Đặt vấn đề Đậu Nho nhe có tên khoa học Vigna umbellata (Thunb.) Ohwi & Ohashi thuộc họ Đậu (Fabaceae) hay thường được gọi là đậu gạo, đậu nâu. Loài đậu này được phát hiện lần đầu tiên ở Ấn Độ, sau đó được Ohwi và Ohashi miêu tả khoa học đầu tiên vào năm 2010. Đậu Nho nhe phân bố khá rộng từ miền Nam Trung Quốc sau đó lan rộng ra miền Bắc Việt Nam, Lào, Thái Lan,.Ở nước ta, đậu Nho nhe được trồng chủ yếu ở các tỉnh miền núi phía Bắc như Cao Bằng, Lào Cai, Yên Bái. Ðậu đỗ nói chung và đậu Nho nhe nói riêng là nhóm cây có giá trị dinh dưỡng cao, đóng vai trò thiết yếu để nâng cao tiêu chuẩn thực phẩm cho con người đặc biệt ở những nước đang phát triển trong tình trạng thiếu hụt protein.
Ðậu Nho nhe thường được sử dụng làm thức ăn cho người và vật nuôi, là cây một năm, hệ rễ phát triển mạnh, có nhiều nốt sần chứa vi khuẩn cố định đạm nên thường được trồng luân canh với lúa và ngô để tăng vụ và cải tạo đất bạc màu chống xói mòn. Đậu Nho nhe là cây sinh trưởng rất nhanh, sau 3 tháng có thể phủ kín đất, đặc biệt hàm lượng dinh dưỡng trong thân và lá cao, làm phân bón rất tốt. Một số những nghiên cứu gần đây, còn cho thấy đậu Nho nhe ngoài là cây lương thực thiết yếu còn có tác dụng trong việc chữa bệnh. Ở Trung Quốc, đậu Nho nhe được dùng như một loại dược liệu để chữa các bệnh liên quan đến đau nhức xương khớp, hay sắc uống để giải độc, giảm phù nề [41].
Tuy nhiên, các cây trồng thuộc họ Đậu có khả năng chống chịu kém đối với các tác nhân bất lợi từ ngoại cảnh và khả năng này ngày càng bị suy giảm nghiêm trọng do biến đổi khí hậu. Do vậy nghiên cứu tìm biện pháp cải thiện khả năng chống chịu của cây họ Đậu nói chung và cây đậu Nho nhe nói riêng được quan tâm và mang tính thời sự. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Có nhiều cách tiếp cận nghiên cứu nâng cao khả năng chống chịu của cây họ Đậu bằng lai hữu tính, đột biến thực nghiệm và công nghệ gen. Trong đó ứng dụng kỹ thuật chuyển gen để làm tăng khả năng chống chịu các stress phi sinh học là một hướng tiếp cận có triển vọng.
Việc xây dựng hệ thống tái sinh là một trong những giai đoạn có ý nghĩa quan trọng và quyết định rất lớn đến sự thành công của kỹ thuật chuyển gen. Đối với các cây họ Đậu như đậu tương, đậu xanh, đậu cove việc xây dựng hệ thống tái sinh in vitro đã được nghiên cứu và khẳng định. Còn đối với đậu Nho nhe, một loài cây hai lá mầm có thể tái sinh trong ống nghiệm hay không, tái sinh từ bộ phận nào của cây, công thức môi trường thích hợp cho tái sinh đa chồi. Đây là những câu hỏi đặt ra cho nghiên cứu này.
Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi xây dựng đề tài cho luận văn thạc sĩ là: “Nghiên cứu hệ thống tái sinh in vitro phục vụ chuyển gen ở cây đậu Nho nhe (Vigna umbellata)”. Mục tiêu nghiên cứu Xác định được hệ thống tái sinh đa chồi in vitro phục vụ chuyển gen ở cây đậu Nho nhe. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu điều kiện khử trùng hạt để tạo mẫu sạch trong ống nghiệm. - Nghiên cứu tái sinh đa chồi in vitro qua mô sẹo, nách lá mầm, chồi ngọn.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất kích thích sinh trưởng BAP, kinetin đến sự tạo đa chồi ở cây đậu Nho nhe. - Nghiên cứu ảnh hưởng của IBA đến khả năng ra rễ của chồi in vitro. - Nghiên cứu điều kiện chuyển cây đậu Nho nhe in vitro ra ngoài môi trường tự nhiên. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.
CÂY ĐẬU NHO NHE Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Nguồn gốc, phân loại, đặc điểm sinh học của đậu Nho nhe Đậu Nho nhe có những tên khác như: đậu gạo, đậu nâu, đậu Cao Bằng, đậu đà, thua dài. Tên khoa học của đậu Nho nhe là Vigna umbellata (Thunb. Đậu Nho nhe thuộc chi Đậu (Vigna), họ Đậu (Fabaceae), bộ Đậu (Fabales), lớp Hai lá mầm (Magnoliopsida).
Chi Vigna là một trong những chi lớn của họ Đậu, bao gồm 7 chi phụ là Vigna, Haydonia, Plectropic, Macrohynchus, Ceratotrophic, Lasionspron, Sigmoidotrotopis. Đậu Nho nhe theo quan điểm lấy hạt bao gồm các loại thuộc hai chi phụ là Vigna và Ceratotrophic. Chi phụ Ceratotrophic còn được gọi là nhóm đậu Châu Á mang những mức độ điển hình thể hiện ở mức độ cao nhất cho Vigna. Năm 1970, Vercourt đã công bố 5 trong 16 loài của Ceratotrophic đã được thuần hóa là: Đậu xanh (Vigna radiata (L.) Wilczel), đậu gạo (Vigna umbellata (Thunb.)), đậu adzukia (Vigna anguilaris (Willd), đậu ván (Vigna aconiti (Jacp)), Vigna trilobala (L.
Đậu Nho nhe là dạng cây thân thảo, có thể mọc thẳng đứng, bán thẳng hoặc xoắn có dây leo, thường có chiều dài từ 30-100 cm, một số loài có thể cao đến 200 cm. Thân cây có rãnh, phân nhánh. Khi cây còn non có lông ngắn, mịn, trắng phát triển bao phủ, lông này sẽ rụng dần khi cây lớn lên. Lá của đậu Nho nhe phần lớn là mọc cách, thường là lá kép ba lá chét, lá kèm hình ngọn giáo, chiều dài của lá từ 6-9 cm, cuống lá dài từ 5-10 cm.
Hệ thống rễ của đậu Nho nhe phát triển mạnh mẽ, rễ cái có thể cắm sâu xuống đất 100-150 cm có nhiều nốt sần chứa vi khuẩn cố định đạm. Hoa thường có màu vàng tươi hoặc vàng nhạt. Cụm hoa hình chùm mọc ra từ nách lá. Hoa lưỡng tính, đều hoặc không đều, mẫu 5.
Hoa thường có 10 nhị, màng hạt phấn có 3 rãnh - lỗ. Bộ nhụy gồm có 1 noãn với nhiều noãn đảo hay cong. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Quả của đậu Nho nhe dài hình dải cong, mọc đứng dài từ 7,5-12,5 cm, rộng 4- 6 mm, chứa khoảng 6-10 hạt. Hạt đậu dài 6-8 mm, rốn hạt lõm.
Hạt đậu Nho nhe có màu sắc đa dạng: vàng lục, vàng nâu, nâu, đen, đốm hoặc màu rơm. Các hạt màu vàng lục thường trở thành màu nâu vàng trong quá trình lưu trữ. Hạt màu vàng nâu được cho là có giá trị dinh dưỡng cao hơn cả. Đậu Nho nhe phát triển nhanh vào mùa hè.
Ở Ấn Độ và Nepal, đậu Nho nhe được gieo vào tháng 2, tháng 3 để thu hoạch vào mùa hè và tháng 7, tháng 8 để thu hoạch vào tháng 12. Thời kỳ sinh trưởng của cây thay đổi tùy theo giống và vùng địa lý. Khi được trồng ở Ăng-gô-la (vĩ độ 6°-17°S), theo báo cáo, cây trưởng thành sau 60 ngày kể từ khi gieo hạt, nhưng ở Tây Bengal ở bán cầu bắc, cây trồng cần khoảng 130 ngày để tạo ra năng suất hạt giống kinh tế [40]. Đậu Nho nhe là một cây họ đậu linh hoạt có thể phát triển ở vùng cận nhiệt đới ẩm đến khí hậu ôn đới ấm áp và mát mẻ.
Cây không chịu được sương giá nhưng chịu được nhiệt độ cao, thường được tìm thấy mọc ở những khu vực có nhiệt độ trung bình từ 18-30°C. Phạm vi nhiệt độ cho sự tăng trưởng là 10-40°C với mức tối ưu trong khoảng từ 18-30°C. Đậu Nho nhe phát triển tốt ở vùng khí hậu ẩm ướt và mặc dù có khả năng chịu hạn tốt, nhưng để có năng suất tốt, nó đòi hỏi lượng mưa hàng năm là 1000-1500 mm. Phạm vi lượng mưa hàng năm được báo cáo cho cây tăng trưởng là 300-2000 mm với mức tối ưu trong khoảng 700-1500 mm.
Đậu Nho nhe phát triển mạnh trong điều kiện ánh sáng đầy đủ, sự tăng trưởng của nó có thể bị cản trở nếu trồng xen canh với cây trồng khác chẳng hạn như ngô, lúa [40]. Loài đậu này có thể được trồng trên nhiều loại đất, cả những loại đất thoái hóa, khô cằn, nghèo dinh dưỡng nhưng để có năng suất tối ưu, nó đòi hỏi phải có đất màu mỡ. Tuy nhiên, độ phì nhiêu của đất cao có thể cản trở sự hình thành Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com quả và làm giảm năng suất hạt. Phạm vi pH đất cho sự tăng trưởng là 5,5-8 với mức tối ưu trong khoảng 6-7,5.
Đậu Nho nhe là một loại cây khỏe mạnh, có khả năng chống lại nhiều loại sâu bệnh, nó không cần phân bón hoặc chăm sóc đặc biệt trong quá trình tăng trưởng. Nó có nguồn gốc từ châu Á, được tìm thấy đầu tiên ở Ấn Độ và miền trung Trung Quốc sau đó lan sang Malaysia. Loài đậu này được người Ả Rập đưa vào Ai Cập, dọc theo bờ biển phía Đông châu Phi và các đảo Ấn Độ Dương. Ngày nay, đậu Nho nhe được trồng rộng rãi ở các nước nhiệt đới châu Á, ít được trồng ở Hoa Kỳ, Úc, Tây Nam châu Á, vùng nhiệt đới châu Phi và châu Mỹ.
Ở các cùng nhiệt đới châu Phi, nó được trồng ở Tây Phi, Đông Phi và các đảo Ấn Độ Dương, và ít gặp hơn ở Trung và Nam Phi. Ở nước ta, đậu Nho nhe được trồng chủ yếu ở các tỉnh miền núi phía Bắc như Cao Bằng, Lào Cai, Yên Bái,. Hiện nay, chưa có số liệu cụ thể về tình hình sản xuất đậu Nho nhe, tuy nhiên loài đậu này được sản xuất chủ yếu ở vùng nhiệt đới châu Á, Nhật Bản là nước nhập khẩu chính, các nhà xuất khẩu chính là Thái Lan, Myanmar và Trung Quốc. Madagascar cũng là một trong những nước xuất khẩu chính đậu Nho nhe.
Xuất khẩu trung bình hàng năm từ năm 1998-2000 ước tính là 1100 triệu tấn [40]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Cây đậu Nho nhe (ảnh chụp của tác giả tại vườn thí nghiệm Khoa Sinh học, 6/2018) 1. Giá trị dinh dưỡng và giá trị sử dụng của đậu Nho nhe Đậu Nho nhe là một loại đậu ít được biết đến và chưa được sử dụng đúng cách.
Tuy nhiên, gần đây loại đậu này đã gây được sự chú ý nhờ giá trị tiềm năng về mặt dinh dưỡng của nó. Chất lượng dinh dưỡng của hạt đậu Nho nhe cao hơn so với nhiều loại đậu khác thuộc họ Vigna.