳng của A và G gây đột biến thay thế cặp G-X thành cặp A-T; Acridine gây đột biến mất hoặc thêm cặp nucleotide, nếu đƣợc chèn vào mạch khuôn cũ gây đột biến thêm cặp nucleotide; Colchicine – gây đột biến đa bội, ngăn chặn sự hình thành vi ống trong quá trình phân chia tế bào, do đó các NST không tách ra nhƣ bình thƣờng đẫn đến 1 tế bào có gấp đôi số lƣợng NST. - Tác nhân sinh học bao gồm virus và vi khuẩn.
Các tác nhân này xâm nhập vào sẽ kết hợp với DNA vật chủ gây ra sự thay đổi trong hoạt động của gen dẫn tới rối loạn quá trình phân bào (Dixit và Kumar, 2018). Do nguyên nhân bên trong cơ thể: - Những biến đổi bất thƣờng gây rối loạn các quá trình sinh lý và sinh hóa trong tế bào. Cơ chế di truyền của đột biến Đột biến có thể xảy ra bất kỳ lúc vào bất kỳ tế bào nào và phân chia theo nhiều cách khác nhau. Đột biến phát sinh trong quá trình giảm phân hình thành giao tử, xảy ra ở tế bào sinh dục nào đó thông qua thụ tinh sẽ đi vào hợp tử.
Nếu là gen trội sẽ đƣợc biểu hiện ngay thành kiểu hình trên cơ thể mang gen đó. Nếu là gen lặn thì sẽ không biểu hiện ra bên ngoài nhƣng không mất đi mà tiếp tục tồn tại và sẽ biểu hiện ra khi gặp đồng hợp lặn. 6 Ở đột biến soma, đột biến xảy ra ở tế bào soma, từ một tế bào bị đột biến thông qua nguyên phân đƣợc nhân lên thành mô và có thể di truyền bằng sinh sản sinh dƣỡng. Nếu là gen trội sẽ đƣợc biểu hiện ra, gọi là ―thể khảm‖.
Nếu là gen lặn sẽ không biểu hiện ra ngoài và mất đi khi cơ thể chết đi. Đột biến tiền phôi xảy ra ở những lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử, giao đoạn 2 từ 8 tế bào. Nó có thể đi vào hợp tử và di truyền cho thế hệ sau qua sinh sản hữu tính nếu tế bào đó đột biến thành tế bào sinh dục. Kỹ thuật RAPD 2.
Giới thiệu về kỹ thuật RAPD Kỹ thuật RAPD dựa trên kỹ thuật PCR, bằng cách sử dụng những đoạn mồi (primer) ngắn (khoảng 10 nucleotide) có trình tự biết trƣớc đem bắt cặp, nhân bản ngẫu nhiên với các đoạn DNA có trình tự bổ sung với các đoạn mồi. Theo nguyên tắc, các cả thể hoàn toàn giống nhau sau khi thực hiện kỹ thuật RAPD ở điều kiện nhƣ nhau sẽ tạo ra số lƣợng các đoạn DNA bằng nhau và có chiều dài tƣơng ứng bằng nhau. Nếu xảy ra đột biến làm xuất hiện hoặc mất đi một vị trí bắt cặp nào đó sẽ tạo ra số lƣợng và chiều dài các đoạn DNA khác nhau, vì vậy kỹ thuật RAPD có thể dùng để phát hiện đột biến. Kỹ thuật RAPD đƣợc thực hiện theo 3 bƣớc: Tách chiết DNA tổng số, nhân bản DNA với các mồi ngẫu nhiên bằng phƣơng pháp PCR; điện di sản phẩm PCR; xác định tính đa dạng di truyền.
Những ƣu điểm của kỹ thuật RAPD Kỹ thuật RAPD dễ thực hiện và dễ thành công do không cần biết trình tự bộ gen đối tƣợng nghiên cứu.