Khóa luận tốt nghiệp công nghệ sinh học ứng dụng bức xạ gamma co 60 tạo oligochitosan tan nước và đánh giá hiệu quả tăng trưởng trên cây hoa lan dendrobium in vitro

Khóa luận nghiên cứu ứng dụng bức xạ gamma Co-60 trong sản xuất oligochitosan tan nước và hiệu quả tăng trưởng cây hoa lan dendrobium in vitro.

• Tác giả: Võ Ngọc Kim Ngân
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Quang Luân
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Bức Xạ Gamma Co-60 Trong Sản Xuất Oligochitosan Tan Nước Và Tác Động Đến Sự Phát Triển Của Cây Hoa Lan Dendrobium
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018 - 2022
• Địa điểm: Thủ Đức

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• XÁC NHẬN VÀ CAM ĐOAN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. Mục tiêu của đề tài
• 1.2. Nội dung thực hiện
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Giới thiệu về oligochitosan
• 2.2. Cấu trúc và nguồn thu nhận
• 2.3. Hoạt tính sinh học
• 2.4. Hoạt tính kích thích tăng trưởng
• 3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 3.2. Sơ đồ tổng thể nội dung nghiên cứu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Chế tạo oligochitosan tan nước bằng phương pháp chiếu xạ
• 4.2. Xác định đặc trưng cấu trúc của oligochitosan tan nước chế tạo được
• 4.2.1. Quang phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis
• 4.2.2. Quang phổ hồng ngoại FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy)
• 4.2.3. Phổ nhiễu xạ tia X (XRD)
• 4.3. Sự suy giảm khối lượng phân tử của chitosan sau chiếu xạ
• 4.4. Đánh giá hiệu quả tăng cường sinh trưởng của chế phẩm oligochitosan tan nước trên hoa lan Dendrobium nuôi cây mô
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
• DANH SÁCH CÁC BẢNG
• DANH SÁCH CÁC HÌNH

Tóm tắt

I. Tổng quan về ứng dụng bức xạ gamma Co 60 trong oligochitosan

Bức xạ gamma Co-60 đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong sản xuất oligochitosan (OCTS) tan nước. Oligochitosan là một sản phẩm có nguồn gốc từ chitosan, có khả năng hòa tan tốt và có nhiều ứng dụng trong nông nghiệp, đặc biệt là trong nuôi cấy mô tế bào thực vật. Nghiên cứu này nhằm mục đích tìm hiểu hiệu quả của bức xạ gamma Co-60 trong việc tạo ra oligochitosan và tác động của nó đến sự phát triển của cây hoa lan Dendrobium.

1.1. Bức xạ gamma Co 60 và ứng dụng trong nông nghiệp

Bức xạ gamma Co-60 được sử dụng để cắt mạch chitosan, tạo ra oligochitosan có khối lượng phân tử thấp hơn. Điều này giúp tăng cường khả năng hòa tan và hoạt tính sinh học của sản phẩm, từ đó nâng cao hiệu quả trong nuôi cấy mô thực vật.

1.2. Oligochitosan và vai trò trong phát triển thực vật

Oligochitosan có khả năng kích thích sự phát triển của thực vật, giúp tăng cường khả năng sinh trưởng và kháng bệnh. Nghiên cứu cho thấy oligochitosan có thể thúc đẩy sự phát triển của cây hoa lan Dendrobium, một trong những loại hoa lan được ưa chuộng.

II. Thách thức trong sản xuất oligochitosan từ chitosan

Mặc dù chitosan là một nguyên liệu quý giá, nhưng việc sản xuất oligochitosan từ chitosan gặp nhiều thách thức. Các phương pháp truyền thống thường gây ô nhiễm môi trường và có hiệu suất thu nhận thấp. Do đó, cần tìm kiếm các phương pháp hiệu quả hơn để sản xuất oligochitosan.

2.1. Các phương pháp cắt mạch chitosan hiện tại

Có nhiều phương pháp cắt mạch chitosan như hóa học, vật lý và sinh học. Tuy nhiên, phương pháp hóa học thường gây ô nhiễm và phương pháp sinh học gặp khó khăn trong việc kiểm soát khối lượng phân tử.

2.2. Tác động của bức xạ gamma đến chất lượng oligochitosan

Bức xạ gamma Co-60 có thể cắt mạch chitosan một cách hiệu quả mà không làm giảm hoạt tính sinh học của sản phẩm. Điều này giúp nâng cao hiệu suất thu nhận oligochitosan và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

III. Phương pháp chiếu xạ gamma Co 60 trong sản xuất oligochitosan

Phương pháp chiếu xạ gamma Co-60 được áp dụng để tạo ra oligochitosan tan nước. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng bức xạ gamma kết hợp với H2O2 có thể tối ưu hóa quá trình cắt mạch chitosan, từ đó nâng cao hiệu suất thu nhận oligochitosan.

3.1. Quy trình chiếu xạ chitosan

Quy trình chiếu xạ chitosan bao gồm việc ngâm chitosan trong dung dịch H2O2 và chiếu xạ bằng bức xạ gamma Co-60. Các điều kiện chiếu xạ được tối ưu hóa để đạt được hiệu suất cao nhất.

3.2. Đặc trưng cấu trúc của oligochitosan

Các mẫu oligochitosan sau khi chiếu xạ được phân tích bằng các phương pháp như UV-Vis, FTIR và XRD để xác định đặc trưng cấu trúc. Kết quả cho thấy oligochitosan có cấu trúc tương tự như chitosan nhưng có khối lượng phân tử thấp hơn.

IV. Tác động của oligochitosan đến sự phát triển của cây hoa lan Dendrobium

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng oligochitosan tan nước có tác dụng tích cực đến sự phát triển của cây hoa lan Dendrobium. Việc bổ sung oligochitosan vào môi trường nuôi cấy giúp tăng cường hệ số nhân chồi và sinh khối của cây.

4.1. Đánh giá hiệu quả tăng trưởng trên cây Dendrobium

Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ oligochitosan 90 ppm mang lại hiệu quả tốt nhất, với hệ số nhân chồi lên đến 13,16 chồi/mẫu. Điều này chứng tỏ oligochitosan có khả năng thúc đẩy sự phát triển của cây hoa lan.

4.2. Ảnh hưởng đến sinh khối tươi và khô

Oligochitosan không chỉ tăng cường hệ số nhân chồi mà còn làm tăng sinh khối tươi và khô của cây Dendrobium. Sinh khối tươi đạt 548,60 mg/mẫu và sinh khối khô đạt 43,20 mg/mẫu.

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

Nghiên cứu về ứng dụng bức xạ gamma Co-60 trong sản xuất oligochitosan tan nước đã mở ra nhiều triển vọng mới trong lĩnh vực nông nghiệp. Oligochitosan không chỉ có khả năng thúc đẩy sự phát triển của cây hoa lan Dendrobium mà còn có thể được áp dụng cho nhiều loại cây trồng khác.

5.1. Tương lai của oligochitosan trong nông nghiệp

Oligochitosan có tiềm năng lớn trong việc phát triển các sản phẩm sinh học an toàn, giúp nâng cao năng suất cây trồng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc mở rộng ứng dụng của oligochitosan trong các loại cây trồng khác.

5.2. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Cần thực hiện thêm các nghiên cứu để xác định nồng độ tối ưu của oligochitosan cho từng loại cây trồng khác nhau. Đồng thời, nghiên cứu cũng nên xem xét các phương pháp sản xuất oligochitosan hiệu quả hơn để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong nông nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DUC VÀ ĐÀO TẠO. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC SINH HỌC ỨNG DỤNG BỨC XẠ GAMMA Co-60 TẠO OLIGOCHITOSAN TAN NƯỚC VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUÁ TĂNG TRƯỞNG TRÊN CAY HOA LAN Dendrobium in vitro Nganh hoc : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Sinh viên thực hiện : VÕ NGỌC KIM NGÂN Mã sô sinh viên : 18126104 Niên khóa : 2018 - 2022 TP. Thủ Đức, 03/2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. TRUONG ĐẠI HỌC NÔNG LAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC SINH HỌC KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ỨNG DỤNG BỨC XẠ GAMMA Co-60 TẠO OLIGOCHITOSAN TAN NƯỚC VA ĐÁNH GIÁ HIỆU QUA TANG TRUONG TREN CAY HOA LAN Dendrobium in vitro Hướng dẫn khoa học Sinh viên thực hiện PGS.

LE QUANG LUAN Võ Ngọc Kim Ngân TP. Thu Đức, 03/2023 LỜI CẢM ƠN Đề có thé hoàn thành khóa luận này, với tat cả lòng biết ơn, tôi kính gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PGS. Lê Quang Luân đã hướng dẫn tôi làm dé tài này. Thay đã tận tình định hướng mục tiêu đề tài, góp ý về các thí nghiệm cần được thực hiện và giúp đỡ tôi hoàn thành nghiên cứu này.

Một lần nữa tôi chân thành cảm ơn thầy và chúc thầy nhiều sức khoẻ. Con cảm ơn Ba Mẹ luôn tin tưởng và tạo điều kiện dé con có thé được tiếp tục học tập và luôn là chỗ dựa vững chắc phía sau, luôn động viên, ủng hộ và bên cạnh con những lúc con gục ngã và mệt mỏi nhất. Con cảm ơn Ba Mẹ rất nhiều. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám đốc Trung tâm Công nghệ Sinh học Tp.

Hồ Chí Minh và phòng CNSH Vật liệu va Nano đã cấp kinh phí, cơ sở vật chất và tạo điều kiện dé tôi thực hiện luận văn này một cách tốt nhất. Tôi xin cảm ơn rất nhiều đến các anh chị đang làm việc tại phòng Công nghệ Sinh học Vật liệu và Nano đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện khóa luận. Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến ThS. Phan Lê Trâm Anh và KS.

Nguyễn Văn Linh, người đã luôn đồng hành cùng tôi trong những ngày đầu thực hiện khóa luận đến lúc kết thúc. Anh, chị luôn quan tâm giúp đỡ, giải đáp thắc mắc, truyền đạt lại những kinh nghiệm và cả những kiến thức khoa học của mình cũng như luôn theo sát và luôn đôn đốc dé tôi có thé hoàn thành đúng thời hạn đề tai nay. Tôi cũng gởi lời cảm ơn các bạn sinh viên thực hiện đề tài tại đây đã giúp đỡ tôi về mặt tinh thần lẫn vật chất, luôn ủng hộ và động viên tôi trong lúc thí nghiệm gặp sai sót để tôi có thé một lần nữa hoàn thành các thí nghiệm một cách chin chu nhất. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh nói chung và quý thầy cô Khoa Khoa học Sinh học nói riêng trong 4 năm vừa qua đã dạy cho tôi những kiến thức bổ ích không những giúp tôi trong quá trình thực hiện dé tai mà còn trong cả cuộc sông.

XÁC NHAN VA CAM DOAN Tôi tên Võ Ngoc Kim Ngân, MSSV: 18126104, Lớp: DH18SHB thuộc ngành Công nghệ Sinh học Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, xin cam đoan: kết quả đạt được trong khóa luận là do bản thân tôi trực tiếp thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Lê Quang Luân, các số liệu và thông tin trong nghiên cứu là hoàn toàn trung thực và khách quan. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước hội đồng về những cam kết này.

Thủ Đức, ngày thang nam 2023 Người viết cam đoan (Ký và ghi rõ họ tên) Võ Ngọc Kim Ngan i TÓM TẮT Nghiên cứu được tiến hành dé tạo ra chế phẩm oligochitosan (OCTS) tan nước có tác dụng tăng trưởng thực vật ứng dụng trong nuôi cấy mô tế bào thực vật. Dé chế tạo OCTS tan nước, chitosan (CTS) ban đầu được cắt mạch di thé bằng cách ngâm trương trong 3% H;O; ở các liều xạ 50, 75 và 100 kGy. Đồng thời, CTS cũng được cắt mạch 6 dang bột với liều xạ 700 kGy và xác định liều xạ tối ưu dé tạo OCTS tan nước. Kết quả hiệu suất thu nhận OCTS tan nước sau chiếu xạ là 21,80; 24,07 và 27,94% tương ứng với các liều xạ 50; 75 va 100 kGy ở điều kiện trương trong 3% H2O> và đạt 22,84% ở liều xạ 700 kGy.

Các mau CTS sau chiếu xạ được xác định các đặc trưng cấu trúc bằng phổ UV-Vis, FTIR và XRD. Phổ UV-Vis của các mẫu OCTS tan nước đều xuất hiện đỉnh hấp thụ cực đại tại bước sóng 273 nm. Phố FTIR cho thay không có sự khác biệt về cấu trúc khi cắt mach CTS dạng bột và di thể so với CTS ban đầu. Thêm vào đó, kết qua phân tích giản đồ XRD của các mau CTS ở các điều kiện cắt mạch khác nhau nhau đều xuất hiện đỉnh tinh thé ở khoảng 20 giá trị 19,8°.

Kết quả phân tích Mw bang GPC của các mẫu OCTS sau chế tạo đều nhỏ hơn 20 kDa. Ảnh hưởng của OCTS tan nước đến sự phát triển chồi Dendrobium được đánh giá qua hệ số nhân chồi, sinh khối tươi và sinh khối khô. Kết quả nhận được cho thay OCTS tan nước sau chế tạo có khả năng thúc đây cụm chỗi lan Dendrobium in vitro phát triển tốt nhất trên môi trường nuôi cấy bổ sung OCTS tan nước ở nồng độ 90 ppm với hệ số nhân chồi lên đến 13,16 chồi/mẫu đồng thời, sinh khối tươi và sinh khối khô lần lượt đạt 548,60 và 43,20 mg/mau. Do đó, OCTS tan nước có hoạt tính thúc day tăng trưởng đối với cum choi hoa lan Dendrobium trong điêu kiện in vitro.

Từ khóa: gamma Co-60, Dendrobium, oligochitosan, tang trưởng. 1H ABSTRACT The research was conducted to prepared water-soluble oligochitosan (OCTS) products with a growth promation effect on plants for application in plant tissue culture. For preparation of water-soluble OCTS, the invitial chitosan (CTS) was degradated in 3% HaO2¿ at doses of 50, 75 and 100 kGy. CTS was also irradiated in powder at 700 kGy for inducing water- soluble OCTS.

The results showed that the contents the contents of water-soluble OCTS were about 21,8; 24,07 and 27,94% in samples irradiated at 50,75 and 100 kGy in the present of 3% HO, respectively. While the water-soluble OCTS content was only 22,4% in CTS sample irradiated in powder state at 700 kGy. The structural irradiated samples were characterized by UV-Vis, FTIR and XRD. The UV-Vis spectra of water-soluble OCTS appeared new peak at 273 nm, while the FTIR showed no differences in irradiated samples (in HaO¿ and in poweter form) compared to that of unirradiated CTS.

In addition, the XRD diagrams of all irradiated CTS showed the same crystalline peak at 19,8° (28). The results by GPC analysis also indicated that all My of water-soluble OCTS were below 20 kDa. On the other hand, the effect of water-soluble OCTS on Dendrobium shoot growth was evaluated through shoot multiplication, fresh biomass and dried biomass. The results showed that the water-soluble OCTS to promoted the best growth of Dendrobium in vitro shoots cultured on medium supplemented with water-soluble OCTS samples concentration at 90 ppm with shoot multiplication up to 13,16 shoots/sample, fresh biomass and dried biomass were 548,60 and 43,20 mg/sample, respectively.

Therefore, water-soluble OCTS prepared by gamma Co-60 irradiation in present of 3% H2O2 has potential to promote the growth of Dendrobium shoot in vitro. Keywords: gamma Co-60, Dendrobium, oligochitosan, growth. IV Trang II EE NET saecgentieooakohodgdhdigtgiElGiGgtLNGi0G0030/001831681/ 30) i XÁC NHAN VA CAM DOAN W.eesssesssseesesseseessesscsesscsecsvcseceesecsscsessesessessessessesesseteeeeessseeess ii CO es iii n0:. iv DANH SÁCH CHỮ VIET TAT .scsssessssssesssssseeesssseesssneesesneeesssneeesssnessssneesessnesessnness Vii ISINH ALS NG ccs cng cgi seam cmccsee viii TRI BAS GC ENTueeeaeeeasentniosntbinsgtDtsohgttutosl0gts68005890S0003030080008800500) ix RTI A is icacmonenervemetnistvsibensansuesseeanvunssiseseniteestboutnnrniin | 1.

Mục tiêu của đỀ tài. NGL tưng (hue Wet sa eaeagnderetrgreieoagtieI0SIS401GG1GG.HSEGTIRGIGIGPISSGG000 2 CHƯƠNG 2. TONG QUAN TALI LIỆU.-2-222222222EE2EE2EE2EE22E22E22EE22E22E22222222222222 3 PRG ge occ| eer 2 2. Cau trúc và nguồn thu han.

Hoat tinh sinh 0: 2⁄44. Một số thông số quan trong của oligochitosan. Các phương pháp cắt mach chitosan. ụ To: PURO rhấp ON TP caagaanaceiiiibiigiasoidtigagediootiiBii8tsãtpssoiigg82bi310300430:60801004080000800g4 0080: 9 nêu: F HƯƠNG PRED Vật Tý sccssenncscscmmumneenrn mma 9 Ee aa 12 BAT.ẽốốố ẽố ốc 12 2.

Nguồn gốc và phân bỐ. - 2 2 2 +S+SS+SE£SE2EE2E2192122122121121121221221211211211111 212 Xe2 12 BAD Wee di mai KH sveseensuiegriereaGtiuoigioiaiotpiiisoiogfiGgtgiBRdhiifS601G1601010008n0ug00/0 2380 13 fos 1 1Ù tình nghiện cửu trortg và rig0ÃÏ HƯỜỔ cá saaaeesoadeaudgbostuiisilagi2i3g.n0758800468458965E 13 Bete LUNE: AUR (Giữ DAIS, TÚ Ốc uesesasnarsnssnsacesscanssncsam seunssnasuseensxaenmemusaenuumcasesn os ie Vv Poets Ab FL Eee (MT 1 THNT naamusssssennvnnnnistrostgtdrNtGE03800310DIUENBRS-SUNME21750120040002003038 14 CHƯƠNG 3. VAT LIEU VA PHƯƠNG PHAP. Thời gian và địa điểm nghiên COU oo.

Vật Liệu va PONS pháp nghi CUM iscsssissncrsencresasanermeanver 1660186140401A3484,80040380/G01490000g9 6 16 3. Sơ đồ tổng thé nội dung nghiên cứu. Chế tạo oligochitosan tan nước bằng phương pháp chiếu xạ. Xác định các đặc trưng cấu trúc của.

Đánh giá hiệu quả tăng cường sinh trưởng của chế phẩm oligochitosan tan nước trên hoa lan Dendrobium nuôi cấy mô. 18 Le se 19 CHƯƠNG 4. KET QUA VÀ THẢO LUẬN.--©22©52+S2+EE+EE2EE2EE22E22E1221221223 2x 20 4. Chế tao oligochitosan tan nước bằng phương pháp chiếu xạ.

Xác định đặc trưng cấu trúc của oligochitosan tan nước chế tạo bằng phương pháp ChiẾU X. Quang phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis. Quang phổ hồng ngoại FTIR (Fourier - transform infrared spectroscopy). Phổ nhiễu xa tia Xoo ecccceccececccscesesscsesecsesscsesecsesecsessssessesessesessssessesssesnssesessesatsessees 24 4.

Sự suy giảm khối lượng phân tử của chitosan sau chiếu xạ. Đánh giá hiệu quả tăng cường sinh trưởng của chế phẩm oligochitosan tan nước trên hoa lan Dendrobium nuôi Cay mô. KET LUẬN VA DE NGHIooo ceccececscsscsssesescscsesececsesssecsvsesececsesecevsveveeseeseees 30 eean 30 30 TÀI LIEU THAM KHAO 0.ooecccccscscssessessessessesvesessessessessesecsesseessssseesessessesesssesseeetseseesees 31 CO es 41 vi DANH SÁCH CHỮ VIET TAT BA 6 - Benzylaminopurine Co-60 Đồng vị cobalt 60 CTS Chitosan ctv Cộng tác viên DDA Độ deacetyl FTIR Quang phố hồng ngoại (Fourier Transform Infrared Spectrophotometter) GPC Sac ki gel tham qua (Gel Permeation Chromatography) MS Murashige and Skoog Mw Khối lượng phan tử NT Nghiệm thức OCTS Oligochitosan PLBs Protocorm like bodies UV-Vis Quang phổ tử ngoại khả kiến (Ultra violet — Visible Spectroscopy) XRD Nhiễu xa tia X (X - Ray diffraction) Vii DANH SÁCH CAC BANG Trang Bảng 3. Bồ trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của chế phẩm OCTS tan nước đến khả năng tăng trưởng của cây hoa lan Dendrobium in vitro ở các nồng độ khác nhau.

Hiệu suất thu nhận OCTS tan nước sau chiếu xạ ở các điều kiện khác nhau. Ảnh hưởng của nồng độ OCTS tan nước lên hệ số nhân chỗồi của cụm chồi Dendrobium sau 7 tuần nuôi cấy. Ảnh hưởng của nồng độ OCTS tan nước lên sinh khối tươi của cụm chồi Dendrobium sau 7 tuần nuôi cấy. Ảnh hưởng của nồng độ OCTS tan nước lên sinh khối khô của cụm chồi Dendrobium sau 7 tuần nuôi cấy.

20 vill DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 2. Cấu trúc hóa học của QC TS.- ¿2+ 2+S22E22E2EEEE2E1211211212121121121121 2111 Xe 3 Hình 2. Cơ chế cắt mạch bằng hiệu ứng đồng vận. DeNGrODiIUM COCSOP NA NGÀAAớợỹốớ.

Sơ đồ tông thé các nội dung nghiên cứu. CTS trước (a) và sau khi trương bão hòa (b) trong H202 3%.