Đặt vấn đề Trong những năm gần đây, con người có nhu cầu về thảo dược trong điều trị bệnh, nâng cao sức khoẻ ngày càng cao. Tuy nhiên, các hoạt động của con người đã và đang gây sức ép lên sự sinh tồn và phát triển của các loài cây thuốc trong tự nhiên, nhất là cây thuốc quý. Để đáp ứng yêu cầu đó, ngành dược liệu đã và đang phấn đấu không ngừng tìm hiểu thêm những dược liệu mới, công dụng mới giúp điều trị và nâng cao sức khoẻ cho cộng đồng. Ngày nay, các công trình nghiên cứu đã hướng đến phát triển công tác nhân giống cây thuốc là một yêu cầu cấp bách.
Các loài cây có nguy cơ tuyệt chủng cao, có nhiều lợi ích cho nghiên cứu khoa học và cuộc sống của con người có phân bố trong tự nhiên ngày một bị thu hẹp. Con người đã khai thác sử dụng một cách quá mức làm cho số lượng cá thể bị suy giảm nghiêm trọng, thậm chí đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng cao. Chính vì vậy, bảo tồn đa dạng sinh học là nhiệm vụ hàng đầu trong nghiên cứu đa dạng sinh học trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Trên thế giới các loài cây lá kim được nhiều nước tập trung nghiên cứu, ứng dụng giâm hom được phục vụ cho chương trình trồng rừng, dòng vô tính đã được tuyển chọn và đã thu được những kết quả đáng kể nhất là ở các nước Châu Âu.
Việt Nam đang được chú trọng nhiều hơn đến công tác nghiên cứu và giâm hom một số loài cây phục vụ cho công tác trồng, cải tạo rừng. Từ xưa con người đã biết đến và sử dụng cây Kim ngân để làm thuốc. Theo các nhà dược học Cây Kim ngân có tác dụng: Thanh nhiệt, giải độc, chữa mụn nhọt, lở ngứa, dị ứng… Người dân thường sử dụng chủ yếu là hoa, ngoài ra còn lấy cành và lá để đun nước tắm. Luan van 2 Với mục đích nhằm khôi phục lại quần thể loài cây dược liệu, trong đó có loài cây Kim ngân (Lonicera Japonice Thunb) hiện nay đang bị khai thác nghiêm trọng và chỉ còn lại một số quần thể nhỏ tại một số khu vực nghiên cứu bằng phương pháp giâm hom.
Phương pháp giâm hom (Cutting propagation): Là phương pháp dùng một phần lá, một đoạn thân, đoạn cành hoặc đoạn rễ để tạo nên cây mới gọi là cây hom, cây hom có đặc tính di truyền được giữ nguyên từ cây mẹ. Nhân giống bằng hom là phương pháp nhân giống nhanh và có hệ số nhân giống cao nên được dùng phổ biến trong nhân giống cây rừng, cây cảnh và cây ăn quả. Nguồn dược liệu hoang dại ngày càng trở nên khó khăn hơn do khai thác không hợp lý làm hạn chế khả năng tái sinh của cây. Nghiên cứu đưa cây Kim ngân vào nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm hom sẽ góp phần chủ động sản xuất dược liệu cây Kim ngân dần đi vào ổn định về số lượng và chất lượng.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế muốn phát triển cây Kim ngân rộng rãi, tạo nguồn nguyên liệu làm thuốc và chủ động được nguồn giống cho sản xuất lâu dài, em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu nhân giống vô tính loài cây Kim ngân (Lonicera Japonice Thunb) tại Viện nghiên cứu và phát triển lâm nghiệp – Trường Đại học Nông Lâm”. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài (i) Lựa chọn được cây mẹ loài Kim ngân (Lonicera japonica Thunb) để nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm hom. (ii) Xác định được ảnh hưởng của một số nhân tố đến nhân giống vô tính cây Kim ngân bằng phương pháp giâm hom. (iii) Đề xuất được một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả công tác nhân giống vô tính loài Kim ngân bằng phương pháp giâm hom.
Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học Nghiên cứu phương thức nhân giống vô tính giống cây Kim ngân và các kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm cơ sở khoa học cho công tác nghiên cứu chọn tạo giống và nghiên cứu các các biện pháp kỹ thuật khác trên khu vực nghiên cứu; Là tài liệu trong học tập, cho những nghiên cứu tiếp theo và là cơ sở trong những đề tài nghiên cứu trong các lĩnh vực có liên quan. Ý nghĩa về thực tiễn Kết quả nghiên cứu vận dụng vào thực tế tạo giống loài cây Kim ngân (Lonicera japonica Thunb) bằng phương pháp vô tính. Đề xuất được một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả công tác nhân giống vô tính loài Kim ngân bằng phương pháp giâm hom.
Luan van 4 Phần 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2. Cơ sở khoa học Nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm hom là phương pháp nhân giống đem lại hiệu quả cao và được áp dụng phổ biến cả trong và ngoài nước trong suốt thời gian qua. Giâm hom là phương pháp nhân giống vô tính cây trồng bằng cơ quan sinh dưỡng. Phương thức này dựa trên cơ sở phân bào nguyên nhiễm không có sự kết hợp vật chất di truyền giao hợp giữa giao tử cái và giao tử đực nên cây mới tạo ra mang đầy đủ vật chất di truyền của cây mẹ (Lê Đình Khả và CS, 2003).
Nhân giống bằng hom là phương pháp sử dụng đoạn thân, cành, lá để tạo ra 1 cây mới mang đặc tính di truyền của cây mẹ. Đây là phương pháp tương đối dễ thực hiện, hệ số nhân giống cao nên được áp dụng phổ biến trong công tác nhân giống cây trồng (Lê Đình Khả và CS, 2003). Các loại hom được dùng trong nhân giống: có thể là thân cây non, cành, lá, rễ. Hom thân và hom cành: là hom được cắt từ một phần của thân cây non, từ chồi vượt hoặc cành non của cây.
Như một số loại tre, luồng. hom giâm có thể là một đoạn thân, một đoạn thân có gốc, đoạn cành hoặc đoạn gốc cành sát thân. Hom của các loài thân gỗ đều được lấy từ thân cây non hoặc cành non của cây. Các loại cành giâm thường là cành non, cành hóa gỗ yếu, cành nửa hóa gỗ, cành hóa gỗ.
Hom rễ là loại hom được cắt từ rễ cây. Một số loại cây có thể dùng rễ để giâm hom như Xoan, Long não, Lê, Hồng. Ngoài ra ở một số loài thực vật người ta có thể giâm hom từ lá (thu hải đường, Sống đời,.) hoặc từ củ (Khoai lang, Khoai tây,.) Ở một số loài khi nhân giống hom thường có hiện tượng Luan van 5 bảo lưu cục bộ là hiện tượng mà cây hom tiếp tục sinh trưởng và phát triển hình thái theo đặc trưng của cành được lấy từ cây mẹ. * Cơ sở tế bào học Tế bào chứa bộ nhiễm sắc thể mang đầy đủ thông tin di truyền cho quá trình phát triển của sinh vật.
Trong quá trình sinh sản vô tính, cây con được tạo ra có nguồn gốc từ bản sao của cây mẹ * Cơ sở di truyền học Trong quá trình sinh trưởng phát triển trải qua nhiều lần phân bào liên tiếp cùng với quá trình phân hóa các cơ quan. Quá trình phân bào giảm nhiễm kết quả từ 1 tế bào mẹ cho ra 2 tế bào con mang bộ nhiễm sác thể y hệt tế bào mẹ. Các loại hom đều xuất phát từ 1 bộ phận sinh dưỡng của cây mẹ nên khi tạo ra 1 cây mới luôn mang đủ đặc tính vốn có của cây mẹ. * Sự hình thành rễ bất định: Nhân giống bằng hom dựa trên cơ sở hình thành tái sinh rễ bất định của 1 đoạn thân hoặc đoạn cành trong điều kiện thích hợp để tạo thành cơ thể mới.
Rễ bất định là rễ ra ở bất kỳ bộ phận nào của cây, ngoài hệ rễ của nó trong giâm hom và điều quan trọng là hình thành được rễ bất định. Có hai rễ bất định là rễ tiềm ẩn và rễ mới sinh. Rễ tiềm ẩn là rễ có nguồn gốc tự nhiên trong thân, trong cành cây, nhưng chỉ phát triển khi thân hoặc cành đó tách khỏi thân cây. Rễ mới sinh chỉ được hình thành khi cắt hom.
Sự hình thành rễ bất định có thể chia ra làm ba giai đoạn: - Các tế bào bị thương ở vết cắt chết đi và hình thành nên một lớp tế bào bị thối trên bề mặt, vết thương bị bao bọc bởi một lớp keo. Lớp bảo vệ này giúp mặt cắt khỏi bị thoát nước. - Các tế bào sống ngay dưới lớp bảo vệ bắt đầu phân chia và hình thành một lớp mô mềm được gọi là mô sẹo. Luan van 6 - Các tế bào vùng thượng tầng hoặc vùng lân cận thượng tầng và libe bắt đầu hình thành rễ.
* Cơ sở sinh lý: Sự hình thành rễ trong quá trình giâm hom chịu ảnh hưởng của các nhóm nhân tố: Nội sinh và ngoại sinh - Các nhân tố nội sinh : Đặc điểm di truyền của loài: nhiều nghiên cứu cho thấy không phải tất cả các loài đều có khả năng ra rễ như nhau: Nanda (1970) chia các loài cây gỗ thành 3 nhóm dựa theo khả năng ra rễ là: + Nhóm dễ ra rễ gồm 29 loài như một số loài thuộc chi Ficussp. Moruss, Pophussp, Salixsp,. + Nhóm khó ra rễ gồm 26 loài như các chi Malussp, Prunussp, Moruss, Pophussp, Salixsp,. + Nhóm có khả năng ra rễ trung bình bao gồm 65 loài trong đó có các chi Eucaluptussp, Quercussp, Grewiliasp, Taxassp, Vì thế theo khả năng giâm hom có thể chia thực vật làm hai nhóm chính.
+ Nhóm sinh sản chủ yếu bằng cành, là nhóm loài cây thuộc họ Dâu tằm (Maraceae) như Dâu tằm, Đa, Sung, Dương… Một số loài thuộc họ Liễu (Salicaceae) như Dương, Liễu, … + Nhóm sinh sản chủ yếu bằng hạt thì khả năng ra rễ của hom giâm bị hạn chế ở các mức độ khác nhau. - Đặc điểm di truyền của từng suất xứ, từng cá thể : + Tuổi cây mẹ lấy hom: Khả năng ra rễ không những do tính di truyền quyết định mà còn phụ thuộc rất lớn vào tuổi cây mẹ lấy cành. Thông thường cây chưa sinh sản hạt dễ nhân giống bằng hom hơn khi cây đã sinh sản hạt, hom lấy từ cây tuổi non dễ ra rễ hơn hom lấy từ cây tuổi già. VD: Hom lấy từ các cây Mỡ 1 tuổi, 3 tuổi, 20 tuổi có khả năng ra rễ tương ứng là 98%, 47%, 0% (Lê Đình Khả, Hoàng Thành Lộc, Phạm Văn Tuấn, 1990).
Cây non Luan van 7 không những có tỷ lệ ra rễ lớn mà thời gian ra rễ cũng ngắn hơn. Khả năng ra rễ giảm xuống ở hom giâm của cây nhiều tuổi được giải thích là do tỷ lệ đường tổng số trên đạm tổng số (tỷ lệ đường/đạm) cao ở thân cây, nói cách khác là do hàm lượng đạm ở thân giảm xuống như trường hợp ở Quercusrobur (Liubinskii, 1957).