MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây đậu dải (Vigna unguiculata) được biết đến và trồng từ rất lâu đời. Đậu dải hay còn gọi là đậu cowpea, là cây lương thực rất có tiềm năng trong việc cung cấp nguồn protein cho người và gia súc. Hạt đậu chứa khoảng 20- 30% protein và gần 60% carbohydrate (Aurora, 1995) [6]; (Aguirre và cs, 1998) [5]; (Castro và cs, 2002) [11].
Đậu dải có thể là nguồn thức ăn quan trọng cho phụ nữ mang thai vì hạt đậu rất giàu axit folic là dinh dưỡng cần thiết cho phát triển thai nhi. Lá và quả đậu dải khi còn non có thể dùng làm rau ăn rất ngon và bổ. Thân lá cây đậu sau thu hoạch có thể sử dụng để ủ làm thức ăn cho gia súc. Đậu dải bao gồm có ba loài phụ: đậu đen (Vigna unguiculata subsp.
cylindrica), đậu đũa (Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis) và đậu dải trắng rốn nâu (Vigna unguiculata subsp. Đậu đũa là loại rau phổ biến ở thị trường châu Á. Đậu dải được trồng phổ biến ở các vùng khí hậu nóng ấm, nửa khô hạn như các nước châu Phi, Ấn Độ, Mexico, miền Nam nước Mỹ.
Việt Nam cũng thuộc vùng sinh thái thích hợp cho nhóm đậu này, tuy nhiên lâu nay chúng ta vẫn phải nhập thêm đậu từ nước ngoài. Nghiên cứu giải pháp gia tăng sản lượng đậu dải trong nước sẽ mang lại ích lợi kinh tế cho đất nước, cải thiện sức khỏe cộng đồng. Đậu dải có khả năng chịu hạn, cải tạo đất tốt hơn đậu cô ve (Phaseolus vulgaris) do có bộ rễ ăn sâu hơn và cố định đạm mạnh hơn. Tuy nhiên theo nghiên cứu nước ngoài, năng suất canh tác (trọng lượng thu hoạch từng đơn vị diện tích) của các giống đậu dải hiện nay chỉ đạt 20-30% so với năng suất thực thụ.
Nguyên nhân gây giảm năng suất là do sâu bệnh như tuyến trùng, bệnh thối rễ, nấm hại lá, côn trùng (bọ xít, rệp, sâu ăn lá.), thời tiết bất thường v. Việt Nam cũng không nằm ngoài những yếu n 2 tố bất thuận này. Việc chọn tạo các giống đậu có khả năng chống chịu sẽ giúp cải thiện năng suất đồng thời giảm thiểu sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón, góp phần tăng hiệu quả canh tác, bảo vệ môi trường. Để phục vụ cho công tác chọn tạo giống bằng công nghệ tế bào đặc biệt là chọn giống thông qua chuyển gen và đột biến tế bào sôma, tạo ra giống mới có khả năng chống chịu, kháng bệnh, kháng sâu, kháng thuốc diệt cỏ tôi tiến hành nghiên cứu đề tài ″Nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro của một số giống đậu dải (Cowpea - Vigna unguiculata (L.)) phục vụ cho tạo giống mới″.
Mục đích nghiên cứu Xác định được điều kiện nuôi cấy in vitro phù hợp cho tái sinh một số giống đậu dải. Yêu cầu của đề tài - Xác định phương pháp khử trùng cho tỉ lệ nảy mầm cao. - Xác định môi trường nuôi cấy cơ bản phù hợp với một số giống đậu dải nghiên cứu. - Xác định ảnh hưởng của loại mô cấy và chất điều hòa sinh trưởng đến sự tái sinh, tạo đa chồi.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1. Ý nghĩa khoa học - Bổ sung thêm vào phương pháp khử trùng cho tỉ lệ nảy mầm cao của một số giống đậu dải. - Đưa ra môi trường nuôi cấy cơ bản phù hợp với một số giống đậu dải nghiên cứu. - Góp phần xây dựng quy trình nuôi cấy in vitro phù hợp với một số giống đậu dải.
Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu là những đánh giá về khả năng tái sinh in vitro của các giống đậu dải có giá trị của Việt Nam. Qua đó chọn ra được những giống có khả năng tái sinh cao, phục vụ công tác chọn tạo giống, đặc biệt là chuyển gen. n 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Giới thiệu chung về cây đậu dải (Vigna unguiculata (L.
Nguồn gốc và phân bố - Loài đậu đũa hay đậu dải - cowpea (Vigna unguiculata) có nguồn gốc ở Châu Phi, là loài đậu có quả dài, hạt to, có nhiều phân loài khác nhau với dạng hạt có nhiều kích cỡ và màu sắc khác nhau (Rachie và cs, 1985) [24]. - Phân loài Đậu đũa (Vigna unguiculata subsp. Sesquipedalis) được trồng phổ biến khắp thế giới như: nhiều nước ở Châu Phi, Châu Âu, Châu Mỹ, Châu Á nhiệt đới (Ấn Độ, Bangladesh, Thái Lan, Việt Nam, Indonesia, Malaysia, Philippines) và Châu Á ôn đới (Trung Quốc, Đài Loan) (Rachie và cs, 1985) [24]. Đậu đũa bắt nguồn từ một trong bốn loài phụ của đậu cowpea (Vigna unquiculata) được trồng nhiều ở Trung Quốc; vùng Đông Nam Châu Á như Thái Lan, Philippines; Nam Châu Á như Bangladesh, Ấn Độ, Pakistan, Indonesia và mở rộng sang Châu Phi (Rachie và cs, 1985) [24].
Đậu đũa là loại rau phổ biến ở thị trường Châu Á, nhu cầu của thị trường nước ngoài trong những năm gần đây là tiêu thụ quả tươi và đông lạnh. Phẩm chất quả dựa trên màu sắc và chiều dài quả. Tuy nhiên, yêu cầu nhập khẩu đậu đũa rất thay đổi tùy mỗi thị trường (Rachie và cs, 1985) [24].Phân loại Phân loại khoa học (Rachie và cs, 1985) [24]: Giới (regnum) Plantae Bộ (ordo) Đậu (Fabales) Họ (familia) Đậu (Fabaceae) Chi (genus) Vigna Loài (species) V. unguiculata Phân loài (subspecies) Vigna unguiculata subsp.
Sesquipedalis Trong Hệ thống Cronquist năm 1981 và một số hệ thống phân loại thực vật khác, bộ Đậu (Fabales) chỉ chứa mỗi họ Đậu (Fabaceae). n 4 Trong Hệ thống phân loại APG II (Angiosperm Phylogeny Group II) (2003): + Bộ đậu (Fabales) bao gồm 4 Họ, trong đó có Họ đậu. + Họ đậu (Fabaceae) gồm 4 Phân họ, đây là họ lớn thứ ba sau họ Phong lan và họ Cúc, với khoảng 730 chi và 19. + Phân họ Đậu (Faboideae) với 31 Tông, trên 400 chi và hàng ngàn loài.
Tên Latin của chi này được đặt theo tên của Domenico Vigna, nhà thực vật học người Ý ở thế kỉ 17. + Loài đậu đũa hay đậu dải - cowpea (Vigna unguiculata) là loài đậu có quả dài, hạt to, có nhiều phân loài khác nhau. Trong loài này có 4 Phân loài được công nhận là: - Phân loài Đậu đen (Vigna unguiculata subsp. - Phân loài Đậu đũa (Vigna unguiculata subsp.
- Phân loài Đậu đũa (Vigna unguiculata subsp. - Phân loài Đậu dải trắng rốn nâu (Vigna unguiculata subsp. Đặc điểm thực vật học của cây đậu dải (Vigna unguiculata (L.)) Cây đậu dải có những đặc điểm như sau (Rachie và cs, 1985) [24]: - Đậu đũa là cây thân thảo hằng năm, hệ thống rễ phát triển rất mạnh. - Thân: Thân bò, leo quấn, có góc cạnh, không lông, mắt thân thường có màu tím.
- Lá: Lá kép 3 lá phụ với cuống dài, lá mọc xen kẽ, mặt lá ít lông tơ. - Hoa: Phát hoa mọc ở nách lá, hoa màu vàng hay xanh lơ mọc thành chùm ở đỉnh. Tràng hoa có 5 cánh rời, nhụy đực gồm 9 dính + 1 rời, bầu noãn với 12 - 21 noãn. Hoa lưỡng tính, tỉ lệ thụ phấn chéo bởi côn trùng rất thấp trong điều kiện khí hậu khô, nhưng trong điều kiện ẩm ướt tỉ lệ này có thể tăng đến 40%.
- Quả: Quả giáp dài 20-100 cm, đường kính tròn, quả non thẳng, láng, mềm; quả già co thắt lại, chứa 10 - 30 hạt. Quả tươi có giá trị dinh dưỡng tương đối cao, giàu protein, chất bột đường và vitamin A. - Hạt: Hạt hình quả thận, màu sắc và kích thước thay đổi. n 5 Đậu đũa thích khí hậu nóng, nhiệt độ ban ngày thích hợp là 25 - 35oC và nhiệt độ ban đêm không dưới 15oC.
Đậu đũa phản ứng với độ dài ngày không rõ rệt nhưng thiên về cây ngày ngắn. Đậu mọc tốt ở vùng đồng bằng và nơi có cao độ trung bình, ở cao độ cao > 700m so với mặt nước biển sự ra hoa của đậu bị hạn chế nhất là vào mùa có thời tiết lạnh. Đậu đũa trồng được thích hợp trên đất nhiều hữu cơ, pH từ 5,5 - 6. Đậu đũa chịu hạn giỏi đồng thời tăng trưởng tốt trong mùa mưa ẩm độ cao.
Nhu cầu nước cả vụ là 6 - 8 mm/ngày. Trồng trong mùa nắng có tưới đậu mọc tốt như trong mùa mưa. Sau khi nẩy mầm cây tăng trưởng nhanh, ra hoa 35 ngày sau khi gieo và bắt đầu cho thu hoạch quả tươi 2 tuần sau khi hoa nở. Tùy theo sự tăng trưởng và cường độ thu hái, cây ra hoa, kết trái kéo dài 1.5 - 2 tháng và cây tàn 3 - 4 tháng sau khi trồng (Rachie và cs, 1985) [24].
Giá trị của cây đậu dải (đậu đũa) (Vigna unguiculata (L.)) Theo Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA), giá trị dinh dưỡng trong 100g quả đậu đũa tươi như sau (Bressani, 1985) [10]: Giá trị dinh dưỡng trong 100 g đậu đũa tươi Năng lượng 197 kJ (47 kcal) Carbohydrate 8,35 g Chất béo 0,4 g Protein 2,8 g Vitamin A equiv. 43 mg (5%) Thiamine (vit. B1) 0,107 mg (9%) Riboflavin (vit. B2) 0,11 mg (9%) Niacin (vit.
B3) 0,41 mg (3%) Axit pantothenic (B 5) 0,55 mg (11%) Vitamin B 6 0,024 mg (2%) Folate (vit.205 mg (10%) Phốt pho 59 mg (8%) Kali 240 mg (5%) Natri 4 mg (0%) Kẽm 0,37 mg (4%) Ghi chú! Tỷ lệ % đáp ứng nhu cầu hàng ngày của người lớn. Nguồn: Cơ sở dữ liệu dinh dưỡng của USDA Đậu đũa là cây lương thực rất có tiềm năng trong việc cung cấp nguồn protein cho người và gia súc. Hạt đậu chứa 20-30% protein và gần 60% carbohydrate (Aguirre và cs, 1998) [5]. Trong nghiên cứu của Castro và cs, (2002) [11] cho thấy trong hạt đậu có nhiều sinh tố nhóm B, nhiều sắt và kali.
Tình hình nghiên cứu tái sinh in vitro cây đậu dải Trong các nghiên cứu trên câu đậu dải thường sử dụng hạt đậu dải làm nguồn vật liệu nghiên cứu. Trong nghiên cứu Bao và cs, (2006) [7] sử dụng cồn 70o NaClO cho tỉ lệ nảy mầm cao và tỉ lệ nhiễm thấp. Trong nghiên cứu của Diallo và cs (2008) [13] sử dụng phương pháp khử trùng bằng NaClO cùng HCl để khử trùng một số giống đậu dải Châu Phi cũng cho tỉ lệ nảy mầm cao và tỉ lệ nhiễm thấp. Khả năng tái sinh in vitro của đậu dải phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như kiểu gen, loại mô và kích thước mô cấy, thành phần môi trường nuôi cấy, các chất điều hòa sinh trưởng, chất kết đông môi trường v.
Trong nghiên cứu của Brar và cs, (1999) [9] cho thấy rõ ảnh hưởng của kiểu gen đến khả năng tái sinh chồi từ lá mầm. Trong 36 giống đậu dải dùng làm nguồn vật liệu thì n 7 chỉ có 17 giống có khả năng tái sinh với hiệu quả dao động từ 1% tới 11%.