Đặt vấn đề Khoai môn (Colocasia esculenta), là một loại cây lương thực phổ biến ở Việt Nam. Chúng có thể trồng ở vùng khô hạn, trung du, miền núi và đồng bằng. Sản phẩm chủ yếu là lấy củ và tận dụng lấy dọc khoai làm thực phẩm khi cần thiết [4]. Khoai môn là cây trồng truyền thống của khu vực Nam Á, Đông Nam Á nói chung và của Việt Nam nói riêng.
Theo nhiều tài liệu nghiên cứu, Khoai môn sọ là một trong những loại cây cổ sưa nhất, được phát hiện và thuần hóa cách đây hơn 5000 năm. Cùng với thời gian, cây trồng này ngày càng trở nên phổ biến và trở thành cây trồng có vị trí quan trọng không thể thay thế trong cơ cấu cây trồng của nhiều quốc gia. Khoai môn sọ được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau: Củ được dùng để chế biến nhiều món ăn ngon và bổ dưỡng hoặc được dùng cho công nghiệp chế biến; Thân lá cây được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi và hầu hết các bộ phận của cây đều có tác dụng như những loại cây thảo dược thiên nhiên trong các bài thuốc cổ truyền. Do nhu cầu lớn của thị trường với loại cây trồng này mà diện tích canh tác và sản lượng khoai môn sọ trong những năm qua không ngừng gia tăng.
Theo thống kê của tổ chức nông lương thế giới (FAO) trong vòng 10 năm từ 1992- 2002, diện tích canh tác khoai môn sọ trên thế giới đã tăng lên 5,8% và sản lượng tăng 7,1%, con số này được dự đoán là sẽ tiếp tục gia tăng trong thời gian tới [10]. Ở nước ta, khoai môn – sọ là loại cây có củ được trồng nhiều tại hầu hết các vùng sinh thái là cây đặc sản quý của một số địa phương. Tại một số tỉnh miền núi như: Bắc Kạn, Hòa Bình, Sơn La, Lạng Sơn có nhiều giống khoai môn chất lượng cao, được coi là loại cây góp phần đảm bảo an ninh lương thực và đáp ứng đòi hỏi khắt khe của thị trường [3]. Kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào đã được ứng dụng thành công trong việc nhân một số cây phục vụ sản xuất như: Khoai tây, chuối, dứa vv… nhưng đối với khoai môn thì việc nghiên cứu kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào còn ít.
Ưu điểm nổi bật của kĩ thuật nuôi cấy mô là cho hệ số nhân giống cao, chủ động n 2 được thời gian cung cấp cây giống, đồng thời có thể phục tráng và làm sạch bệnh của các dòng giống khoai môn bị thoái hóa và hoặc bị nhiễm bệnh. Nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu nhân giống cây khoai môn (Caladium esculenta) bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật. Mục đích của đề tài Nghiên cứu khả năng nhân nhanh và ra rễ của chồi khoai môn bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào. Yêu cầu của đề tài Xác định được ảnh hưởng của một số chất điều tiết sinh trưởng đến khả năng nhân nhanh chồi khoai môn.
Xác định ảnh hưởng của một số chất điều tiết sinh trưởng đến khả năng ra rễ của chồi khoai môn. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa khoa học: + Giúp sinh viên rèn luyện kỹ năng và học tập nghiên cứu khoa học. + Biết được các phương pháp nghiên cứu một vấn đề khoa học, xử lý và phân tích số liệu, cách trình bày một bài báo khoa học. + Sử dụng phương pháp nuôi cấy mô tế bào nhằm nâng cao hệ số nhân và chất lượng cây khoai môn mới.
+ Bổ sung nguồn tài liệu tham khảo phục vụ nghiên cứu, giảng dạy và sản xuất giống khoai môn thương phẩm có năng suất cao. - Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu góp phần hoàn thiện quy trình kĩ thuật nhân giống cây khoai môn bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào nhằm cung cấp giống với số lượng lớn, tăng năng suất, chất lượng và đáp ứng nhu cầu cung cấp giống khoai môn mới ra thị trường. n 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Giới thiệu chung về cây khoai môn 2.
Nguồn gốc và phân loại cây Khoai môn 2. Nguồn gốc Cây khoai môn Colocasia esculenta (L.) Schott là cây một lá mầm thuộc chi Colocasia, họ Araceae. Nhiều nghiên cứu cho rằng khoai môn có nguồn gốc phát sinh tại các dải đất kéo dài từ Đông Nam Ấn Độ và Đông Nam Á tới New Guinea và Malaisia. Lịch sử trồng trọt cũng bắt đầu từ những vùng đất đó.
Vào khoảng 100 năm trước công nguyên khoai môn đã được trồng ở Trung quốc và Ai Cập. Trong thời tiền sử, việc trồng trọt được mở rộng tới các quần đảo Thái Bình Dương, sau đó là vùng Địa Trung Hải và Tây Phi. Ngày nay, khoai môn được trồng phổ biến ở khắp các vùng nhiệt đới cũng như ôn đới ấm áp [5], [6]. Phân loại Giới (Kingdom) : Plantae Ngành (division) : Magnoliophyta Lớp (class) : Liliopsida Bộ (order) : Alismatales Họ (family) : Araceae Chi (genus) : Colocasia Loài (species) : Colocasia esculenta Cây khoai môn thuộc chi Colocasia là một trong những chi quan trọng nhất của họ ráy (Araceae) vì có giá trị kinh tế hơn cả.
Khoai môn trồng được phân loại như loài Colocasia esculenta, một loài đa hình. Chi Colocasia được Linnacus mô tả lần đầu tiên vào năm 1753 là Arum colocasia và Arum esculentum. Một số nhà phân loại thực vật học cho rằng có một loài đa hình là C. esculenta và ở mức độ dưới loài biết đến có C.
Một số khác lại cho rằng chi Colocasia có một loài đa hình C. antiquorum và ở mức độ dưới loài là C. esculenta (Kumazawa et al. Tuy nhiên có trường phái lại cho rằng, chắc chắn có hai loài C.
antiquorum được phân biệt dựa vào những đặc điểm hình thái hoa [5]. Ở Việt Nam, đến nay tên của loài cây này trong các tài liệu được sử dụng rất khác nhau. Từ năm 1998, khi nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen khoai môn ở Việt Nam, các tác giả Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Trương Văn Hộ, Nguyễn Văn Viết, Nguyễn Phùng Hà cho rằng giả thiết có hai loài phụ dưới loài Colocasia esculenta là C. antiquorum với tên gọi khoai môn và khoai sọ là có lý hơn cả.
Nguồn gen khoai môn bao gồm 3 biến dạng thực vật là khoai môn (Dasheen type) với 2n = 28, khoai sọ (Eddoe type) với 2n = 42 và nhóm trung gian. Ba biến dạng này có mối quan hệ khá gần gũi trong quá trình tiến hoá từ cây khoai nước đến khoai môn và sau cùng là cây khoai sọ. Nhóm khoai sọ có thể do nhóm khoai môn tự đa bội mà thành hoặc do sự tái tổ hợp giữa dạng nhị bội (2n) với dạng tứ bội (4n). Ranh giới giữa 3 nhóm không rõ ràng nếu chỉ dựa vào đặc điểm hình thái nông học.
esculenta có hai nhóm: Nhóm khoai nước (chịu ngập úng) và nhóm khoai môn (trồng trên đất cao). Hai nhóm này sử dụng củ cái để ăn, củ con để làm giống và dọc lá dùng để chăn nuôi. Hoa có phần phụ vô tính ngắn hơn so với phần cụm hoa đực. antiquorum gồm nhóm khoai sọ.
Nhóm này có củ cái kích thước nhỏ đến trung bình kèm theo nhiều củ con có tính ngủ nghỉ. Nhóm khoai sọ phân bố rộng có thể trồng trên đất ruộng lúa nước hoặc trên đất phẳng, thậm chí trên đất dốc. Hoa có phần phụ vô tính dài hơn phần cụm hoa đực [5], [6]. Đặc điểm thực vật học 2.
Rễ Hệ rễ thuộc loại rễ chùm mọc ở đốt mầm, ngắn, phân bố chủ yếu ở tầng đất có độ sâu tối đa 1m. Rễ phát triển thành nhiều tầng. Số lượng rễ và chiều dài rễ phụ thuộc vào từng giống và đất trồng. Rễ thường có màu trắng.
Thân Thân cây khoai môn chỉ có thân giả trên mặt đất do toàn bộ phần dọc lá tạo thành. Củ cái được coi là cấu trúc thân chính của cây (được gọi là thân củ) nằm trong đất. Trên thân củ có nhiều đốt, mỗi đốt có mầm phát triển thành nhánh. Sau mỗi dọc lá lụi đi thì trên thân củ thêm một đốt và thân củ dài thêm ra.
Bề mặt củ được đánh dấu bởi vòng tròn gọi là chân dọc củ. Đó là điểm nối của những vảy lá hoặc lá già. Nhiều mầm bên phân bố trên những đốt củ. Đỉnh của củ cái chính là điểm sinh trưởng của cây.
Sự mọc lên của cây đều bắt đầu từ đỉnh củ cái. Lá Lá là phần duy nhất nhìn thấy trên mặt đất, quyết định chiều cao của cây. Mỗi lá được cấu tạo bởi một dọc lá thẳng và một phiến lá. Phiến lá của hầu hết các kiểu gen có dạng gốc hình tim, có rốn ở gần giữa.
Phiến lá nhẵn, chiều dài có thể biến động từ 20-70cm và bề rộng từ 15-50cm. Kích thước của lá chịu ảnh hưởng rất lớn của điều kiện ngoại cảnh. Lá khoai môn đạt cỡ lớn nhất ở giai đoạn sắp ra hoa. Màu phiến lá biến động từ xanh nhạt đến tím thẫm phụ thuộc vào kiểu gen.
Lá có thể chỉ có một màu hoặc thêm đốm. Lá khoai môn cũng có thể bị đổi màu khi bị bệnh, đặc biệt là khi bị nhiễm virus. Trên phiến lá có 3 tia gân chính, một gân chạy thẳng từ điểm nối dọc lá với phiến lá tới đỉnh phiến lá, hai gân còn lại chạy ngang về hai đỉnh của thùy lá. Từ 3 gân chính có nhiều gân nhỏ nổi phát ra tạo thành hình mắt lưới.
Dọc lá Dọc lá mập có bẹ ôm chặt ở phía gốc tạo nên thân giả. Chiều dài dọc lá biến động phụ thuộc vào kiểu gen từ 35-160cm. Màu dọc lá biến động từ xanh nhạt tới tím đậm, đôi khi có sọc màu tím hoặc xanh đậm. Dọc và lá không phải khi nào cũng cùng màu.
Bẹ của dọc thường có chiều dài khoảng 1/3 chiều dài của dọc. Gần lúc thu hoạch củ, dọc lá càng ngày càng ngắn lại và phiến lá cũng nhỏ đi. Hoa Hoa có dạng bông mo, mọc ra từ nách lá hoặc từ giữa bẹ của lá không mở. Mỗi cây có thể có từ 1 cụm hoa trở lên.
Cụm hoa mọc đơn độc ngắn hơn cuống lá. Cụm hoa cấu tạo bởi một cuống ngắn, một bông mo và một bẹ mo. Bẹ mo có màu vàng nhạt đến vàng đậm, có chiều dài khoảng 20cm ôm lấy bông mo. Trục bông mo ngắn hơn bẹ mo, có 4 phần: Phần hoa cái dưới cùng, tiếp đến một phần không sinh sản, trên nữa là phần hoa đực, cuối cùng là phần phụ không sinh sản, hình nhọn.
Hoa không có bao. Hoa đực có nhị tụ nhiều cạnh, bao phấn nứt rãnh [5].