ĐẶT VẤN ĐỀ Bí đỏ hay còn gọi là bí ngô có tên khoa học là Cucurbita moschata (Duch., có tên tiếng anh là Pumpkin, là một loại cây thuộc chi Cucurbita và họ bầu bí Cucurbitaceae (Tạ Thị Thu Cúc, 2002). Bí đỏ được biết đến như một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng. Các bộ phận của cây sử dụng làm thực phẩm có thể là nụ, hoa, ngọn, lá non và nhiều nhất là thịt quả, được chế biến thành những sản phẩm như làm bánh, làm sữa và làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến. Trong 100 g thịt quả chứa nhiều thành phần dinh dưỡng quan trọng như chất đạm 1 g; đường 2,76 g; cacbohydrate 6,5 g; tổng lipid 0,1 g; chất xơ 0,5 g; canxi 21 mg; magie 12 mg; sắt 0,8 mg; kẽm 0,32 mg; đồng 0,127 mg; phospho 44 mg; kali 340 mg; natri 1 mg; vitamin C 9 mg; vitamin B6 0,061 mg, và chứa 26 Kcal năng lượng (USDA National Nutrient data base, 2019).
Bí đỏ có thể trồng vào tất cả các vụ trong năm. Đây là loài cây dễ trồng, không kén đất, có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau, có mặt ở nhiều vùng sinh thái trong cả nước. Để tạo được giống bí đỏ lai có năng suất cao, ổn định và thích nghi với các vùng sinh thái khác nhau thì bố mẹ phải là các dòng có khả năng thích nghi với những điều kiện bất lợi, khả năng chống bệnh và đặc biệt là ở dạng đồng hợp tử. Tuy nhiên, việc tạo ra các dòng bố mẹ thuần chủng bằng phương pháp tự thụ phấn mất rất nhiều thời gian từ 6 đến 8 thế hệ (Gémes-Juhász et al.
Trong khi đó, sử dụng kỹ thuật tạo cây đơn bội in vitro có thể rút ngắn việc tạo dòng thuần chỉ còn 1 đến 2 thế hệ (Lê Huy Hàm và cs. Cây đơn bội đầu tiên được tạo ra nhờ kĩ thuật này từ cây cà độc dược lùn bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn (Blakelsee et al. Nhiều nghiên cứu tạo cây đơn bội sau đó cũng đã được tiến hành như: lúa mạch (Kasa and Kao, 1970), thuốc lá (Burk et al. Nuôi cấy bao phấn và nuôi cấy noãn là hai phương pháp mang lại hiệu quả cao trong việc tạo cây đơn bội phục vụ cho mục đích lai tạo và nghiên cứu di truyền.
Kỹ thuật tạo cây đơn bội in vitro thông qua việc kích thích tiểu bào tử phát triển thành 1 cây khi nuôi cấy bao phấn, hạt phấn và trong đó nuôi cấy kích thích các tế bào trứng (noãn chưa thụ tinh) có khả năng tạo cây đơn bội nhanh hơn và thường được áp dụng cho những loài bất dục đực, loài có tỷ lệ cây tái sinh bị bạch tạng cao và các loài đơn tính khác gốc (Thomas et al., 2000; Bhat and Murthy, 2007). Trong họ bầu bí, cây đơn bội được tạo ra với nhiều biện pháp khác nhau như: nuôi cấy noãn bí ngòi Cucurbita pepo L. (Shalaby, 2007), cảm ứng hiệu quả sự hình thành cây con thông qua nuôi cấy noãn chưa thụ tinh với bí Cucurbita maxima Duch. và Cucurbita moschata Duch.
(Zou et al., 2020), nghiên cứu tạo cây đơn bội và cây đơn bội kép ở cây dưa lưới để sử dụng trong việc kháng lại nhiều virus (Lotfi et al., 2003), khảo sát ảnh hưởng của nồng độ TDZ, BA, IAA, NAA, 2,4-D đến noãn chưa thụ tinh nhằm tạo nên cây đơn bội kép ở cây dưa lưới (Koli et al. Nuôi cấy noãn là phương pháp được xem là thành công nhất trong việc sản xuất cây đơn bội trong nhiều loài (Hansen et al., 1995; Alan et al., 2003) nhưng lại bị kiểm soát bởi nhiều yếu tố như lựa chọn kiểu gen, giai đoạn phát triển của noãn, tiền xử lý, thành phần môi trường nuôi cấy, chất điều hòa sinh trưởng, sự biến đổi của phôi và điều kiện chiếu sáng thực vật (Gemes - Juhasz et al., 2002; Shalaby 2007, Chen et al. Dựa trên những lợi ích của việc tạo cây đơn bội từ nuôi cấy noãn và nhu cầu sản xuất thực tế chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Khảo sát môi trường thích hợp tạo cây đơn bội kép từ bầu noãn bí đỏ Cucurbita moschata (Duch.” Nhằm tìm ra môi trường thích hợp để tạo cây đơn bội kép từ nuôi cấy noãn cây bí đỏ. 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nguồn gốc, sự phân bố và phân loại thực vật cây Bí đỏ Cucurbita moschata (Duch.1 Nguồn gốc và sự phân bố (Cucurbitaceae) Bí đỏ gồm 25 loài nhưng phát triển phổ biến nhất ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới là các loài Cucurbita pepo L. và Cucurbita moschata (Duch., còn loài Cucurbita maxima (Duch. thích hợp ở vùng ôn đới. Theo nhiều báo cáo nghiên cứu khoa học cho thấy, bí đỏ có nguồn gốc từ Trung Mỹ và Nam Mỹ.
Có nhiều nghiên cứu khảo cổ chỉ ra rằng: loài Cucurbita pepo L. phân bố rộng khắp ở các vùng Bắc Mexico và Tây Nam Hoa Kỳ từ 7000 năm trước Công nguyên, loài Cucurbita moschata (Duch. đã xuất hiện ở Mexico và Peru từ ngàn năm nay, loài Cucurbita maxima (Duch. cũng được tìm thấy bởi các nhà khảo cổ ở Peru khoảng 1200 năm trước Công nguyên (Marita et Trevor, 2002).
Bí đỏ được thổ dân ở Bắc Mỹ thuần hóa trồng và sử dụng như một nguồn thức ăn chính. Đến thế kỷ XVI, khi những người da trắng đến định cư và từ đó bí ngô được chuyển đến Châu Âu và dần trở thành phổ biến như ngày nay (Mattews and Endress, 2004). Một số tài liệu khác cho rằng bí đỏ cũng như các cây bầu bí khác có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới, vậy nên bí đỏ và cây họ bầu bí có khả năng phát triển rộng ở nước ta.2 Phân loại thực vật Bí đỏ Bí đỏ thuộc vị trí phân loại sau: Giới thực vật Ngành: Ngọc lan Lớp: Ngọc lan Bộ: Bầu Bí Họ: Bầu Bí Chi: Cucurbita Loài: Cucurbita moschata (Duch. Cây bí đỏ Bộ Bầu bí (Cucurbitales) là thực vật có hoa, nằm trong phân lớp hoa Hồng (Rosids) của thực vật hai lá mầm.
Bộ bầu bí (Cucurbitales) chủ yếu có mặt ở khu vực nhiệt đới và lượng ít ở cận nhiệt và ôn đới. Một trong số những đặc trưng đáng chú ý của bộ bầu bí (Cucurbitales) là hoa đơn tính, phần lớn có 5 cánh, với các cánh hoa nhọn và dày, thụ phấn chủ yếu nhờ côn trùng (Matthews and Endress, 2004). Bao gồm 2300 loài trong 7 họ và 129 chi, trong đó lớn nhất là họ thu hải đường (Begoniaceae) với 1400 loài và họ bầu bí (Cucurbitaceae) với 825 - 845 loài (Watson and Dallwitz, 1992). Các họ lớn của bộ bầu bí (Cucurbitales) có tầm quan trọng kinh tế, đặc biệt là họ bầu bí (Cucurbitaceae).
Họ bầu bí có danh pháp khoa học là Cucurbitaceae. Phần lớn các loài trong họ này đều là loại dây leo sống một năm hoặc sống dai, leo nhờ tua cuốn hoặc bò trên mặt đất. Lá mọc cách có cuốn dài, phiến lá thường chia thùy chân vịt, không có lá kèm. Thân, lá thường phủ lông cứng, màu trắng nhất là khi còn non, hoa có màu sắc sặc sỡ (Watson and Dallwitz, 1992).
Họ bầu bí (Cucurbitaceae) gồm khoảng 120 chi và khoảng 1000 loài, phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của 2 bán cầu. Ở nước ta có trên 20 chi và gần 50 loài, phần lớn là những loài cây trồng có quả ăn được hoặc làm rau ăn (Hoàng Thị Sản, 2003). Trong họ bầu bí (Cucurbitaceae) có nhiều loại dưa cho quả như: dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb. Et Nakai), dưa gang (Cucumis melo L.), dưa leo (Cucumis sativus L.), dưa bở (Melo sinensis L.
Một số loài cho quả hoặc cả lá làm rau ăn như: Bí đao (Benincasa hispida Cogn.), bí ngô (Cucurbita pepo L.), bầu (Lagenaria sireraria Standl.), mướp ta (Lufa cylindrica (L.), mướp khía (Luffa acutangular Roxb.), mướp đắng (Momordica charantia L.), gấc (Momordica cochinchinensis (Lour.), su su (Sechium edule (Jacq. Ngoài ra, trong họ còn nhiều loại cây mọc dại như: mỡ lợn (Hodgsonia macrocarpa (Bl.2 Một số đặc tính sinh học của cây Bí đỏ 1.1 Đặc tính thực vật học ⮚ Rễ Hệ thống rễ của bí đỏ phát triển rất mạnh. Rễ chính có thể ăn sâu tới 2 m, khả năng tái sinh của rễ chính kém, rễ phụ ăn lan rộng và phát triển mạnh ở tầng đất mặt, rễ phụ có khả năng ăn rộng tới 6 m đường kính. Cây có nhiều rễ bất định được mọc ra từ các đốt trên thân.
Do có hệ thống rễ phát triển mạnh nên bí đỏ có khả năng chịu hạn tốt, tuy nhiên lại chịu úng kém. Cây có khả năng phát triển trên đất hơi phèn hoặc mặn (Trần Thị Ba, 2008). ⮚ Thân Thân leo hoặc bò có tua cuốn, thân dài từ 2 - 10 m. Thân ngắn, tròn hay có gốc cạnh của thân tùy thuộc vào đặc điểm của giống.
Thân có khả năng ra rễ bất định ở đốt. Tua cuốn phân nhánh mọc ở đốt thân. Thân mọc chậm ở giai đoạn đầu khoảng 3 tuần sau khi gieo. Bên trong thân rỗng và xốp, bên ngoài thân có nhiều lông tơ.
Các nhánh được sinh ra từ các đốt trên thân, các lóng trên thân phát triển rất nhanh (Trần Thị Ba, 2008). ⮚ Lá Lá mầm to dạng hình trứng. Trong điều kiện chăm sóc tốt, các lá mầm có thể kéo dài tuổi thọ đến hết thời gian sinh trưởng của cây. Lá đơn, mọc cách, cuốn dài, phiến lá rộng, tròn hay góc cạnh, có xẻ thùy sâu hay cạn, màu xanh hay lốm đốm trắng.
Diện tích mặt lá lớn nên khả năng quang hợp mạnh. Trên bề mặt lá có nhiều lông tơ bao phủ nên hạn chế khả năng thoát hơi nước (Trần Thị Ba, 2008). 6 ⮚ Hoa Hoa đơn tính cùng cây, to, cánh màu vàng, thụ phấn nhờ côn trùng. Số lượng hoa đực nhiều hơn hoa cái từ 10 - 30 lần (Trần Thị Ba, 2008).
Hoa nằm đơn độc ở nách lá. Cánh hoa màu vàng đậm, có bầu noãn hạ, cuống hoa dài, phần lớn hoa nở vào buổi sáng. Quả phát triển nhanh sau khi hoa cái nở. Khi nở hoa hướng lên trên nhưng quả phát triển hướng xuống.
⮚ Quả Quả bí đỏ thuộc loại phì quả, có 3 tâm bì. Hình dạng, kích thước, màu sắc quả thay đổi tùy theo giống. Cuốn quả mềm hay cứng, tròn hay góc cạnh, đáy cuốn phình hay không phình, vỏ bí cứng hay mềm, trơn hay sần sùi, màu sắc vỏ thay đổi từ xanh đậm tới vàng, thịt quả dày hay mỏng, màu vàng đỏ đến vàng tươi, tất cả điều tùy theo mỗi giống mà có đặc điểm khác nhau. Ruột quả chứa nhiều hạt nằm ở giữa (Watson and Dallwitz, 1992).
⮚ Hạt Hạt bí đỏ được hình thành bên trong quả, do quá trình thụ phấn và thụ tinh của hoa đực và hoa cái. Hạt bí đỏ có hình dạng dẹt, hơi dài, một đầu nhọn và một đầu tròn. Kích thước hạt từ 5 -12 mm.