Nghiên cứu tác dụng của nano bạc và nano đồng trong khử trùng môi trường nuôi cấy

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Khử trùng môi trường nuôi cấy in vitro

1.2. Khử trùng mẫu cấy

1.3. Nano bạc và ứng dụng

1.3.1. Giới thiệu chung

1.3.2. Đặc tính kháng khuẩn của nano bạc

1.3.3. Ảnh hưởng của AgNPs lên sự sinh trưởng thực vật

1.3.4. Hấp thụ, vận chuyển và chuyển hóa nano bạc trên thực vật

1.3.5. Nano bạc trong nghiên cứu vi nhân giống thực vật

1.4. Nano đồng và ứng dụng

1.4.1. Ảnh hưởng của đồng lên sinh trưởng thực vật

1.4.2. Nano đồng trong vi nhân giống thực vật

1.5. Hiện tượng bất thường trong vi nhân giống

1.5.1. Hiện tượng thủy tinh thể

1.5.2. Sự tích lũy khí ethylene

1.5.3. Hiện tượng rụng cơ quan

1.5.4. Hiện tượng hóa nâu

1.6. Tổng quan về các đối tượng nghiên cứu

1.6.1. Cây Thu hải đường

1.6.2. Cây Tử linh lan

2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu thực vật

2.2. Dung dịch nano kim loại

2.3. Hệ thống nuôi cấy

2.4. Thiết bị và dụng cụ

2.5. Điều kiện nuôi cấy

2.6. Nội dung nghiên cứu

2.6.1. Ảnh hưởng của AgNPs lên khử trùng mẫu cấy, môi trường nuôi cấy và vi nhân giống cây hoa Cúc

2.6.2. Ảnh hưởng của AgNPs và CuNPs lên khả năng khử trùng mẫu cấy và sinh trưởng tiếp theo của cây Thu hải đường

2.6.3. Ảnh hưởng của AgNPs lên khả năng tái sinh chồi và hạn chế một số hiện tượng bất thường trong nuôi cấy in vitro của cây Tử linh lan

2.7. Phương pháp nghiên cứu

2.8. Bố trí thí nghiệm

2.9. Xác định hàm lượng khí ethylene bằng phương pháp sắc ký khí

2.10. Xác định hoạt độ của enzyme kháng oxy hóa bằng phương pháp phân tích phổ tử ngoại

2.11. Xác định hàm lượng đường và tinh bột bằng phương pháp phân tích phổ tử ngoại

2.12. Giải phẫu hình thái

2.13. Xử lí số liệu

2.14. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.14.1. Địa điểm nghiên cứu

2.14.2. Thời gian nghiên cứu

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Ảnh hưởng của AgNPs lên khử trùng môi trường nuôi cấy, khử trùng mẫu cấy và vi nhân giống cây hoa Cúc

3.1.1. Ảnh hưởng của AgNPs lên khử trùng môi trường nuôi cấy

3.1.2. Khử trùng mẫu cấy bằng AgNPs và cảm ứng mô sẹo

3.1.3. Tái sinh chồi trên môi trường bổ sung AgNPs không hấp khử trùng

3.1.4. Ảnh hưởng của nồng độ agar lên sự sinh trưởng của cây con trong môi trường bổ sung AgNPs không hấp khử trùng

3.1.5. Nhân giống cây cúc trong các hệ thống nuôi cấy khác nhau

3.1.6. Thích nghi và sinh trưởng tiếp theo ở giai đoạn vườn ươm

3.1.7. Đánh giá hiệu quả kinh tế của AgNPs lên khả năng khử trùng mẫu cấy, môi trường nuôi cấy và vi nhân giống cây hoa Cúc

3.2. Ảnh hưởng của AgNPs và CuNPs lên khả năng khử trùng mẫu cấy và sinh trưởng tiếp theo của cây Thu hải đường

3.2.1. Ảnh hưởng của AgNPs và CuNPs lên khử trùng mẫu cấy

3.2.2. Ảnh hưởng của AgNPs và CuNPs lên cảm ứng tạo phôi

3.2.3. Ảnh hưởng của AgNPs và CuNPs lên sinh trưởng của phôi soma

3.2.4. Tạo cây hoàn chỉnh và sinh trưởng tiếp theo ở điều kiện vườn ươm

3.3. Ảnh hưởng của AgNPs lên khả năng tái sinh chồi và hạn chế một số hiện tượng bất thường trong nuôi cấy in vitro của cây Tử linh lan

3.3.1. Đánh giá khả năng tái sinh chồi của các nguồn mẫu khác nhau và ghi nhận hiện tượng bất thường

3.3.2. AgNPs gia tăng hiệu quả tái sinh chồi và khắc phục một số hiện tượng bất thường

4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Nano Bạc Đồng trong Khử Trùng Mở Đầu

Kỹ thuật nuôi cấy mô ngày càng phổ biến trong nhân giống cây trồng, sản xuất cây giống sạch bệnh và nghiên cứu sinh lý thực vật. Tuy nhiên, nhiễm nấm, vi khuẩn vẫn là thách thức lớn, gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của mô cấy. Đồng thời, quá trình chuẩn bị môi trường nuôi cấy, đặc biệt là khâu hấp khử trùng, tiêu tốn nhiều thời gian, công sức và năng lượng. Nghiên cứu về nano bạc (AgNPs) và nano đồng (CuNPs), với khả năng kháng khuẩn tiềm năng, mở ra hướng giải quyết mới cho vấn đề này. Luận án này tập trung đánh giá tác dụng của AgNPs và CuNPs trong khử trùng mẫu, khử trùng môi trường nuôi cấy và vi nhân giống một số cây trồng có giá trị kinh tế, hướng tới mục tiêu giảm thiểu các hạn chế của kỹ thuật nuôi cấy mô truyền thống.

1.1. Giới Thiệu Chung về Ứng Dụng Nano Kim Loại Khử Trùng

Nano kim loại, đặc biệt là nano bạc khử trùng và nano đồng khử trùng, đã chứng minh khả năng kháng khuẩn mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực. Ứng dụng của chúng trong nông nghiệp, đặc biệt là nuôi cấy mô, hứa hẹn mang lại hiệu quả cao. Việc sử dụng chất khử trùng nano có thể giảm sự phụ thuộc vào các quy trình khử trùng truyền thống, vốn tốn kém và có thể gây hại. Nghiên cứu tập trung vào việc tận dụng ưu điểm nano bạc và ưu điểm nano đồng để cải thiện quy trình nuôi cấy mô.

1.2. Vấn Đề Nhiễm Khuẩn trong Môi Trường Nuôi Cấy Vi Sinh

Nhiễm khuẩn là một trong những nguyên nhân chính gây thất bại trong nuôi cấy mô. Các tác nhân gây nhiễm, như nấm và vi khuẩn, cạnh tranh dinh dưỡng với mô cấy, ức chế sự sinh trưởng và phát triển. Việc duy trì môi trường khử trùng môi trường nuôi cấy là yếu tố then chốt để đảm bảo thành công của quy trình. Nghiên cứu này khám phá khả năng của nano bạc và nano đồng trong việc duy trì môi trường nuôi cấy vô trùng, thay thế cho phương pháp hấp tiệt trùng truyền thống.

II. Giải Pháp Khử Trùng Môi Trường Bằng Nano Bạc và Nano Đồng

Luận án tập trung vào việc đánh giá khả năng của AgNPs và CuNPs trong việc khử trùng môi trường nuôi cấy thay thế cho phương pháp hấp tiệt trùng truyền thống. Đồng thời, nghiên cứu cũng xem xét tác động của nano kim loại khử trùng này lên sự sinh trưởng và phát triển của các loại cây trồng khác nhau. Mục tiêu là tìm ra nồng độ tối ưu của nồng độ nano bạc khử trùng và nồng độ nano đồng khử trùng để đạt hiệu quả khử trùng cao nhất mà không gây ảnh hưởng tiêu cực đến cây trồng. Nghiên cứu này nhằm tìm kiếm một phương pháp khử trùng môi trường nuôi cấy tế bào và khử trùng môi trường nuôi cấy mô hiệu quả hơn, tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.

2.1. Cơ Chế Diệt Khuẩn Của Nano Bạc Phương Pháp Nghiên Cứu

Nghiên cứu đi sâu vào cơ chế diệt khuẩn của nano bạc. Các thí nghiệm được thực hiện để xác định khả năng diệt khuẩn của nano bạc đối với các loại vi sinh vật gây nhiễm phổ biến trong nuôi cấy mô. Phân tích cơ chế diệt khuẩn của nano đồng cũng được thực hiện để so sánh và đánh giá hiệu quả. Kết quả sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng nano bạc và nano đồng trong khử trùng môi trường nuôi cấy.

2.2. Tác Động của Nano Bạc Đồng lên Sinh Trưởng và Phát Triển Cây

Bên cạnh khả năng khử trùng, nghiên cứu cũng đánh giá ảnh hưởng của nano bạc và ảnh hưởng của nano đồng lên sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Các chỉ tiêu như tỷ lệ nảy mầm, chiều cao cây, số lượng lá và sinh khối được theo dõi và phân tích. Mục tiêu là xác định nồng độ nano bạc và nano đồng tối ưu, vừa đảm bảo hiệu quả khử trùng, vừa không gây ức chế hoặc độc hại cho cây trồng. Cần đánh giá độc tính của nano bạc và độc tính của nano đồng để đảm bảo an toàn.

2.3. So Sánh Hiệu Quả Nano Bạc và Đồng trong Khử Trùng

Nghiên cứu này tiến hành so sánh nano bạc và nano đồng về hiệu quả khử trùng môi trường nuôi cấy. Các tiêu chí so sánh bao gồm khả năng diệt khuẩn, tác động lên sinh trưởng cây trồng, chi phí và tính khả thi trong ứng dụng thực tế. Mục tiêu là xác định loại nano kim loại nào phù hợp hơn cho việc khử trùng môi trường nuôi cấy trong các điều kiện khác nhau. Ưu điểm nano bạc và nhược điểm nano bạc được so sánh với ưu điểm nano đồng và nhược điểm nano đồng.

III. Ứng Dụng Nano Bạc Đồng Khử Trùng Mẫu và Cải Thiện Sinh Trưởng

Nghiên cứu không chỉ tập trung vào khử trùng môi trường nuôi cấy mà còn mở rộng sang ứng dụng nano bạc và nano đồng trong khử trùng mẫu cấy. Các phương pháp khử trùng mẫu cấy truyền thống thường sử dụng hóa chất mạnh, có thể gây hại cho mô cấy. Việc sử dụng ứng dụng nano bạc trong nuôi cấy và ứng dụng nano đồng trong nuôi cấy hứa hẹn mang lại hiệu quả khử trùng cao hơn, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Nghiên cứu đánh giá tác dụng kháng khuẩn của nano bạc và tác dụng kháng khuẩn của nano đồng trên các loại mẫu cấy khác nhau.

3.1. Khử Trùng Mẫu Cấy Bằng Nano Bạc Phương Pháp Mới Tiềm Năng

Nghiên cứu khảo sát hiệu quả của nano bạc trong việc loại bỏ các tác nhân gây nhiễm từ mẫu cấy. So sánh hiệu quả của nano bạc với các chất khử trùng truyền thống như thủy ngân clorua (HgCl2) và canxi hypochlorite (Ca(ClO)2). Đánh giá tỷ lệ sống sót của mẫu cấy sau quá trình khử trùng bằng nano bạc, đồng thời theo dõi sự sinh trưởng và phát triển của mẫu cấy sau khi chuyển sang môi trường nuôi cấy vô trùng.

3.2. Nano Đồng Giải Pháp Khử Trùng Mẫu Cấy Hiệu Quả

Tương tự như nano bạc, nghiên cứu cũng đánh giá hiệu quả của nano đồng trong việc khử trùng mẫu cấy. Các thí nghiệm được thực hiện để so sánh khả năng diệt khuẩn của nano đồng với các chất khử trùng truyền thống. Đánh giá tỷ lệ sống sót của mẫu cấy sau khi khử trùng bằng nano đồng, đồng thời theo dõi sự sinh trưởng và phát triển của mẫu cấy sau khi chuyển sang môi trường nuôi cấy vô trùng.

IV. Nghiên Cứu Nano Bạc và Đồng Trên Cây Cúc Thu Hải Đường

Luận án tiến hành các thí nghiệm cụ thể trên ba loại cây trồng có giá trị kinh tế là cây Cúc, cây Thu hải đường và cây Tử linh lan. Mỗi loại cây trồng được sử dụng để đánh giá các khía cạnh khác nhau của ứng dụng nano bạc và nano đồng trong nuôi cấy mô. Trên cây Cúc, nghiên cứu tập trung vào hiệu quả của nano bạc trong khử trùng môi trường nuôi cấy. Trên cây Thu hải đường, nghiên cứu đánh giá khả năng của nano bạc và nano đồng trong khử trùng mẫu. Trên cây Tử linh lan, nghiên cứu xem xét tác động của nano bạc lên sự sinh trưởng và hạn chế các hiện tượng bất thường.

4.1. Tác Dụng của Nano Bạc lên Khử Trùng Môi Trường Cây Cúc

Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của nano bạc trong việc khử trùng môi trường nuôi cấy cây Cúc, thay thế cho phương pháp hấp tiệt trùng. So sánh sự sinh trưởng của cây Cúc trên môi trường được khử trùng bằng nano bạc và môi trường được hấp tiệt trùng. Xác định nồng độ nano bạc tối ưu để đảm bảo hiệu quả khử trùng cao mà không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sự sinh trưởng của cây Cúc.

4.2. Nano Bạc và Đồng trong Khử Trùng Mẫu Cấy Thu Hải Đường

Nghiên cứu khảo sát hiệu quả của nano bạc và nano đồng trong việc khử trùng mẫu cấy cây Thu hải đường. So sánh hiệu quả của nano bạc và nano đồng với các chất khử trùng truyền thống. Đánh giá tỷ lệ sống sót của mẫu cấy sau quá trình khử trùng, đồng thời theo dõi sự sinh trưởng và phát triển của mẫu cấy sau khi chuyển sang môi trường nuôi cấy vô trùng.

V. Nano Bạc Cải Thiện Sinh Trưởng và Hạn Chế Bất Thường

Nghiên cứu đánh giá vai trò của nano bạc trong việc cải thiện sinh trưởng và hạn chế các hiện tượng bất thường trong nuôi cấy mô, đặc biệt trên cây Tử linh lan. Các hiện tượng bất thường như thủy tinh thể, rụng cơ quan và hóa nâu thường gặp trong nuôi cấy mô, gây ảnh hưởng đến chất lượng cây giống. Nghiên cứu khảo sát khả năng của nano bạc trong việc giảm thiểu các hiện tượng này, đồng thời thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng.

5.1. Tác Động Của Nano Bạc Lên Tái Sinh Chồi và Sinh Trưởng

Nghiên cứu đánh giá tác động của nano bạc lên khả năng tái sinh chồi của cây Tử linh lan. So sánh tỷ lệ tái sinh chồi trên môi trường có bổ sung nano bạc và môi trường không bổ sung nano bạc. Theo dõi sự sinh trưởng và phát triển của chồi, đồng thời đánh giá chất lượng chồi được tạo ra.

5.2. Nano Bạc Khắc Phục Các Hiện Tượng Bất Thường trong Nuôi Cấy

Nghiên cứu khảo sát khả năng của nano bạc trong việc khắc phục các hiện tượng bất thường như thủy tinh thể, rụng cơ quan và hóa nâu trong nuôi cấy mô cây Tử linh lan. So sánh tỷ lệ cây bị ảnh hưởng bởi các hiện tượng bất thường trên môi trường có bổ sung nano bạc và môi trường không bổ sung nano bạc. Đánh giá hiệu quả của nano bạc trong việc cải thiện chất lượng cây giống.

VI. Kết Luận và Triển Vọng Nghiên Cứu Nano Bạc Đồng Tương Lai

Nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng của nano bạc và nano đồng trong việc khử trùng môi trường nuôi cấy, khử trùng mẫu cấy, cải thiện sinh trưởng và hạn chế các hiện tượng bất thường trong nuôi cấy mô. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi mới trong việc tối ưu hóa quy trình nuôi cấy mô, giảm thiểu chi phí và nâng cao chất lượng cây giống. Nghiên cứu tác dụng của nano bạc và nano đồng trong khử trùng mẫu, khử trùng môi trường nuôi cấy và vi nhân giống một số cây trồng có giá trị kinh tế này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển nền nông nghiệp bền vững.

6.1. Đánh Giá Tổng Quan Hiệu Quả của Nano Kim Loại

Tóm tắt những kết quả chính của nghiên cứu, đánh giá tổng quan về hiệu quả của nano bạc và hiệu quả của nano đồng trong các ứng dụng khác nhau của nuôi cấy mô. Nêu bật những ưu điểm và hạn chế của việc sử dụng nano kim loại trong nuôi cấy mô. Nhấn mạnh ý nghĩa của nghiên cứu đối với việc phát triển các phương pháp nuôi cấy mô hiệu quả và bền vững.

6.2. Hướng Nghiên Cứu và Ứng Dụng Nano Bạc Đồng Trong Tương Lai

Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo để khám phá tiềm năng của nano bạc và nano đồng trong nuôi cấy mô. Đề xuất các ứng dụng thực tế của kết quả nghiên cứu, như việc sử dụng nano kim loại để sản xuất cây giống sạch bệnh, cải thiện năng suất cây trồng và phát triển các loại cây trồng mới. Nhấn mạnh vai trò của nghiên cứu khoa học trong việc giải quyết các thách thức trong lĩnh vực nông nghiệp.

Nghiên cứu tác dụng của nano bạc và nano đồng trong khử trùng mẫu và môi trường nuôi cấy