Luận văn thạc sĩ vnua nghiên cứu sử dụng nano bạc và các chất điều tiết sinh trưởng trong nuôi cấy in vitro giống mía roc22 saccharum offcinarum l

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu vnua nghiên cứu sử dụng nano bạc và các chất điều tiết sinh trưởng trong nuôi cấy in vitro giống, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Ngô Thị Ánh
• Người hướng dẫn: TS. Đồng Huy Giới
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu sử dụng nano bạc và các chất điều tiết sinh trưởng trong nuôi cấy in vitro giống mía ROC22 (Saccharum offcinarum L.)
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 1.1. Lời cam đoan
• 1.2. Mục lục
• 1.3. Danh mục chữ viết tắt
• 1.4. Danh mục bảng
• 1.5. Danh mục hình
• 1.6. Trích yếu luận văn
• 1.7. The abstract
• 1.8. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.9. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.10. Phạm vi nghiên cứu
• 1.11. Địa điểm nghiên cứu
• 1.12. Thời gian nghiên cứu
• 1.13. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
• 1.14. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học
• 1.15. Tổng quan tài liệu
• 1.15.1. Giới thiệu về cây mía
• 1.15.2. Nguồn gốc, phân bố, lịch sử phát hiện
• 1.15.3. Giá trị kinh tế
• 1.15.4. Đặc điểm thực vật học
• 1.15.5. Nghiên cứu nuôi cấy In vitro cây mía
• 1.15.5.1. Nghiên cứu nước ngoài
• 1.15.5.2. Nghiên cứu trong nước
• 1.15.6. Giới thiệu về công nghệ nano và nano bạc
• 1.15.6.1. Cơ sở khoa học của công nghệ nano
• 1.15.6.2. Nano bạc và cơ chế diệt khuẩn của ion bạc
• 1.15.6.3. Các nghiên cứu sử dụng nano trong nuôi cấy mô tế bào thực vật
• 1.16. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
• 1.16.1. Địa điểm nghiên cứu
• 1.16.2. Thời gian nghiên cứu
• 1.16.3. Đối tượng nghiên cứu
• 1.16.4. Nội dung nghiên cứu
• 1.16.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.16.5.1. Thiết kế thí nghiệm
• 1.16.5.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp xác định
• 1.16.5.3. Quy trình nghiên cứu
• 1.16.5.4. Phân tích số liệu
• 1.17. Kết quả và thảo luận
• 1.17.1. Nội dung 1: Nghiên cứu khả năng khử trùng của nano bạc trên mẫu mía ngọn mang chồi bên và lá non
• 1.17.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lí bằng nano bạc trong khử trùng mẫu ngọn mía mang chồi bên và lá non mía ROC22
• 1.17.2. Nội dung 2: Nghiên cứu khả năng hình thành mô sẹo và tái sinh chồi từ mô sẹo của mẫu lá non
• 1.17.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ 2,4-D và nano bạc đến khả năng hình thành mô sẹo từ mẫu cấy lá non mía ROC22
• 1.17.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ BA, Kinetine, nano bạc đến khả năng tái sinh chồi từ mô sẹo
• 1.17.3. Nội dung 3: Nghiên cứu khả năng tái sinh chồi cấp 1 và nhân chồi cấp 1 từ ngọn mang chồi bên
• 1.17.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ BA, nano bạc đến khả năng tái sinh chồi cấp 1 từ ngọn mang chồi bên
• 1.17.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ BA, kinetine kết hợp nano bạc đến khả năng nhân chồi từ chồi cấp 1
• 1.17.4. Nội dung 4: Nghiên cứu khả năng nhân nhanh chồi từ chồi cấp 2
• 1.17.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ BA, Kinetine kết hợp nano bạc đến khả năng nhân nhanh chồi từ chồi cấp 2
• 1.17.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ BA, Ki kết hợp nano bạc đến khả năng nhân nhanh chồi từ chồi cấp 2
• 1.17.5. Nội dung 5: Nghiên cứu khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh từ chồi cấp 2
• 1.17.5.1. Ảnh hưởng của nồng độ NAA đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh từ chồi cấp 2
• 1.17.5.2. Ảnh hưởng của nồng độ NAA kết hợp nano bạc đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh từ chồi cấp 2
• 1.18. Kết luận và kiến nghị
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu ứng dụng nano bạc trong nuôi cấy in vitro giống mía ROC22

Nghiên cứu ứng dụng nano bạc và các chất điều tiết sinh trưởng trong nuôi cấy in vitro giống mía ROC22 (Saccharum officinarum L.) đang trở thành một chủ đề nóng trong lĩnh vực công nghệ sinh học. Mía ROC22 là giống mía có năng suất cao và khả năng thích nghi tốt với nhiều loại đất. Việc sử dụng nano bạc không chỉ giúp khử trùng mà còn kích thích sự phát triển của cây trồng. Nghiên cứu này nhằm xác định nồng độ và thời gian xử lý nano bạc thích hợp nhất cho việc khử trùng mẫu mía ROC22.

1.1. Tính cấp thiết của việc nghiên cứu giống mía ROC22

Giống mía ROC22 có vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến đường. Tuy nhiên, giống mía này đang gặp phải nhiều thách thức như bệnh tật và suy thoái giống. Việc áp dụng công nghệ nuôi cấy mô với sự hỗ trợ của nano bạc có thể giúp cải thiện năng suất và chất lượng giống mía.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu và phương pháp thực hiện

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định nồng độ và thời gian xử lý nano bạc phù hợp cho khử trùng mẫu mía ROC22. Phương pháp nghiên cứu được thực hiện theo quy trình nuôi cấy mô hiện hành, với các thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên và lặp lại nhiều lần để đảm bảo tính chính xác.

II. Vấn đề và thách thức trong nuôi cấy in vitro giống mía ROC22

Nuôi cấy in vitro giống mía ROC22 gặp phải nhiều vấn đề như nhiễm nấm và vi khuẩn, ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng cây trồng. Việc sử dụng các chất khử trùng truyền thống như HgCl2 có thể gây độc hại cho con người và môi trường. Do đó, việc tìm kiếm các giải pháp an toàn và hiệu quả hơn là rất cần thiết.

2.1. Những khó khăn trong việc khử trùng mẫu mía

Khó khăn lớn nhất trong nuôi cấy in vitro là sự nhiễm khuẩn từ môi trường bên ngoài. Các chất khử trùng truyền thống không chỉ có hiệu quả thấp mà còn có thể làm giảm khả năng phát triển của mô cấy. Nghiên cứu cho thấy nano bạc có khả năng diệt khuẩn hiệu quả mà không gây hại cho mô cây.

2.2. Tác động của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của giống mía

Môi trường nuôi cấy đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của giống mía ROC22. Các yếu tố như pH, nồng độ dinh dưỡng và ánh sáng đều ảnh hưởng đến khả năng phát triển của mô cấy. Việc tối ưu hóa các yếu tố này sẽ giúp nâng cao hiệu suất nhân giống.

III. Phương pháp nghiên cứu sử dụng nano bạc trong nuôi cấy in vitro

Nghiên cứu đã áp dụng các phương pháp hiện đại để xác định nồng độ và thời gian xử lý nano bạc cho mẫu mía ROC22. Các thí nghiệm được thiết kế để đánh giá hiệu quả của nano bạc trong việc khử trùng và kích thích sự phát triển của mô cấy.

3.1. Thiết kế thí nghiệm và quy trình nghiên cứu

Thí nghiệm được thiết kế với nhiều công thức khác nhau, mỗi công thức có nồng độ nano bạc khác nhau. Quy trình nghiên cứu bao gồm các bước khử trùng, nuôi cấy và theo dõi sự phát triển của mô cấy trong điều kiện kiểm soát.

3.2. Đánh giá hiệu quả của nano bạc trong nuôi cấy

Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ nano bạc 150 ppm là hiệu quả nhất cho việc khử trùng mẫu mía. Thời gian xử lý cũng được xác định là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tỷ lệ sống sót của mẫu cấy.

IV. Kết quả nghiên cứu về ứng dụng nano bạc trong giống mía ROC22

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng nano bạc không chỉ giúp khử trùng hiệu quả mà còn kích thích sự phát triển của mô cấy. Tỷ lệ mẫu sống và phát triển tốt đã được ghi nhận, cho thấy tiềm năng ứng dụng của nano bạc trong nuôi cấy in vitro giống mía ROC22.

4.1. Tỷ lệ sống sót và phát triển của mẫu cấy

Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ mẫu sống sót sau khi xử lý bằng nano bạc đạt 76,7% cho mẫu ngọn mía mang chồi bên và 85% cho mẫu ngọn mía mang lá non. Điều này chứng tỏ hiệu quả của nano bạc trong việc khử trùng.

4.2. Ảnh hưởng của nano bạc đến khả năng tái sinh chồi

Môi trường nuôi cấy bổ sung nano bạc cho tỷ lệ tái sinh chồi cao, với số lượng chồi đạt 161,33 chồi/mẫu. Điều này cho thấy nano bạc không chỉ có tác dụng khử trùng mà còn kích thích sự phát triển của mô cấy.

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

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc ứng dụng nano bạc trong nuôi cấy in vitro giống mía ROC22 có thể mang lại nhiều lợi ích. Tương lai của nghiên cứu này có thể mở ra hướng đi mới cho ngành nông nghiệp, đặc biệt là trong việc sản xuất giống sạch bệnh và nâng cao năng suất cây trồng.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã xác định được nồng độ và thời gian xử lý nano bạc tối ưu cho khử trùng mẫu mía ROC22. Điều này mở ra cơ hội cho việc ứng dụng công nghệ này trong sản xuất giống sạch bệnh.

5.2. Triển vọng ứng dụng công nghệ nano trong nông nghiệp

Công nghệ nano, đặc biệt là nano bạc, có tiềm năng lớn trong việc cải thiện năng suất và chất lượng cây trồng. Nghiên cứu này có thể là nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo về ứng dụng công nghệ nano trong nông nghiệp.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Cây mía là nguồn nguyên liệu chủ đạo của ngành công nghiệp chế biến đường, cung cấp hơn 60% tổng sản lượng đường thô trên toàn thế giới. Tại Việt Nam, cây mía giữ vai trò cây công nghiệp kinh tế then chốt, song các vùng canh tác đang đối mặt với tình trạng suy thoái giống, nhiễm sâu bệnh và suy giảm năng suất nghiêm trọng. Việc ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật giúp cung cấp nguồn cây giống sạch bệnh, phục tráng giống và làm tăng năng suất cây trồng thực tế từ 20% đến 48% so với phương pháp nhân giống bằng hom truyền thống.

Giống mía ROC22 có nguồn gốc từ Đài Loan được đánh giá cao nhờ khả năng thích ứng sinh thái rộng và sinh khối lớn. Tuy nhiên, rào cản lớn nhất trong nhân giống in vitro mía là tỷ lệ nhiễm nấm khuẩn cao cùng việc lạm dụng các hóa chất khử trùng độc hại như clorua thủy ngân hay hypoclorit canxi gây ức chế mẫu cấy. Đề tài tập trung giải quyết nút thắt này thông qua việc xác định nồng độ, thời gian xử lý dung dịch nano bạc thích hợp trong khử trùng và tối ưu hóa tổ hợp các chất điều tiết sinh trưởng kết hợp nano bạc cho từng giai đoạn nuôi cấy in vitro giống mía ROC22.

Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm tại Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng và Phát triển công nghệ sinh học Thanh Hóa trong khung thời gian từ tháng 7 năm 2016 đến tháng 5 năm 2017. Kết quả của luận văn mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi lần đầu tiên xây dựng hoàn chỉnh quy trình nhân giống vô tính cây mía sử dụng hạt nano kim loại thân thiện môi trường, nâng tỷ lệ mẫu sống sạch lên 85,00%, đạt hệ số nhân chồi tối đa 15,64 lần và tỷ lệ ra rễ đạt tuyệt đối 100,00%.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng thuyết toàn năng của tế bào thực vật kết hợp với các nguyên lý công nghệ nano sinh học hiện đại. Quá trình phát sinh hình thái in vitro được kiểm soát chặt chẽ bởi cân bằng nồng độ giữa các nhóm chất điều tiết sinh trưởng thực vật, bao gồm nhóm auxin kích thích phân chia tế bào, kéo dài rễ và nhóm cytokinin kích thích phân hóa chồi, phá vỡ ưu thế ngọn.

Các khái niệm chuyên ngành then chốt bao gồm:

• Vi nhân giống vô tính: Kỹ thuật tái sinh cây hoàn chỉnh từ các mảnh mô phân sinh hoặc tế bào sinh dưỡng trong điều kiện vô trùng.
• Mô sẹo: Khối tế bào thực vật chưa phân hóa có khả năng phân chia vô hạn và tái sinh cơ quan khi có tín hiệu hormone phù hợp.
• Hạt nano bạc: Các cấu trúc phân tử bạc có kích thước từ 1 đến 10 nanomet, sở hữu diện tích bề mặt tiếp xúc cực lớn và hiệu ứng lượng tử đặc thù.
• Cơ chế kháng khuẩn ion bạc: Khả năng liên kết với nhóm sunfhydryl của protein màng, phá vỡ cấu trúc màng tế bào và ức chế chuỗi xoắn kép DNA của hơn 650 loài vi sinh vật gây hại mà không gây độc hại cho tế bào mô thực vật ở nồng độ dưới 100 ppm.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn vật liệu khởi đầu là các ngọn mía mang chồi bên và lá non bánh tẻ thu nhận từ những khóm mía ROC22 khỏe mạnh, không sâu bệnh, có từ 2 đến 4 lóng thân. Nghiên cứu sử dụng môi trường nền dinh dưỡng khoáng đa lượng, vi lượng Murashige và Skoog cải tiến, bổ sung 150 ml/l nước dừa tự nhiên, 30 đến 60 g/l đường saccharose và 6,3 g/l thạch agar, độ pH được hiệu chỉnh ở mức 5,8 trước khi hấp tiệt trùng ở 121°C trong 20 phút.

Thí nghiệm được thiết kế theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên một nhân tố. Mỗi nội dung khảo sát gồm 5 công thức xử lý, lặp lại 3 lần độc lập với quy mô cỡ mẫu chuẩn 20 mẫu cấy cho một công thức, tương ứng tổng số 60 mẫu cho mỗi nghiệm thức. Mẫu cấy được duy trì trong phòng nuôi tiêu chuẩn ở nhiệt độ 25 ± 2°C, cường độ chiếu sáng 2500 lux với chu kỳ quang giải 14 đến 16 giờ sáng mỗi ngày, riêng giai đoạn tạo mô sẹo được nuôi hoàn toàn trong bóng tối. Toàn bộ số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê bằng phân tích phương sai một nhân tố trên phần mềm IRRISTAT phiên bản 5.0 và Microsoft Excel 2007 nhằm xác định sự sai khác có ý nghĩa thống kê ở mức xác suất 95%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình nghiên cứu thực nghiệm đã ghi nhận bốn phát hiện khoa học quan trọng:

Thứ nhất, việc sử dụng dung dịch nano bạc mang lại hiệu quả khử trùng vượt trội. Mẫu ngọn mang chồi bên xử lý bằng nano bạc ở nồng độ 150 ppm trong 60 phút đạt tỷ lệ sống sạch 76,70%, cao gấp 3,06 lần so với công thức đối chứng không xử lý chỉ đạt 25,00%. Đối với mẫu lá non, thời gian xử lý tối ưu là 45 phút ở nồng độ 150 ppm, cho tỷ lệ mẫu sống sạch đạt tới 85,00%, vượt xa mức 58,30% của đối chứng.

Thứ hai, cảm ứng tạo mô sẹo từ lá non đạt hiệu suất tối đa khi kết hợp auxin với nano bạc. Môi trường bổ sung 2,5 mg/l 2,4-D cùng 6 ppm nano bạc cho tỷ lệ tạo callus đạt 96,70% với đường kính khối mô đạt 3,80 cm sau 4 tuần nuôi cấy, tăng 13,40% về tỷ lệ và tăng 21,40% về đường kính so với công thức không bổ sung nano bạc.

Thứ ba, sự phối hợp giữa cytokinin và nano bạc giúp bùng nổ khả năng tái sinh và nhân nhanh chồi. Mô sẹo nuôi cấy trên môi trường bổ sung 1,5 mg/l BA, 0,2 mg/l Kinetin và 4 ppm nano bạc cho tỷ lệ bật chồi 96,67% với số lượng đạt 161,33 chồi trên một mẫu. Hệ số nhân chồi cấp 1 đạt đỉnh 15,64 lần sau 3 tuần theo dõi. Đối với chồi cấp 2, nồng độ 6 ppm nano bạc kết hợp mang lại hệ số nhân 9,43 lần.

Thứ tư, tạo rễ thành công 100,00% cây hoàn chỉnh trên môi trường bổ sung 1,0 mg/l NAA và 4 ppm nano bạc. Số rễ trung bình đạt 14,63 rễ trên một chồi, rễ mập, trắng khỏe, thân lá xanh tốt sẵn sàng cho giai đoạn thích nghi vườn ươm.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả nâng cao sức sống mô cấy của nano bạc bắt nguồn từ kích thước hạt phân tán 1 đến 10 nanomet giúp giải phóng từ từ các ion bạc hoạt tính. Nồng độ nano bạc phù hợp từ 4 đến 6 ppm trong môi trường nuôi cấy vừa loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn nội sinh tiềm ẩn, vừa đóng vai trò như tác nhân kích kháng sinh học, hỗ trợ trao đổi chất và phân chia tế bào. Khi tăng nồng độ nano bạc lên mức 8 đến 10 ppm, mẫu cấy có biểu hiện thâm đen và giảm sinh trưởng rõ rệt do độc tính kim loại.

So với các công bố khoa học trước đây sử dụng chất khử trùng hóa học, phương pháp nano bạc không làm cháy mô non hay ức chế chồi đỉnh. Các dữ liệu đo đếm về đường kính callus, số lượng chồi và chiều dài rễ được phân tích chi tiết qua các bảng kiểm định phương sai, minh chứng tính ổn định và sự sai khác có ý nghĩa thống kê ở mức sai số dưới 5%. Mô hình nhân giống này tạo tiền đề vững chắc cho việc ứng dụng công nghệ nano vào quy trình nhân giống mô thực vật quy mô công nghiệp.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm phát huy tối đa các giá trị khoa học của đề tài, các giải pháp và khuyến nghị hành động cụ thể bao gồm:

Thứ nhất, chuẩn hóa và chuyển giao quy trình khử trùng vô cơ bằng nano bạc nồng độ 150 ppm trong 45 đến 60 phút cho các cơ sở sản xuất giống mía trong vòng 6 tháng tới. Chủ thể thực hiện là các trung tâm nghiên cứu giống cây trồng nhằm loại bỏ hoàn toàn chất khử trùng độc hại, nâng tỷ lệ mẫu sạch bệnh thương phẩm lên trên 85,00%.

Thứ hai, áp dụng đồng bộ môi trường nhân nhanh cải tiến chứa 1,5 mg/l BA, 0,2 mg/l Kinetin và 4 đến 6 ppm nano bạc tại các phòng thí nghiệm nuôi cấy mô trong giai đoạn 2017 đến 2018. Mục tiêu duy trì hệ số nhân giống định kỳ từ 9,43 đến 15,64 lần cho mỗi chu kỳ nhân nuôi 3 tuần.

Thứ ba, phối hợp cùng các nhà máy đường tại Thanh Hóa và khu vực miền Trung triển khai vườn ươm tiếp nhận cây giống in vitro đạt tỷ lệ ra rễ 100,00% với 1,0 mg/l NAA kết hợp 4 ppm nano bạc. Đảm bảo cung ứng 1.000.000 cây giống sạch bệnh phục vụ vùng nguyên liệu trong thời gian 12 tháng.

Thứ tư, giao Bộ môn Sinh học thuộc Học viện Nông nghiệp Việt Nam tiếp tục theo dõi các chỉ tiêu nông học, độ đồng đều sinh trưởng và năng suất đường thực tế của các dòng mía ROC22 in vitro ngoài đồng ruộng trong niên vụ 2018 đến 2020. Mục tiêu nâng cao năng suất mía cây thực tế tăng từ 20% đến 48% so với giống canh tác truyền thống.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho bốn nhóm đối tượng:

• Các nhà khoa học và giảng viên chuyên ngành Công nghệ sinh học: Khai thác tài liệu thực nghiệm giá trị về tác động kích thích phát sinh hình thái của hạt nano bạc trong nuôi cấy in vitro để phát triển các hướng nghiên cứu vật liệu mới trên cây trồng.
• Cán bộ kỹ thuật và quản lý phòng nuôi cấy mô tế bào: Tiếp nhận quy trình công nghệ chi tiết từ khử trùng nguồn mẫu, cảm ứng mô sẹo, nhân nhanh đến tạo cây hoàn chỉnh cho giống mía ROC22 với chi phí tiết kiệm và độ an toàn cao.
• Doanh nghiệp sản xuất mía đường và các công ty giống cây trồng: Ứng dụng mô hình vi nhân giống sạch bệnh để phục tráng giống mía ROC22 thoái hóa, chủ động tạo nguồn giống đồng nhất, gia tăng năng suất từ 20% đến 48% cho vùng nguyên liệu.
• Học viên cao học và sinh viên ngành Nông nghiệp, Công nghệ sinh học: Tham khảo phương pháp bố trí thí nghiệm khối hoàn toàn ngẫu nhiên, kỹ thuật phân tích số liệu thống kê ANOVA bằng IRRISTAT 5.0 và kỹ năng trình bày công trình học thuật chuẩn mực.

Câu hỏi thường gặp

Ưu điểm nổi bật của việc sử dụng nano bạc thay thế hóa chất khử trùng truyền thống là gì? Nano bạc kích thước 1 đến 10 nanomet diệt khuẩn theo cơ chế phá hủy enzyme và màng tế bào của hơn 650 loại vi sinh vật. Khác với hóa chất độc hại như clorua thủy ngân dễ gây cháy đỉnh sinh trưởng, nano bạc 150 ppm giữ tỷ lệ mô cấy sống sạch đạt 85,00% và bảo toàn tuyệt đối sức sống tế bào.

Nồng độ hormone và nano bạc nào kích thích tạo mô sẹo lá non mía ROC22 tốt nhất? Môi trường MS cải tiến bổ sung 2,5 mg/l 2,4-D cùng 6 ppm nano bạc mang lại hiệu quả cao nhất. Công thức này giúp tỷ lệ tạo mô sẹo đạt 96,70%, đường kính mô sẹo đạt 3,80 cm sau 4 tuần nuôi cấy tối, mô sẹo có cấu trúc trắng chắc và giàu tiềm năng tái sinh chồi.

Hệ số nhân chồi in vitro cao nhất đạt được trong nghiên cứu là bao nhiêu? Hệ số nhân chồi cấp 1 đạt mức kỷ lục 15,64 lần sau 3 tuần nuôi cấy khi sử dụng môi trường bổ sung 1,5 mg/l BA, 0,2 mg/l Kinetin và 4 ppm nano bạc. Đối với chồi cấp 2, môi trường bổ sung 6 ppm nano bạc cho hệ số nhân ổn định 9,43 lần.

Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu bổ sung nano bạc ở nồng độ quá cao vào môi trường? Khi nồng độ nano bạc vượt ngưỡng 8 đến 10 ppm trong môi trường hoặc xử lý mẫu trên 200 ppm, mô cấy sẽ bị ngộ độc kim loại. Biểu hiện rõ rệt là mô cấy chuyển sang màu nâu đen, xốp mô, tỷ lệ tạo callus giảm còn 81,67% và kìm hãm sự kéo dài của chồi non.

Công thức môi trường nào tối ưu nhất cho giai đoạn ra rễ tạo cây hoàn chỉnh? Môi trường MS cải tiến bổ sung 1,0 mg/l NAA kết hợp 4 ppm nano bạc mang lại tỷ lệ ra rễ đạt tuyệt đối 100,00%. Số lượng rễ trung bình đạt 14,63 rễ trên một chồi với chất lượng rễ mập, khỏe, tạo cây con hoàn chỉnh đủ tiêu chuẩn chuyển giao ra vườn ươm.

Kết luận

• Xây dựng thành công quy trình khử trùng mẫu ngọn mang chồi bên và lá non giống mía ROC22 bằng dung dịch nano bạc 150 ppm với tỷ lệ sống sạch đạt 76,70% đến 85,00%.
• Xác định môi trường tạo mô sẹo tối ưu từ lá non với 2,5 mg/l 2,4-D kết hợp 6 ppm nano bạc, đạt tỷ lệ cảm ứng 96,70% và đường kính callus 3,80 cm.
• Hoàn thiện công thức nhân nhanh chồi in vitro với 1,5 mg/l BA, 0,2 mg/l Kinetin và 4 đến 6 ppm nano bạc, đạt hệ số nhân chồi từ 9,43 đến 15,64 lần.
• Đạt hiệu quả 100,00% chồi ra rễ hoàn chỉnh với 14,63 rễ trên một chồi trên môi trường bổ sung 1,0 mg/l NAA và 4 ppm nano bạc.
• Khẳng định đóng góp tiên phong của việc ứng dụng công nghệ nano bạc vào nuôi cấy mô mía tại Việt Nam, mở ra giải pháp nhân giống sạch bệnh, năng suất cao và thân thiện với môi trường.

Quy trình công nghệ cần được sớm triển khai áp dụng rộng rãi tại các trung tâm giống và doanh nghiệp mía đường nhằm nhanh chóng phục tráng, cung cấp nguồn giống ROC22 sạch bệnh chất lượng cao cho sản xuất nông nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGÔ THỊ ÁNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NANO BẠC VÀ CÁC CHẤT ĐIỀU TIẾT SINH TRƯỞNG TRONG NUÔI CẤY IN VITRO GIỐNG MÍA ROC22 (Saccharum offcinarum L.) Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60.01 Người hướng dẫn khoa học: TS. Đồng Huy Giới NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2017 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CAM ĐOAN Tôi xin xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2017 Tác giả luận văn Ngô Thị Ánh i LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến TS. Đồng Huy Giới, người đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong Bộ Môn sinh học – Khoa Công Nghệ Sinh Học – Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo – Giám đốc Trung tâm và đặc biệt là các anh chị em trong phòng khoa học và công nghệ sinh học – Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ sinh học Thanh Hóa đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên, khuyến khích tôi hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2017 Tác giả luận văn Ngô Thị Ánh ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤC LỤC Lời cam đoan. ii Mục lục. iii Danh mục chữ viết tắt.

vi Danh mục bảng. vii Danh mục hình. viii Trích yếu luận văn. ix The abstract.

Tính cấp thiết của đề tài. Mục tiêu nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Địa điểm nghiên cứu.

Thời gian nghiên cứu. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học. Tổng quan tài liệu.

Giới thiệu về cây mía. Nguồn gốc, phân bố, lịch sử phát hiện. Giá trị kinh tế. Đặc điểm thực vật học.

Nghiên cứu nuôi cấy In vitro cây mía. Nghiên cứu nước ngoài. Nghiên cứu trong nước. Giới thiệu về công nghệ nano và nano bạc.

Cơ sở khoa học của công nghệ nano. Nano bạc và cơ chế diệt khuẩn của ion bạc. Các nghiên cứu sử dụng nano trong nuôi cấy mô tế bào thực vật. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu .21 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Địa điểm nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu. Thiết kế thí nghiệm:. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp xác định. Quy trình nghiên cứu.

Phân tích số liệu. Kết quả và thảo luận. Nội dung 1: Nghiên cứu khả năng khử trùng của nano bạc trên mẫu mía ngọn mang chồi bên và lá non. Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lí bằng nano bạc trong khử trùng mẫu ngọn mía mang chồi bên và lá non mía ROC22.

Nội dung 2: Nghiên cứu khả năng hình thành mô sẹo và tái sinh chồi từ mô sẹo của mẫu lá non. Ảnh hưởng của nồng độ 2,4-D và nano bạc đến khả năng hình thành mô sẹo từ mẫu cấy lá non mía ROC22. Ảnh hưởng của nồng độ BA, Kinetine, nano bạc đến khả năng tái sinh chồi từ mô sẹo. Nội dung 3: Nghiên cứu khả năng tái sinh chồi cấp 1 và nhân chồi cấp 1 từ ngọn mang chồi bên.

Ảnh hưởng của nồng độ BA, nano bạc đến khả năng tái sinh chồi cấp 1 từ ngọn mang chồi bên. Ảnh hưởng của nồng độ BA, kinetine kết hợp nano bạc đến khả năng nhân chồi từ chồi cấp 1. Nội dung 4: Nghiên cứu khả năng nhân nhanh chồi từ chồi cấp 2. Ảnh hưởng của nồng độ BA, Kinetine kết hợp nano bạc đến khả năng nhân nhanh chồi từ chồi cấp 2.

Ảnh hưởng của nồng độ BA, Ki kết hợp nano bạc đến khả năng nhân nhanh chồi từ chồi cấp 2. Nội dung 5: Nghiên cứu khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh từ chồi cấp .48 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Ảnh hưởng của nồng độ NAA đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh từ chồi cấp 2. Ảnh hưởng của nồng độ NAA kết hợp nano bạc đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh từ chồi cấp 2.

Kết luận và kiến nghị .52 Tài liệu tham khảo. 56 v LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt BA Bezyl adenine CS. Cộng sự CT Công thức CV% Sai số thí nghiệm GA Gibberellin IAA Indole – 3 – acetic acid IBA Indole – 3 – butylic acid LSD0,05 Độ lệch tiêu chuẩn mức ý nghĩa 5% MS Murashige and Skoog NAA α – naphthalene acetic acid NS Siliver-Nano NXB Nhà xuất bản TB Trung bình vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC BẢNG Bảng 4. Ảnh hưởng của nồng độ nano bạc trong khử trùng mẫu ngọn mang chồi bên.

Ảnh hưởng của nồng độ nano bạc trong khử trùng mẫu ngọn mang lá non. Ảnh hưởng của thời gian xử lí bằng nano bạc (NS) trong khử trùng mẫu ngọn mang chồi bên. Ảnh hưởng của thời gian xử lí nano bạc (NS) trong khử mẫu ngọn mang lá non. Ảnh hưởng của 2,4-D đến khả năng hình thành mô sẹo từ mẫu cấy lá non.

Ảnh hưởng của nồng độ 2,4-D kết hợp với nano bạc đến khả năng hình thành mô sẹo từ mẫu cấy lá non. Ảnh hưởng của nồng độ BA kết hợp kinetine đến khả năng tái sinh chồi từ mô sẹo. Ảnh hưởng của nồng độ BA, kinetine kết hợp nano bạc đến khả năng tái sinh chồi từ mô sẹo. Ảnh hưởng của nồng độ BA đến khả năng tái sinh chồi cấp 1 từ ngọn mang chồi bên.

Ảnh hưởng của nồng độ BA, nano bạc đến khả năng tái sinh chồi cấp 1 từ ngọn mang chồi bên. Ảnh hưởng của nồng độ BA kết hợp kinetine đến khả năng nhân chồi từ chồi cấp 1. Ảnh hưởng của nồng độ BA, kinetine kết hợp với nano bạc đến khả năng nhân chồi từ chồi cấp 1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ BA kết hợp 0,2mg/l Kinetine đến khả năng nhân nhanh chồi từ chồi cấp 2.

Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ BA, Kinetine kêt hợp với nano bạc đến khả năng nhân nhanh chồi từ chồi cấp 2. Ảnh hưởng của nồng độ NAA đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh từ chồi cấp 2. Ảnh hưởng của nồng độ NAA kết hợp với nano bạc đến khả năng ra rễ tạo cây hoàn chỉnh từ chồi cấp 2. 50 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC HÌNH Hình 2.

Hình thái cây mía. Ảnh hưởng của 2,4-D đến khả năng hình thành mô sẹo từ mẫu cấy lá non mía Roc22. Ảnh hưởng của nano bạc (NS) đến khả năng hình thành mô sẹo từ mẫu cấy lá non mía Roc22. Ảnh hưởng của BA kết hợp kinetine đến khả năng tái sinh chồi từ mô sẹo.

Ảnh hưởng của BA, kinetine kết hợp nano bạc đến khả năng tái sinh chồi từ mô sẹo. Ảnh hưởng của BA, Kinetine, nano bạc (NS) đến khả năng tái sinh chồi từ chồi cấp 1. Ảnh hưởng của BA kết hợp 0,2 mg/l Ki đến khả năng nhân chồi từ chồi cấp 1 (sau 3 tuần theo dõi) .b Ảnh hưởng của BA, 0,2 mg/l Ki kết hợp nano bạc (NS) đến khả năng nhân chồi từ chồi cấp 1 (sau 3 tuần theo dõi). Ảnh hưởng của nồng độ BA, Ki kêt hợp với nano bạc đến khả năng nhân nhanh chồi từ chồi cấp 2.

Ảnh hưởng của NAA kết hợp nano bạc đến khả năng ra rễ của chồi in vitro. 51 viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Ngô Thị Ánh Tên luận văn: Nghiên cứu sử dụng nano bạc và các chất điều tiết sinh trưởng trong nuôi cấy in vitro giống mía ROC22 (Saccharum offcinarum L.) Ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60.01 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu: Xác định được nồng độ và thời gian xử lý nano bạc thích hợp nhất cho việc khử trùng mẫu mía ROC22. Xác định được nồng độ nano bạc và các chất điều tiết sinh trưởng thích hợp nhất cho nuôi cấy in vitro mía ROC22. Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp nuôi cấy mô hiện hành, mỗi thí nghiệm được bố trí 5 công thức với 3 lần lặp lại, số mẫu/công thức là 20 mẫu đối với các thí nghiệm.

Số liệu được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel 2007, IRRISTAT 5. Kết quả chính và kết luận: Bố trí các thí nghiệm theo mục đích đề ra và đã xác định được: i) Nồng độ nano bạc thích hợp nhất cho khử trùng mẫu mía là 150 ppm. Trong đó, đối với mẫu ngọn mía mang chồi bên, thời gian tiếp xúc là 60 phút (tỉ lệ mẫu sống sạch 76,70 %), còn đối với mẫu ngọn mía mang lá non thì thời gian tiếp xúc là 45 phút (85 %). Iii) Môi trường thích hợp nhất để tạo mô sẹo từ mẫu cấy lá non là 2,5 mg/l 2,4-D+ 6 ppm nano bạc cho tỉ lệ mẫu tạo mô sẹo là 96,70 %.

iv) Môi trường bổ sung 1,5 mg/l BA + 0,2 mg/l kinetine + 4 ppm nano bạc cho tỉ lệ mẫu bật chồi, số lượng chồi cũng như chất lượng chồi tái sinh từ mô sẹo mẫu lá non là tốt nhất với tỉ lệ mẫu bật chồi là 96,67 % và số chồi/mẫu 161,33 (chồi).