Nghiên cứu tạo dòng lan Dendrobium thấp cây triển vọng qua lai hữu tính và nuôi cấy in vitro

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

SUMMARY

1. MỞ ĐẦU

1. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Giới thiệu về hoa lan và lan Dendrobium

1.2. Đặc điểm hình thái của lan Dendrobium

1.3. Thân và giả hành

1.4. Sự thụ phấn ở lan

1.5. Đặc điểm của lan Dendrobium mini

1.6. Thị trường hoa lan và xu hướng về giống lan Dendrobium

1.7. Thị trường hoa lan và lan Dendrobium

1.8. Tiềm năng và xu hướng phát triển thị trường hoa lan và lan Dendrobium

1.9. Chọn tạo giống thực vật

1.10. Đặc điểm di truyền của giống lan Dendrobium

1.11. Cơ sở khoa học của việc lai giống hoa lan

1.12. Đặc điểm nảy mầm của hạt lan và gieo hạt lan

1.13. Kỹ thuật nuôi cấy in vitro trong chọn tạo giống hoa lan

1.14. Ứng dụng đèn LED trong nuôi cấy in vitro

1.15. Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến

1.16. Sơ lược về đột biến bằng kỹ thuật chiếu xạ

1.17. Cơ chế tạo đột biến của tia gamma 60Co

1.18. Tác động của bức xạ gamma 60Co lên thực vật

1.19. Ảnh hưởng của liều chiếu xạ đến hiệu quả gây đột biến

1.20. Liều gây chết LD30, LD50 và liều gây đột biến hiệu quả

1.21. Tần số đột biến in vitro

1.22. Các kỹ thuật được ứng dụng trong chọn tạo giống đột biến

1.23. Sự kết hợp của chọn giống đột biến bằng nuôi cấy thực vật in vitro và chiếu xạ tia gamma

1.24. Một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả gây đột biến của tia gamma

1.25. Ảnh hưởng của ẩm độ hạt

1.26. Ảnh hưởng của giai đoạn khác nhau trong quá trình phát triển cá thể

1.27. Ảnh hưởng của các kỹ thuật gây đột biến

1.28. Ưu và nhược điểm của phương pháp chọn giống bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro và xử lý đột biến bằng tia gamma

1.29. Ý nghĩa của phương pháp chọn giống đột biến

1.30. Ứng dụng tia gamma trong tạo giống hoa

1.31. Ứng dụng chỉ thị di truyền để chọn lọc dòng đột biến trong chọn giống cây trồng và hoa lan

1.32. Phương pháp đánh giá di truyền dựa vào chỉ thị hình thái

1.33. Phương pháp đánh giá di truyền dựa vào các chỉ thị phân tử DNA

1.34. Một số kết quả nghiên cứu về hoa lan trên thế giới

1.35. Một số kết quả nghiên cứu về lai tạo giống hoa lan trên thế giới

1.36. Một số kết quả nghiên cứu tạo giống hoa lan đột biến trên thế giới

1.37. Một số kết quả nghiên cứu về hoa lan tại Việt Nam

1.38. Một số kết quả nghiên cứu về lai tạo giống hoa lan tại Việt nam

1.39. Một số kết quả nghiên cứu tạo giống hoa lan đột biến tại Việt Nam

1.40. Một số nghiên cứu nhân giống in vitro lan Dendrobium

1.41. Một số nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật RAPD để đánh giá sự khác biệt di truyền tại Việt Nam

1.42. Nhận xét chung

2. CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nội dung 1: Xác định môi trường và điều kiện nuôi cấy thích hợp cho sự phát triển của hạt lan lai Dendrobium thấp cây

2.2. Xác định môi trường nuôi cấy thích hợp cho sự nảy mầm, sự hình thành chồi và rễ của hạt lan lai Dendrobium thấp cây

2.3. Xác định môi trường nuôi cấy thích hợp cho sự nảy mầm của hạt lan lai Dendrobium thấp cây

2.4. Xác định môi trường nuôi cấy thích hợp cho sự sinh trưởng, phát triển của chồi lan lai Dendrobium thấp cây

2.5. Xác định môi trường nuôi cấy thích hợp cho sự tạo rễ của chồi lan lai Dendrobium thấp cây

2.6. Xác định tỷ lệ ánh sáng đỏ/xanh dương và cường độ chiếu sáng thích hợp cho sự nảy mầm, sự hình thành chồi và rễ của hạt lan lai Dendrobium thấp cây

2.7. Thí nghiệm 2A: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng đỏ/xanh dương và cường độ chiếu sáng tối ưu từ đèn LED đơn sắc đến sự phát triển của hạt lan Dendrobium in vitro

2.8. Thí nghiệm 2B: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng đỏ/xanh dương và cường độ chiếu sáng tối ưu từ đèn LED đơn sắc đến sự tạo chồi lan Dendrobium in vitro

2.9. Thí nghiệm 2C: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ ánh sáng đỏ/xanh dương và cường độ chiếu sáng tối ưu từ đèn LED đơn sắc đến sự tạo rễ lan Dendrobium in vitro

2.10. Phương pháp xử lý số liệu

2.11. Lai tạo hoa lan Dendrobium thấp cây và chọn lọc một số dòng lai có triển vọng

2.12. Lai tạo một số tổ hợp lai Dendrobium thấp cây

2.13. Bố trí các cặp lai

2.14. Cách thức thực hiện

2.15. Các chỉ tiêu theo dõi/đánh giá

2.16. Đánh giá sự nẩy mầm và sinh trưởng của các hạt lai trong điều kiện in vitro

2.17. Đánh giá sự sinh trưởng, phát triển, đặc điểm hoa và chọn lọc một số dòng lai có triển vọng

2.18. Chiếu xạ gây đột biến in vitro protocorm lan Dendrobium thấp cây và chọn lọc một số dòng đột biến có triển vọng

2.19. Ảnh hưởng của liều tia gamma 60Co đến sinh lý và xác định LD50 trong điều kiện in vitro

2.20. Ảnh hưởng của liều chiếu xạ gamma 60Co đến tỷ lệ chết và xác định LD50 của tổ hợp lai Dendrobium thấp cây DM12x13

2.21. Ảnh hưởng của liều xạ gamma 60Co đến khả năng gây đột biến và đánh giá sự sinh trưởng của các biến dị thuộc tổ hợp lai DM12x13 trong điều kiện in vitro

2.22. Đánh giá sự sinh trưởng, phát triển, đặc điểm hoa và chọn lọc một số dòng đột biến có triển vọng

2.23. Đánh giá sự khác biệt di truyền và nhân giống một số dòng lai, dòng đột biến có triển vọng

2.24. Sử dụng chỉ thị phân tử đánh giá sự khác biệt di truyền một số dòng lai và dòng đột biến có triển vọng

2.25. Nhân giống vô tính một số dòng lai triển vọng và đánh giá sự sinh trưởng trong điều kiện in vitro

2.26. Đánh giá sự sinh trưởng, phát triển và đặc điểm hoa một số dòng lai triển vọng trong điều kiện nhà lưới

2.27. Nhân giống vô tính một số dòng đột biến triển vọng và đánh giá sự sinh trưởng trong điều kiện in vitro

2.28. Đánh giá sự sinh trưởng, phát triển và đặc điểm hoa một số dòng đột biến triển vọng trong điều kiện nhà lưới

3. CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Xác định môi trường và điều kiện nuôi cấy thích hợp cho sự phát triển của hạt lan lai Dendrobium thấp cây

3.2. Xác định môi trường nuôi cấy thích hợp cho sự nảy mầm, sự hình thành chồi và rễ của hạt lan lai Dendrobium thấp cây

3.3. Xác định tỷ lệ ánh sáng đỏ-xanh dương và cường độ chiếu sáng thích hợp cho sự nảy mầm, sự hình thành chồi và rễ của hạt lan lai Dendrobium thấp cây

3.4. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED ở các cường độ chiếu sáng khác nhau lên sự phát triển của hạt lan Dendrobium thấp cây

3.5. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED ở các cường độ chiếu sáng khác nhau đến sự hình thành và phát triển protocorm lan Dendrobium thấp cây

3.6. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED ở các tỷ lệ ánh sáng đỏ/xanh dương và cường độ chiếu sáng khác nhau đến hệ số nhân và kích thước chồi lan Dendrobium thấp cây in vitro

3.7. Ảnh hưởng của ánh sáng đèn LED ở các cường độ chiếu sáng khác nhau đến sự phát triển rễ từ chồi lan Dendrobium thấp cây

3.8. Lai tạo hoa lan Dendrobium thấp cây, đánh giá sinh trưởng, phát triển và chọn lọc một số dòng lai có triển vọng

3.9. Lai tạo và đánh giá phản ứng của hoa sau khi thụ phấn ở 20 tổ hợp lai Dendrobium thấp cây

3.10. Đánh giá đặc điểm thụ phấn của 20 tổ hợp lan lai

3.11. Xác định đặc điểm quá trình phát triển của quả

3.12. Sự nảy mầm của hạt lan lai trong điều kiện in vitro

3.13. Đánh giá sự sinh trưởng của các con lai từ 9 tổ hợp lai trong điều kiện in vitro

3.14. Đánh giá sự sinh trưởng, phát triển của các con lai trong điều kiện nhà lưới

3.15. Sự phân nhóm của 30 cá thể con lai thuộc tổ hợp DM11x12 dựa trên đặc điểm hình thái

3.16. Sự phân nhóm của 30 cá thể con lai thuộc tổ hợp DM11x24 dựa trên đặc điểm hình thái

3.17. Sự phân nhóm của 30 cá thể con lai thuộc tổ hợp DM12x11 dựa trên đặc điểm hình thái

3.18. Đặc điểm hình thái của 3 dòng lai Dendrobium thấp cây có triển vọng được chọn lọc

3.19. Quy trình tạo dòng lan lai Dendrobium thấp cây

3.20. Chiếu xạ gây đột biến in vitro protocorm lan Dendrobium thấp cây và chọn lọc một số dòng đột biến có triển vọng

3.21. Xác định liều LD50

3.22. Chiếu xạ gây đột biến in vitro protocorm tổ hợp DM12x13

3.23. Chọn lọc, quan sát hình thái các dòng biến dị đột biến trong điều kiện in vitro

3.24. Một số kiểu biến dị lạ được ghi nhận sau khi chiếu xạ protocorm tổ hợp lai DM12×13

3.25. Nhận xét chung đối với tổ hợp DM12x13 sau khi được chiếu xạ

3.26. Sự sinh trưởng và phát triển các cá thể đột biến trong điều kiện nhà lưới

3.27. Số lá của 177 cá thể chiếu xạ từ protocorm Dendrobium thấp cây

3.28. Số giả hành của 177 cá thể chiếu xạ từ protocorm Dendrobium thấp cây nảy mầm

3.29. Chiều cao giả hành của 177 cá thể chiếu xạ từ protocorm Dendrobium thấp cây

3.30. Sự sinh trưởng của tổ hợp lan lai DM12x13 được chiếu xạ bằng nguồn 60 Co

3.31. Sự hình thành, phát triển và đặc điểm của hoa

3.32. Chọn lọc một số dòng đột biến có triển vọng

3.33. Quy trình tạo dòng lan Dendrobium thấp cây đột biến

3.34. Đánh giá sự khác biệt di truyền và nhân giống một số dòng lai, dòng đột biến có triển vọng

3.35. Kết quả khuếch đại DNA với 10 primer RAPD

3.36. Phân tích mối quan hệ di truyền 8 dòng lan Dendrobium thấp cây bố mẹ với 8 cá thể lai tiềm năng và 3 cá thể đột biến triển vọng

3.37. Nhân dòng vô tính và khảo sát sinh trưởng, phát triển 3 dòng lai có triển vọng trong điều kiện in vitro

3.38. Khảo sát sinh trưởng, phát triển 3 dòng lai có triển vọng trong điều kiện nhà lưới

3.39. Nhân dòng vô tính và khảo sát sinh trưởng, phát triển 3 dòng đột biến có triển vọng trong điều kiện in vitro

3.40. Khảo sát sinh trưởng, phát triển 3 dòng đột biến có triển vọng trong điều kiện nhà lưới

1. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH SÁCH CÁC BẢNG

DANH SÁCH CÁC HÌNH

I. Giới thiệu về nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc tạo ra dòng lan Dendrobium thấp cây triển vọng thông qua lai hữu tính kết hợp với nuôi cấy in vitro. Mục tiêu chính là xây dựng quy trình tạo giống và đánh giá sự khác biệt di truyền giữa các dòng lai và dòng đột biến. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong nghiên cứu này không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn cải thiện chất lượng giống lan, đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng cao.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu bao gồm xác định điều kiện môi trường nuôi cấy và ánh sáng phù hợp cho sự nảy mầm, hình thành chồi và rễ của cây lan Dendrobium thấp cây. Nghiên cứu cũng hướng đến việc tạo ra 2-3 dòng lan lai và 2-3 dòng lan đột biến có triển vọng, từ đó xây dựng quy trình tạo dòng lai và dòng đột biến. Việc đánh giá sự khác biệt di truyền giữa các dòng này sẽ được thực hiện bằng chỉ thị phân tử, giúp xác định các dòng có tiềm năng phát triển trong tương lai.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp lai hữu tính và nuôi cấy in vitro để tạo ra các dòng lan mới. Các thí nghiệm được thực hiện để xác định môi trường nuôi cấy tối ưu, bao gồm tỷ lệ ánh sáng đỏ/xanh dương và cường độ chiếu sáng. Kỹ thuật chiếu xạ gamma 60Co cũng được áp dụng để tạo ra đột biến, từ đó tăng cường khả năng phát triển và đa dạng hóa các đặc tính của cây lan. Các chỉ tiêu theo dõi và đánh giá được thiết lập rõ ràng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của nghiên cứu.

2.1. Quy trình nuôi cấy in vitro

Quy trình nuôi cấy in vitro bao gồm các bước chuẩn bị môi trường, gieo hạt, và theo dõi sự phát triển của hạt lan. Môi trường nuôi cấy được tối ưu hóa với các thành phần dinh dưỡng phù hợp, giúp tăng tỷ lệ nảy mầm và phát triển của chồi và rễ. Việc sử dụng đèn LED trong quá trình nuôi cấy cũng đã được chứng minh là có tác dụng tích cực đến sự phát triển của cây lan Dendrobium, với các tỷ lệ ánh sáng khác nhau được thử nghiệm để tìm ra điều kiện tối ưu nhất.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy có 15 tổ hợp lai đạt tỷ lệ đậu quả từ 25-100%. Trong số đó, 9 tổ hợp hình thành hạt hữu thụ với tỷ lệ nảy mầm cao. Ba dòng lai DM11x12:90, DM11x24:139, DM12x11:180 được chọn là có triển vọng nhất. Việc chiếu xạ protocorm đã xác định được liều gây chết 50% (LD50) là 68 Gy, cho thấy khả năng tạo ra các biến dị có giá trị. Các dòng đột biến cũng đã được nhân giống vô tính và đánh giá sự sinh trưởng trong điều kiện in vitro, cho thấy tiềm năng phát triển cao trong tương lai.

3.1. Đánh giá di truyền

Sử dụng chỉ thị phân tử, nghiên cứu đã xác định được sự khác biệt di truyền giữa các dòng lai và dòng đột biến. Dòng đột biến DM12x13-40Gy:76 cho thấy sự khác biệt di truyền lớn nhất so với giống mẹ DM12. Điều này cho thấy tiềm năng của các dòng đột biến trong việc phát triển giống lan mới, đồng thời mở ra hướng đi mới cho việc nghiên cứu và phát triển giống lan Dendrobium trong tương lai.

IV. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ có giá trị trong việc tạo ra các dòng lan Dendrobium mới mà còn góp phần vào việc phát triển ngành nông nghiệp công nghệ cao. Việc áp dụng các phương pháp nuôi cấy in vitro và lai hữu tính giúp tăng cường năng suất và chất lượng giống lan, đáp ứng nhu cầu thị trường. Hơn nữa, nghiên cứu cũng mở ra cơ hội cho việc bảo tồn và phát triển các giống lan quý hiếm, góp phần bảo tồn đa dạng sinh học.

4.1. Tiềm năng phát triển

Với những kết quả đạt được, nghiên cứu có thể được áp dụng rộng rãi trong sản xuất giống lan Dendrobium. Các dòng lan mới có thể được nhân giống và phát triển trong các điều kiện khác nhau, từ đó tạo ra nguồn giống phong phú cho thị trường. Điều này không chỉ giúp nâng cao giá trị kinh tế cho người nông dân mà còn thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp.

Luận án tiến sĩ: Tạo dòng lan Dendrobium thấp cây triển vọng bằng phương pháp lai hữu tính và nuôi cấy in vitro