Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nhân giống một số dòng keo lá tràm acacia auriculiformis bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro

Nghiên cứu nhân giống keo lá tràm Acacia auriculiformis bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất cây giống.

• Tác giả: Kiều Thị Hà
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Đức Kiên
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Nhân Giống Keo Lá Tràm (Acacia Auriculiformis) Bằng Kỹ Thuật Nuôi Cấy In Vitro
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sỹ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu nhân giống keo lá tràm Acacia auriculiformis

Nghiên cứu nhân giống keo lá tràm (Acacia auriculiformis) bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro đang trở thành một trong những lĩnh vực quan trọng trong ngành lâm nghiệp. Loài cây này không chỉ có giá trị kinh tế cao mà còn có khả năng thích nghi tốt với điều kiện khí hậu Việt Nam. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong nhân giống giúp tăng cường chất lượng giống và năng suất cây trồng. Theo nghiên cứu, keo lá tràm có thể đạt năng suất cao khi được nhân giống bằng phương pháp này.

1.1. Khái quát về keo lá tràm và giá trị kinh tế

Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) là loài cây có nguồn gốc từ Australia, được trồng phổ biến ở Việt Nam. Gỗ của loài cây này có tỷ trọng cao, chất lượng tốt, và được sử dụng rộng rãi trong ngành chế biến gỗ. Nghiên cứu cho thấy keo lá tràm có khả năng sinh trưởng nhanh và chống chịu tốt với sâu bệnh.

1.2. Tình hình nghiên cứu nhân giống keo lá tràm hiện nay

Hiện nay, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để cải thiện giống keo lá tràm thông qua các phương pháp nhân giống khác nhau. Kỹ thuật nuôi cấy in vitro đã cho thấy hiệu quả cao trong việc tạo ra các giống cây chất lượng, đáp ứng nhu cầu sản xuất gỗ lớn trong tương lai.

II. Thách thức trong nghiên cứu nhân giống keo lá tràm Acacia auriculiformis

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nhưng việc nhân giống keo lá tràm cũng gặp phải một số thách thức. Các vấn đề như sự đa dạng di truyền, điều kiện nuôi cấy và khả năng thích nghi của giống cây là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng. Nghiên cứu cho thấy rằng việc lựa chọn giống cây phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả trong sản xuất.

2.1. Đa dạng di truyền và ảnh hưởng đến chất lượng giống

Đa dạng di truyền của keo lá tràm có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và chất lượng gỗ. Việc nghiên cứu và chọn lọc các giống cây có đặc tính tốt là cần thiết để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

2.2. Điều kiện nuôi cấy và ảnh hưởng đến sự phát triển

Điều kiện nuôi cấy in vitro như môi trường dinh dưỡng, ánh sáng và nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của cây. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa các yếu tố này có thể cải thiện tỷ lệ sống sót và chất lượng cây giống.

III. Phương pháp nuôi cấy in vitro cho keo lá tràm Acacia auriculiformis

Kỹ thuật nuôi cấy in vitro đã được áp dụng để nhân giống keo lá tràm với nhiều phương pháp khác nhau. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng hormone thực vật như BAP và Kinetin có thể thúc đẩy quá trình nhân chồi hiệu quả. Phương pháp này không chỉ giúp tạo ra nhiều cây giống mà còn đảm bảo chất lượng cây trồng.

3.1. Quy trình nuôi cấy in vitro cho keo lá tràm

Quy trình nuôi cấy in vitro bao gồm các bước như khử trùng mẫu, tạo môi trường dinh dưỡng và theo dõi sự phát triển của chồi. Việc thực hiện đúng quy trình sẽ giúp tăng tỷ lệ thành công trong nhân giống.

3.2. Ảnh hưởng của hormone thực vật đến nhân chồi

Nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ hormone BAP và Kinetin có ảnh hưởng lớn đến khả năng nhân chồi của keo lá tràm. Việc điều chỉnh nồng độ hormone phù hợp có thể tối ưu hóa quá trình phát triển của cây.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu nhân giống keo lá tràm

Kết quả từ nghiên cứu nhân giống keo lá tràm bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro đã mở ra nhiều cơ hội cho ngành lâm nghiệp. Việc sản xuất giống cây chất lượng cao không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn có thể xuất khẩu ra thị trường quốc tế. Điều này góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho người trồng rừng.

4.1. Tác động đến ngành lâm nghiệp Việt Nam

Nghiên cứu nhân giống keo lá tràm có thể giúp tăng cường nguồn giống chất lượng, từ đó nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế cho ngành lâm nghiệp. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong sản xuất giống cây sẽ giúp Việt Nam phát triển bền vững hơn.

4.2. Tiềm năng xuất khẩu giống keo lá tràm

Với chất lượng gỗ tốt và khả năng sinh trưởng nhanh, keo lá tràm có tiềm năng lớn trong việc xuất khẩu. Nghiên cứu cho thấy rằng việc phát triển giống cây chất lượng cao có thể giúp Việt Nam gia tăng giá trị xuất khẩu gỗ.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu nhân giống keo lá tràm bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro đã chứng minh được hiệu quả và tiềm năng trong việc cung cấp giống cây chất lượng cao. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho ngành lâm nghiệp, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế bền vững.

5.1. Tương lai của nghiên cứu nhân giống cây trồng

Nghiên cứu nhân giống cây trồng sẽ tiếp tục được phát triển với sự hỗ trợ của công nghệ sinh học. Việc áp dụng các phương pháp mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả trong sản xuất giống cây.

5.2. Định hướng phát triển ngành lâm nghiệp bền vững

Ngành lâm nghiệp cần tập trung vào việc phát triển giống cây chất lượng cao và bền vững. Điều này không chỉ giúp tăng cường nguồn gỗ mà còn bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) được du nhập vào Việt Nam từ những năm 1960, đến nay đã trở thành một trong ba loài keo vùng thấp có diện tích trồng rừng lớn nhất (khoảng 100. Gỗ Keo lá tràm có tỷ trọng tương đối cao (0,5 - 0,7 g/cm3), thớ mịn, vân và màu sắc đẹp, là một trong những loài cây đang được ưa chuộng trên thị trường đồ mộc ở nước ta và trên thế giới. Hơn nữa, Keo lá tràm là loài cây có khả năng chịu hạn và chống chịu gió bão cao rất phù hợp cho trồng rừng ở các tỉnh ven biển duyên hải miền Trung, đặc biệt so với Keo tai tượng, Keo lá tràm được đánh giá là loài keo có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt hơn (Cẩm nang ngành Lâm nghiệp, 2006) [1]. Vì vậy, việc chọn và tạo giống Keo lá tràm chất lượng cao với năng suất cao, chống chịu sâu bệnh là một nhu cầu hết sức cấp thiết đặt ra cho ngành lâm nghiệp.

Qua kết quả khảo nghiệm giống của Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ sinh học Lâm nghiệp, các dòng Keo lá tràm Clt43 và Clt98 là một trong những giống Keo lá tràm đã được công nhận là giống tiến bộ kỹ thuật (Theo quyết định số 2763/QĐ - BNN - LN, ngày 01 tháng 10 năm 2009) có năng suất trung bình đạt 20 - 35 m3/ha/năm, có tỷ trọng gỗ cao, độ co ngót sau sấy thấp, thân thẳng, ít cành nhánh nên rất thích hợp cho trồng rừng cung cấp nhu cầu gỗ xẻ trong và ngoài nước hiện nay. Mặt khác, theo kết quả khảo sát nhu cầu sử dụng gỗ lớn (gỗ xẻ) hiện nay là rất lớn. Trong khi đó, sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được 20% nguyên liệu, còn 80% phải nhập khẩu. Ngược lại, diện tích rừng gỗ lớn nước ta chỉ đạt 20% còn lại 80% là rừng gỗ nhỏ.

Do đó, việc tập trung vào trồng rừng gỗ lớn đang rất được quan tâm đối với ngành lâm nghiệp, đây cũng là một trong những mục tiêu mà đề án tái cơ cấu ngành lâm nghiệp đề ra đó là chuyển đổi từ kinh doanh trồng rừng gỗ nhỏ sang trồng rừng gỗ lớn nhằm 2 nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh doanh rừng trồng. Trong đó, Keo lá tràm là loài cây đáp ứng được mục tiêu, là một trong những đối tượng được ưu tiên đưu vào trồng rừng gỗ lớn hiện nay. Vậy để đáp ứng được những nhu cầu cấp thiết trên, đưa được giống tốt vào sản xuất đại trà, tôi tiến hành thực hiện luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu nhân giống một số dòng Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro. 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.

Khái quát chung về Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) Keo Acacia là một chi thực vật họ phụ Trinh nữ (Mimosoideae) thuộc họ Đậu (Leguminosae) bao gồm khoảng 1.200 loài có phân bố rộng ở châu Á, và châu Đại Dương. Riêng Austrailia có khoảng 850 loài Keo Acacia với hàng trăm loài có lá giả (Pedley, 1987) [33]. Ở Việt Nam, vào đầu những năm 1960 gần 20 loài Keo Acacia được đưa vào thử nghiệm gây trồng, Keo lá tràm là một trong những loài có khả năng thích nghi cao và sinh trưởng nhanh do đó trở thành loài cây trồng rừng phổ biến ở các tỉnh phía Nam (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1997) [11]. Keo lá tràm (Acacia auriculiformis A.

ex Benth), có nơi còn gọi là Tràm bông vàng (vì chúng có lá giống lá cây Tràm và có hoa màu vàng) là loài cây đơn thân, thẳng, thường xanh và sinh trưởng khá nhanh. Hiện nay, ở nước ta Keo lá tràm là một trong những loài cây trồng rừng kinh tế chủ yếu. Tổng diện tích rừng trồng Keo lá tràm ở Việt Nam khoảng 90.000 ha, tương đương với 4,5% tổng diện tích rừng trồng trong cả nước (Lê Đình Khả và cộng sự, 2003) [6]. Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) có nguồn gốc từ Australia, Papua New Guinea (PNG) và Indonesia, phân bố chủ yếu ở 8 - 160 vĩ Nam, ở độ cao 100 m, có thể đến 400 m trên mặt biển, lượng mưa 1.400 mm/năm, song có thể chịu được lượng mưa 500 - 1.

Ở Australia cây phân bố chủ yếu ở các vùng phía bắc bang Northern Territory với độ cao 400 m (nằm gữa vĩ độ 110 đến 140 Nam và kinh độ 1300 đến 1350 Đông), Cape York Peninsula, Queesland và trên đảo Torres Strait ở độ cao 150 m (100 đến 160 vĩ Nam và 1420 đến 1450 kinh Đông). 4 Ở Papua New Guinea Keo lá tràm chủ yếu ở phía Tây từ vùng giáp ranh Irian Jaya đến vùng sông Oriomo. Tại Indonesia chúng có phân bố gần Papua New Guinea và trên đảo Kai Island chủ yếu ở độ cao từ 5 đến 20 m (Pinyopusarerk. Keo lá tràm là một trong những loài cây đang được ưa chuộng trên thị trường đồ mộc ở nước ta và trên thế giới.

Keo lá tràm thường có kích thước trung bình, thân ngắn nhiều cành nhánh, tuy nhiên trên các lập địa tốt loài này có thế cao 30 m với đường kính 80 cm và thân thẳng đơn trục (Pinyopusarerk, 1990). Keo lá tràm được đưa vào trồng ở nước ta từ những năm 1960 và hiện nay đã được gây trồng rộng rãi ở hầu hết các địa phương, đây là loài cây thích ứng khá rộng với các vùng sinh thái khác nhau của nước ta, từ điều kiện khí hậu, đất đai của vùng cát ven biển tương đối khô hạn miền Trung đến vùng núi thấp dưới 400 m ở Tây Nguyên (Lê Đình Khả và cộng sự, 2001) [4]. Gỗ Keo lá tràm có tỷ trọng từ 0,5 đến 0,6 thậm chí 0,7 nhiệt lượng cao 4.900 kcal/kg (Viện hàn lâm khoa học Mỹ, 1984), trong thành phần hoá học gỗ chứa 48 - 50,5% cellulose, 23,5 - 25,5% lignin và 19,6 - 22,7% pentosan, vì vậy thường được sử dụng làm chất đốt, làm giấy sợi, gỗ xây dựng và đồ mộc. Ngoài ra, Keo lá tràm cũng là loài cây có nốt sần ở rễ chứa cả Rhizobium và Bradyrhizobium có khả năng tổng hợp Nitơ trong khí quyển rất cao, do đó khả năng cải tạo đất của chúng rất hiệu quả.

Nhiều nơi đã dùng Keo lá tràm như là một trong những loài cây tiên phong để cải tạo đất trống đồi núi trọc. Chu kỳ kinh doanh của cây Keo lá tràm thường từ 8 đến 12 năm với mục tiêu làm gỗ nguyên liệu. Vỏ và giác cây thường chiếm khoảng 30% thể tích cây (Chomcharn và cộng sự, 1986) [20], lõi có mầu nâu nhẹ đến đỏ thẫm, thớ gỗ mịn, có thể dùng đóng đồ mộc rất tốt. Ở nước ta hiện nay gỗ Keo lá tràm được dùng làm nguyên liệu giấy sợi, gỗ xây dựng, gỗ chống lò và đóng 5 đồ gia dụng, đồ mỹ nghệ.

Do gỗ có vân đẹp và có mầu phù hợp nên có nơi gọi là “Cẩm lai giả” (Lê Đình Khả, 1993) [5]. Điều đó chứng tỏ gỗ Keo lá tràm được dùng rộng rãi và được người dân chấp nhận khi gỗ của một số loài như Đinh, Lim, Lát. ngày càng hiếm và đắt. Kết quả khảo nghiệm xuất xứ trong nhiều năm qua ở nước ta cho thấy trong hàng chục xuất xứ Keo lá tràm chỉ có một số ít là có sinh trưởng nhanh rõ rệt.

Nòi địa phương Keo lá tràm được nhập trước đây tuy có khả năng chịu đựng khá tốt đối với hoàn cảnh khắc nghiệt nhưng sinh trưởng kém hơn nhiều xuất xứ khác, lại có nhiều cành nhánh (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1997) [11]. Vì vậy, việc chọn những giống ưu trội có sinh trưởng nhanh, chất lượng thân cây đẹp của chúng là một trong những biện pháp góp phần nâng cao năng suất và chất lượng của rừng trồng loài cây này. Vậy với những ưu điểm trên của Keo lá tràm nhanh chóng được các nước ở vùng nhiệt đới sử dụng như là một loài chủ yếu để trồng rừng kinh tế, phủ xanh đất trống đồi núi trọc nhất là các nước vùng Đông Nam Á và Trung Quốc. Do đó, nghiên cứu về Keo lá tràm được các nhà khoa học trên thế giới rất quan tâm.

Các nghiên cứu về cải thiện giống Keo lá tràm 1. Nghiên cứu về lĩnh vực cải thiện giống Keo lá tràm trên thế giới Vào đầu những năm 1980, một loạt các khảo nghiệm xuất xứ về Keo lá tràm bắt đầu được xây dựng ở các nước như Australia, Thái Lan, Trung Quốc. Kết quả cho thấy giữa các xuất xứ có sự sai khác rất rõ rệt về sinh trưởng và chất lượng thân cây (Yang and Zeng, 1993; Awang và cộng sự, 1994; Venkateswarlu và cộng sự, 1994…). Qua đó cho thấy rằng có thể tăng năng suất rừng trồng Keo lá tràm thông qua việc sử dụng các xuất xứ tốt.

Sự sai khác rất lớn về sinh trưởng và hình dạng thân giữa các xuất xứ Keo lá tràm đã được nghiên cứu và ghi nhận ở rất nhiều nước trên thế giới như Australia (Harwood và cộng sự, 1991) [27]; Thái Lan (Luangviriyasaeng 6 và cộng sự, 1991); Zaire (Khasa và cộng sự, 1995); Indonesia (Otsamo và cộng sự, 1996) và Malaysia (Nor Aini và cộng sự, 1997). Các xuất xứ có nguồn gốc từ Papua New Guinea (PNG) có sinh trưởng sinh khối lớn hơn các xuất xứ có nguồn gốc từ Queensland (Qld) và Northern Territory (NT) nhưng các xuất xứ có nguồn gốc từ (Qld) lại có tỷ lệ cây một thân cao hơn, có hình dạng thân đẹp hơn. Tuy nhiên, các nghiên cứu của Pinyopusarerk và cộng sự, 1997 tại Thái Lan [36] lại cho thấy rằng các xuất xứ từ Queensland (Qld) sinh trưởng tốt hơn và có hình dạng thân đẹp hơn các xuất xứ từ Papua New Guinea (PNG) và Northern Territory (NT). Nghiên cứu của Nor Aini và các cộng sự, 1997 [32] tại Malaysia trên khảo nghiệm xuất xứ 4 năm tuổi cho thấy không những các xuất xứ khác nhau thì sinh trưởng khác nhau mà tỷ trọng của gỗ cũng sai khác rất lớn.

Các xuất xứ có sinh trưởng tốt nhất đồng thời cũng là những xuất xứ cho tỷ trọng gỗ cao nhất, trong khi các xuất xứ sinh trưởng kém có tỷ trọng gỗ thấp nhất. Tính chất chống chịu của Keo lá tràm cũng đã được các nhà khoa học quan tâm trong quá trình chọn giống. Nghiên cứu của Marcar và các cộng sự năm 1991 cho thấy các xuất xứ Keo lá tràm có sự khác biệt rất lớn về khả năng chịu mặn và chịu úng ngập, điều đáng chú ý là sinh trưởng của các xuất xứ không có sự tương quan với các chỉ tiêu này. Cùng với các khảo nghiệm loài và xuất xứ thì các kỹ thuật di truyền phân tử cũng đã được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu chọn giống cây rừng.

Các nghiên cứu di truyền phân tử được dùng trong đánh giá mức độ đa dạng di truyền trong quần thể và giữa các quần thể, tỷ lệ giao phấn chéo trong quần thể.