Giáo trình Công nghệ sinh học thực vật
Nuôi cấy mô. Thuật ngữ này dùng cho một trật tự các thao tác dùng để
duy trì và sinh trưởng của các mô thực vật (tạo callus, tế bào, tế bào trần), của các
cơ quan trong nuôi cấy vô trùng. Kỹ thuật này dùng để nhân giống, cải biến
genotype (tức tạo giống mới), sản xuất sinh khối chứa các sản phẩm hóa sinh học,
nghiên cứu bệnh học thực vật, bảo quản phôi và các nghiên cứu khoa học. Tất cả
các thao tác này đều được gọi chung là công nghệ sinh học.
• Vi nhân giống. Thuật ngữ dùng để ám chỉ công việc nhân giống thực vật
trong ống nghiệm. Có 4 giai đoạn phát triển đặc trưng của công việc này là kiến
lập, nhân chồi, tạo rễ và làm cho cây con tái sinh thích nghi với khí hậu.
• Mẫu cấy. Đó là mẫu thực vật dùng để nhân giống. Mẫu cấy có thể là đoạn
cành cắt, lát mỏng, chồi hoặc hạt.
• Tạo phôi vô tính. Sự hình thành phôi từ các tế bào sinh dưỡng chứ không
phải từ hợp tử sau khi thụ phấn.
• Callus. Sự hình thành các tế bào không phân hóa (thường là từ các tế bào
nhu mô).
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Công nghệ sinh học thực vật
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT F 7 G GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC VẬT GS.TS. MAI XUÂN LƯƠNG 2005 Công nghệ Sinh học thực vật - 1 - MỤC LỤC MỤC LỤC ............................................................................................................- 1 - PHẦN I. NHÂN GIỐNG IN VITRO ....................................................................- 3 - MỞ ĐẦU ..............................................................................................................- 3 - CHƯƠNG I. NHỮNG NGUYÊN TẮC CỦA NUÔI CẤY MÔ ............................- 5 - TRONG CÔNG TÁC VI NHÂN GIỐNG.............................................................- 5 - I. GIỚI THIỆU CHUNG...................................................................................- 5 - II. TÁI SINH CÂY CON TRONG NUÔI CẤY MÔ.........................................- 6 - 1. Nhân giống từ hạt trong điều kiện vô trùng. .............................................- 6 - 2. Nuôi cấy phôi............................................................................................- 6 - 3. Nuôi cấy tế bào trứng................................................................................- 6 - III. NHÂN GIỐNG CÂY CON BẰNG BIỆN PHÁP NUÔI CẤY MÔ.............- 7 - 1.Giai đoạn I. Kiến lập và ổn định mẫu cấy. ................................................- 7 - 2.Giai đoạn 2: nhân giống.............................................................................- 9 - 3.Giai đoạn 3: hình thành rễ. ........................................................................- 9 - 4.Giai đoạn 4. Làm cho các cây tái sinh thích nghi khí hậu........................ - 10 - IV. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NUÔI CẤY MÔ THỰC VẬT.- 11 - CHƯƠNG II. PHÒNG THÍ NGHIỆM NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO THỰC VẬT. - 15 - I. BẢO ĐẢM ĐIỀU KIỆN VÔ TRÙNG......................................................... - 15 - 1. Ý nghĩa cuả vô trùng trong nuôi cấy mô thực vật. .................................. - 15 - 2. Nguồn nhiễm tạp. .................................................................................. - 15 - 3. Vô trùng dụng cu ïthủy tinh, nút đậy và môi trường. ............................... - 15 - 4. Vô trùng mô cấy. .................................................................................... - 16 - 5. Vô trùng nơi thao tác cấy và tủ cấy vô trùng. ......................................... - 17 - II. CHUẨN BỊ MÔI TRƯỜNG....................................................................... - 17 - 1. Đường. .................................................................................................... - 18 - 2. Các muối khoáng đa lượng. .................................................................... - 18 - 3. Các muối khoáng vi lượng. ..................................................................... - 19 - 4.Các vitamin.............................................................................................. - 19 - 5. Các chất kích thích sinh trưởng (phytohormone). ................................... - 20 - 6. Các chất hữu cơ khác. ............................................................................. - 21 - 7. Chuẩn bị các dung dịch đậm đặc và dung dịch làm việc. ....................... - 21 - 8. Vấn đề lựa chọn môi trường.................................................................... - 23 - III. CHỌN VÀ XỬ LÝ MÔ CẤY. .................................................................. - 23 - IV. PHÒNG THÍ NGHIỆM NUÔI CẤY MÔ THỰC VẬT. ........................... - 24 - 1.Cách bố trí phòng thí nghiệm nuôi cấy mô. ............................................. - 24 - 2. Các thiết bị chủ yếu của phòng thí nghiệm nuôi cấy mô thực vật. ......... - 24 - CHƯƠNg III. CÁC PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ...................................... - 26 - I. NUÔI CẤY ĐỈNH SINH TRƯỞNG............................................................ - 26 - 1/ Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng cây khoai tây................................................. - 27 - 2/ Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng cây địa lan..................................................... - 29 - II. NHÂN GIỐNG BẰNG CON ĐƯỜNG PHÁT SINH PHÔI VÔ TÍNH ...... - 32 - III. NHÂN GIỐNG BẰNG CÁCH TẠO MÔ SẸO (CALLUS). ..................... - 34 - IV. NHÂN GIỐNG BẰNG NUÔI CẤY LÁT MỎNG.................................... - 36 - GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 2 - V. ỨNG DỤNG KỸ THUẬT VI GHÉP TRONG NHÂN GIỐNG. ................ - 38 - VI. NUÔI CẤY TÚI PHẤN........................................................................... - 41 - 1.Chọn vật liệu khởi nguyên....................................................................... - 41 - 2.Tạo các tổ hợp gen mới bằng phương pháp lai hữu tính. ......................... - 41 - 3.Nuôi cấy túi phấn cây lai. ........................................................................ - 42 - VII. NUÔI CẤY VÀ DUNG HỢP PROTOPLAST Ở THỰC VẬT ................ - 45 - 1. Tách và nuôi cấy protoplast thực vật. ................................................. - 46 - 2. Dung hợp protoplast................................................................................ - 48 - VIII. CHUYỂN GEN THỰC VẬT ................................................................. - 51 - 1. Agrobacterium. ....................................................................................... - 51 - 2. Chuyển gen nhờ Agrobacterium............................................................. - 52 - PHẦN II. NHÂN GIỐNG VÔ TÍNH TRONG VƯỜM ƯƠM............................. - 54 - CHƯƠNG I. YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG CỦA NHÂN GIỐNG........................... - 54 - I. CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN VỀ VI KHÍ HẬU CỦA MÔI TRƯỜNG NHÂN GIỐNG. .......................................................................................................... - 54 - 1.Aùnh sáng .................................................................................................. - 54 - 2. Nước và độ ẩm. ....................................................................................... - 55 - 3. Nhiệt độ. ................................................................................................. - 55 - 4. Khí và trao đổi khí. ................................................................................. - 55 - 5. Dinh dưỡng khoáng................................................................................. - 55 - II. KHAY, CHẬU TRỒNG CÂY.................................................................... - 56 - 1.Khay phẳng đáy. ...................................................................................... - 56 - 2. Chậu đất nung. ........................................................................................ - 56 - 3. Chậu plastic. ........................................................................................... - 56 - 4. Chậu sợi. ................................................................................................. - 56 - 5. Chậu giấy................................................................................................ - 57 - 6. Túi polyethylene..................................................................................... - 57 - 7. Khay trồng bằng gỗ. ............................................................................... - 57 - III. QUẢN LÝ CÁC YẾU TỐ THỔ NHƯỠNG TRONG NHÂN GIỐNG VÀ SẢN XUẤT CÂY GIỐNG.............................................................................. - 57 - CHƯƠNG II. KỸ THUẬT NHÂN GIỐNG MỘT SỐ CÂY PHỔ BIẾN. ........... - 63 - I. KÍCH THÍCH TẠO RỄ. .............................................................................. - 63 - II. SỬ DỤNG PHYTOHORMONE KÍCH THÍCH CÀNH CHIẾT RA RỄ. ... - 64 - III. NHÂN GIỐNG CÂY TRỒNG TỪ RỄ. .................................................... - 65 - IV. NHÂN GIỐNG TỪ VẢY CỦ ................................................................... - 69 - V. NHÂN GIỐNG TỪ LÁ. ............................................................................. - 70 - VI. NHÂN GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÀNH......................... - 72 - VII. NHÂN GIỐNG CÂY ĐỖ QUYÊN. ........................................................ - 73 - VIII. GHÉP CÀNH. ........................................................................................ - 74 - GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 3 - PHẦN I. NHÂN GIỐNG IN VITRO MỞ ĐẦU Giống là một khâu rất quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Công tác giống chủ yếu bao gồm các khâu thu thập nguồn gen, bảo quản quỹ gen, lai tạo, tuyển chọn, thử nghiệm giống và nhân giống. Nhờ phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật nên ngày nay phần lớn các công việc này được thực hiện một cách khá thuận lợi và nhanh chóng. Sự hình thành và phát triển của phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật là kết quả của những phát hiện sau đây trong lĩnh vực sinh lý thực vật và di truyền học phân tử: 1. Tính toàn thể (potipotency) của mô và tế bào thực vật cho phép tái sinh được cây hoàn chỉnh từ mô, thậm chí từ một tế bào nuôi tách rời; 2. Khả năng tạo các cây đơn bội qua nuôi cấy túi phấn, từ đó tạo các dòng đồng hợp tử tuyệt đối và nhờ đó rút ngắn được chu trình lai tạo; 3. Khả năng hấp thu ADN ngoại lai vào tế bào thực vật và khả năng chuyển gen để gây biến đổi (transformation) ở thực vật do ADN ngoại lai nhờ công nghệ gen (genetic engineering); 4. Khả năng nuôi cấy các tế bào thực vật như nuôi cấy vi sinh vật dẫn đến khả năng ứng dụng di truyền phân tử vào thực vật bậc cao để phục vụ cho công tác tạo giống; 5. Kỹ thuật nuôi cấy protoplast và khả năng dung hợp protoplast, tái sinh cây hoàn chỉnh từ protoplast lai (cybrid); 6. Khả năng loại trừ virus bằng phương pháp nuôi cấy đỉnh sinh trưởng, tạo các dòng vô tính sạch bệnh ở các cây nhân giống vô tính; 7. Khả năng dùng chồi nách, các thể chồi protocorm vào nhân giống vô tính với tốc độ cực nhanh một số cây trồng; 8. Khả năng sử dụng phương pháp nuôi cấy phôi để khắc phục hiện tượng bất thụ khi lai xa; 9. Khả năng bảo quản các nguồn gen bằng nuôi cấy trong ống nghiệm; 10. Khả năng tồn trữ các tế bào thực vật sống trong thời gian dài và ở nhiệt độ thấp mà không mất tính toàn thể của tế bào. Nuôi cấy mô tế bào thực vật không chỉ góp phần giải quyết một cách có hiệu quả công tác giống cây trồng mà còn mở ra một chân trời mới trong nghiên cứu di GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 4 - truyền thực vật, các cơ chế sinh tổng hợp ở thực vật, sinh lý phát triển, vai trò của phytohormone trong đời sống thực vật và nhiều vấn đề sinh học cơ bản khác. Nuôi cấy mô tế bào thực vật còn là công cụ để thu nhận các chất có hoạt tính sinh học (alcaloid, steroid...) qua nuôi cấy mô tế bào cây thuốc ở quy mô lớn. GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 5 - CHƯƠNG I. NHỮNG NGUYÊN TẮC CỦA NUÔI CẤY MÔ TRONG CÔNG TÁC VI NHÂN GIỐNG I. GIỚI THIỆU CHUNG. Khả năng kiến lập và duy trì các cơ quan và các mô thực vật (phôi, đỉnh sinh trưởng, rễ, hoa tế bào, callus, tế bào trần) trong nhân giống vô trùng để tái sinh những cây mới từ chúng là kết quả của những nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng trong các phòng thí nghiệm thực vật học, bệnh học và di truyền học từ cuối thế kỷ 19. Công việc này được gọi chung là nuôi cấy mô và cơ quan, nuôi cấy trong ống nghiệm, vi nhân giống và thuật ngữ mới nhất là công nghệ sinh học. Các quy trình chính của công nghệ sinh học bao gồm tái sinh chồi, tái sinh cây con, tạo callus và tạo phôi vô tính. Vi nhân giống khác với phương pháp nhân giống truyền thống ở chỗ quá trình được chia thành nhiều giai đoạn để có thể kiểm mỗi khía cạnh của quá trình tái sinh và phát triển cây con. Mỗi bước của trật tự công việc có thể được thao tác (hoặc lập chương trình) bằng cách chọn mẫu cấy và kiểm tra môi trường nhân giống. Nhìn sâu vào các cơ chế sinh học của mỗi quá trình vi nhân giống sẽ có thể tìm thấy khả năng ứng dụng nó trong phương pháp nhân giốngcây con phục vụ sản xuất đại trà. Trong chương này sẽ mô tả các công việc đã nêu và xác định các cơ sở hình thái, sinh lý và di truyền của quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trong nuôi cấy mô. Trước hết hãy cùng nhau nắm vững ý nghĩa của một số thuật ngữ quan trọng. • Nuôi cấy mô. Thuật ngữ này dùng cho một trật tự các thao tác dùng để duy trì và sinh trưởng của các mô thực vật (tạo callus, tế bào, tế bào trần), của các cơ quan trong nuôi cấy vô trùng. Kỹ thuật này dùng để nhân giống, cải biến genotype (tức tạo giống mới), sản xuất sinh khối chứa các sản phẩm hóa sinh học, nghiên cứu bệnh học thực vật, bảo quản phôi và các nghiên cứu khoa học. Tất cả các thao tác này đều được gọi chung là công nghệ sinh học. • Vi nhân giống. Thuật ngữ dùng để ám chỉ công việc nhân giống thực vật trong ống nghiệm. Có 4 giai đoạn phát triển đặc trưng của công việc này là kiến lập, nhân chồi, tạo rễ và làm cho cây con tái sinh thích nghi với khí hậu. • Mẫu cấy. Đó là mẫu thực vật dùng để nhân giống. Mẫu cấy có thể là đoạn cành cắt, lát mỏng, chồi hoặc hạt. • Tạo phôi vô tính. Sự hình thành phôi từ các tế bào sinh dưỡng chứ không phải từ hợp tử sau khi thụ phấn. • Callus. Sự hình thành các tế bào không phân hóa (thường là từ các tế bào nhu mô). GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 6 - II. TÁI SINH CÂY CON TRONG NUÔI CẤY MÔ. Phương pháp nhân giống trong ống nghiệm có thể được sử dụng có hiệu quả trong hàng loạt kiểu thao tác cho nẩy mầm và tái sinh cây con nếu có biện pháp bảo vệ để tránh sự nhiễm tạp và khi những trở ngại mang tính di trưyền của mẫu cấy được khắc phục. 1. Nhân giống từ hạt trong điều kiện vô trùng. Thành công của phương pháp nhân giống từ hạt đạt được đối với hạt hoa lan. Hạt hoa lan rất bé, không chứa chất dinh dưỡng dự trữ và nó ... ø sinh trưởng của cây con tái sinh; hai là lượng chất GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 67 - dinh dưỡng này cần đủ để duy trì các quá trình hoạt động sống và quá trình phân hóa của cây con. Như vậy, kích thước của đoạn rễ giống được xác định bởi nhu cầu duy trì trong chúng ở mức độ cao quá trình hoạt động sống của các mô và khả năng tái sinh. Vì hệ thống rễ bị cắt một năm trước khi sử dụng cho việc nhân giống nên bề dày và chiều dài của rễ hình thành trong vòng một năm là gần bq82ng nhau. Chiều dài của đoạn rễ giống dùng để trồng ở ngoài vườn đất trống là vào khoảng 10cm, vì chúng cần phải nằm dưới đất gần 16 tuần. Để trồng trong các vườn ươm không sưởi ấm thời gian nẩy chồi xảy ra sau khoảng 8 tuần nên đoạn rễ giống chỉ cần vào khoảng 5cm. Nếu trồng trong vười ươm sưởi ấm (với nhiệt độ 18-20oC) thời gian nẩy mầm sau khoảng 4 tuần, chiều dài của đoạn rễ giống chỉ cần 2-3cm. Xác định đầu ngọn đầu gốc của đoạn rễ giống. Khi nhân giống bằng rễ điều đặc biệt quan trọng là phải tuân thủ tính phân cực của đoạn rễ giống khi trồng. Nhiều người cho rằng rễ giống cần phải trồng bằng cách đặt chúng nằm ngang vì sau khi cắt rễ thành từng đoạn không thể xác định đầu trên, đầu dưới vì trên chúng không có lá và chồi nách. Tuy nhiên, nhân giống bằng rễ cũng như bằng cành không bao giờ được đặt nằm ngang. Đặt rễ thẳng đứng theo đúng chiều trên, dưới sẽ làm cho cây con mọc từ chúng sinh trưởng rất nhanh. Nếu đặt rễ nằm ngang cây con sẽ sinh trưởng rất yếu. Để không nhầm lẫn đầu trên đầu dưới khi cắt các đoạn rễ giống chỉ cần cắt ngang đầu gần cổ rễ và cắt xiên đầu đối diện. Kích thích tạo chồi và sinh trưởng cây con. Công việc tiếp theo trong quy trình nhân giống từ rễ là kích thích tạo chồi để từ đó hình thành cây con. Hiện nay chưa có các chất kích thích sinh trưởng dùng cho mục đích này, còn các chế phẩm dùng để kích thích sinh trưởng chồi nách khi nhân giống bằng cành hoàn toàn không thích hợp đối với nhân giống từ rễ vì chúng luôn thể hiện tác dụng ức chế. Mặt khác, rễ giống trồng trong đất thường bị thối và nhiễm các loại nấm bệnh khác nhau. Vì vậy việc sử dụng các biện pháp phòng trừ nhiễm bệnh là rất cần thiết. Biện pháp tốt nhất là bôi các loại bột trừ nấm, ví dụ captan. Cho các đoạn rễ giống vào túi polyethylen và thêm một ít bột trừ nấm (khoảng 1 thìa càphê captan cho khoảng 100 đoạn rễ giống dài 2-3cm). Buộc túi lại và lắc để bột thuốc bám đều vào rễ giống. Sau đó mở túi ra và bắt đầu trồng (8,9). Trồng cây con. Rễ giống cần trồng vào môi trường có thể giữ chúng ổn định ở trạng thái đứng thẳng, bảo vệ chúng không bị khô và đảm bảo điều kiện thông thoáng cho rễ. Khi bắt đầu hình thành chồi cần phải cung cấp đủ chất dinh dưỡng. Thích hợp nhất là trồng trong chậu để khi cây con xuất hiện dễ dàng lấy chúng ra trồng lại. Chọn các chậu có kích thước thích hợp, các đoạn rễ giống trồng GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 68 - cách nhau 2,5-4 cm. Ví dụ trong mỗi chậu với đường kính 9 cm trồng khoảng 7 đoạn rễ. Chất trồng tốt nhất là đất trộn với than bùn. Cho chất trồng vào chậu, nén nhẹ để thấp hơn mặt chậu 1 cm. Dùng cây nhọn chọc từng lỗ và trồng các đoạn rễ giống vào đó, đầu trên của đoạn rễ vừa lấp đất. Phủ lên mặt đất một lớp cát thô để vừa nén lớp chất trồng phía dưới, vừa tạo điều kiện thông thoáng cho số chồi sinh ra từ đoạn trên của rễ trồng và không cần tưới nước. Dán nhãn cho chậu và đặt chúng vào nơi thích hợp (10,11,12,13). GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 69 - Chăm sóc cây con. Để giữ chế độ thoáng khí cho chất trồng, khi cần tưới chỉ nên dùng một lượng nước tối thiểu để vừa kích thích sinh trưởng của chồi, vừa hạn chế sự phát sinh của nấm bệnh. Khi trtồng vào chất trồng đủ ẩm thì hoàn toàn không cần phải tưới nước. Thông thường, chồi sẽ phát triển thành cây non có lá xanh nhưng vẫn chưa sinh rễ. Rễ chỉ xuất hiện sau đó ở phần gốc của cành non mới sinh. Trước khi xuất hiện rễ không nên tưới nước để trách gây thối cây. Khi cành non bắt đầu sinh trưởng cần chuyển chậu đến nơi đủ ánh sáng và tưới nước phân loãng. IV. NHÂN GIỐNG TỪ VẢY CỦ Một số cây có thể nhân giống bằng vảy củ. Chúng ta hãy lấy cây hoa lys làm ví dụ cho phương pháp nhân giống này. Các nhà sản xuất hoa thường trồng lys từ nguyên củ.m Mặc dù phương pháp này rất đảm bảo nhưng nhược điểm của nó là hệ số nhân giống quá thấp. Để nâng cao hệ số nhân giống ta có thể tách các vảy bên ngoài của củ để sản xuất cây con. Công việc này được tiến hành như sau: 1/ Dùng dao sắc tách các vảy phía ngoài ra khỏi củ (1,2). 2/ Cho số vảy tách được vào túi polyethylene có chứa sẵn bột thuốc trừ nấm, ví dụ captan và lắc cho bột thuốc tẩm đều các vảy. 3/ Trộn vảy với khoảng 4 lần thể tích than bùn và cát trong một túi khác (3). 4/ Dán nhãn vào túi, thổi cho túi căng phồng và buộc chặt và đặt tại nơi thông thoáng (4). 5/ Khi củ con xuất hiện ở phần gốc của vảy lấy chúng ra khỏi túi (5). 6/ Trồng những củ con mới hình thành vào chậu đất pha cát. Từ chúng sẽ mọc thành cây ((6). 7/ Chờ đến khi cây trưởng thành và rụng hết lá thì đào lên để lấy củ trồng vào vụ sau (7,8). GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 70 - 1 2 3 4 5 5 7 8 V. NHÂN GIỐNG TỪ LÁ. Một số loài thực vật, đặc biệt các loài thuộc họ Begoniaceae (Thu hải đường), có thể nhân giống bằng lá. Lá dùng để nhân giống là những lá vừa mới kết thúc sự hình thành. Những lá chưa đạt kích thước cuối cùng và đang tiếp tục sinh trưởng cần phải tiêu dùng năng lượng cho việc hoàn thành quá trình sinh trưởng và phát triển nên các chấty dinh dưỡng trong chúng chưa sẵn sàng phục vụ cho việc tạo cây con, làm cho lá dễ bị thối hoặc làm cho thời gian xuất hiện cây con bị kèo dài. Đối với những lá vừa hoàn thành quá trình sinh trưởng và đạt được kích thước cuối cùng, trong chúng xảy ra nhanh chóng quá trình tích lũy chất dinh dưỡng, cường độ cao của quá trình trao đổi chất trong chúng cho phép chúng vượt qua những tổn thất có thể có cho dù thời gian tái sinh cây con kéo dài. Vào thời điểm này lá còn đủ non trẻ và có đầy đủ khả năng tạo cây con. Nếu để lá quá già thì khả năng này sẽ dần dần giảm xuống. Để nhân giống, cần sử dụng những lá còn nguyên vẹn để có thể tái sinh được cây con. Đặc biệt quan trọng là lá không bị sâu hại và nhiễm bệnh. Do công việc nhân giống từ lá được thực hiện chủ yếu cới những cây trồng trong nhà hoặc nhà kính nên tính thời vụ của việc nhân giống không có ý nghĩa gì quan trọng, có thể thực hiện việc nhân giống quanh năm. Thời gian cho việc nhânngiống chỉ phụ thuộc vào một yếu tố duy nhất là nhiệt độ: vào mùa đông, nhiệt độ môi trường thấp nên tốc độ tái sinh cây con chậm hơn mùa hè. Lá tách khỏi cây mẹ dễ bị khô héo. Để hạn chế tốc độ khô héo này cần phải tạo các điều kiện môi trường thích hợp, ví dụ tiến hành nhân giống trong phòng kín hoặc các chậu nhân giống cần bọc trong hộp kính hoặc trong túi polyethylene. Nguyên nhân thất bại phổ biến nhất của việc nhânngiống từ lá là cuống lá và phiến lá bị thối ngay trước khi hình thành cây con. Vì vậy cần phải đặc biệt quan tâm đến việc khử trùng môi trường, mẫu cấy và dụng cụ nuôi cấy. GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 71 - Phương pháp nhân giống từ lá đơn giản và đáng tin cậy nhất là sử dụng các lá nguyên vẹn cùng với cuống lá. Điều hạn chế của cách nhân giống này là từ một lá giống chỉ tạo được một vài cây con. Nguyên nhân chủ yếu của sự thất bại là lá bị thối và bị bệnh, vì vậy phải sử dụng các hiện pháp phòng trừ như sử dụng dụng cụ và chất trồng vô trùng. Nhân cây con từ lá có thể thực hiện quanh năm, miễn là luôn sử dụng lá non vừa đến độ trưởng thành. Chất trồng được pha chế bằng cách trộn lẫn hai phần bằng nhau giưa than bùn và cát thô. Quy trình nhân giống từ lá bao gồm các bước sau đây: 1/ Cho chất trồng vào khay trồng với kích thước thích hợp, nén chặt vứa phải sao cho mức chất trồng thấp hơn mặt chậu khoảng 1 cm (1). 2/ Dùng dao sắt hoặc dao cạo râu cắt những lá đạt yêu cầu nhân giống (2). 3/ Cắt bớt những cuống lá dài, chỉ để lại khoảng 5 cm (3). 1 2 3 4/ Cắm cuống lá vào khay chất trồng với một góc độ nhất định để lá hầu như nằm trên bề mặt chất trồng. Sau khi trồng xong tưới qua lưới dung dịch loãng chất trừ nấm (4). 5/ Giữ cho chất trồng luôn đủ độ ẩm cần thiết để cho lá không bị khô héo; đảm bảo để nhiệt độ môi trường vào khoảng 20oC và để khay trồng cần đặt vào nơi đủ ánh sáng để tạo điều kiện tổng hợp những chất hữu cơ cần thiết cần cho sự tái sinh cây con. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nếu ánh sáng quá nhiều sẽ làm cháy bỏng lá. Do đó cần phải che bớt ánh sáng đối với từng loại cây (5). 6/ Sau 5-6 tuần cây con sẽ xuất hiện. Lấy cây con ra khỏi chậu để trồng vào chậu khác (6). GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 72 - 4 5 6 VI. NHÂN GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÀNH. Chiết cành là phương pháp khá thông dụng đối với các nhà làm vườn. Mục đích của công việc là kích thích ra rễ ngay trên cành, sau đó cắt đoạn cành đã ra rễ đem trồng. Trong việc nhân giống bằng chiết cành trạng thái của cành ảnh hưởng đáng kể đến kết quả công việc. Để thu được kết quả tốt nhất nhà làm vườn cần tạo điều kiện để sinh ra nhiều cành khỏe, sinh trưởng nhanh và có sức ra rễ tốt. Để kích thích ra rễ biện pháp thường dùng nhất là bóc bỏ một vòng vỏ cây (1), dùng dây thép cuộn chặt một khu vực vỏ cây (2) hoặc cắt chéo một đoạn thân cây và lồng vào chỗ cắt một doạn cây bằng que diêm (3). 1 2 3 Dùng rêu, dớn mục, hoặc chất trồng xốp và giàu dinh dưỡng bó chỗ cắt (4,5). Đến khi khu vực bó ra rễ dùng kéo cắy đoạn cành chiết và đem trồng (6,7). GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 73 - 4 5 6 7 VII. NHÂN GIỐNG CÂY ĐỖ QUYÊN. Đỗ quyên (Rhododendron) là một nhóm cây cảnh rất có giá trị thẫm mỹ. Có thể nhân giống chúng bằng phương pháp dâm cành. Thành công nhất là các trường hợp nhân giống Đỗ quyên hoa lớn và đỗ quyên lùn. Đỗ quyên hoa lớn. Trước khi bắt đầu nhân giống cần phải chuẩn bị chất trồng để cành chiết không bị khô héo. 1/ Trộn hai phần đều nhau giữa than bùn và cát thô vào chậu sao cho mức chất trồng thầp hơn mức chậu khoảng 1 cm. 2/ Cắt bỏ bớt lá và đỉnh ngọn của cành chiết (1,2). 3/ Phần dưới của cành chiết rạch một đường vào vỏ của cành chiết sâu khoảng 2 cm. và xử lý đoạn gốc bằng phytohormone (víi dụ IBA 0,8%) để kích thích ra rễ (3). 4/ Trồng cành chiết vào môi trường và đặt chậu trồng vào nơi có hệ thống phun sương và nhiệt độ khoảng 21oC (4). 5/ Hàng tuần phun thuốc trừ nấm cho đến khi cành chiết ra rễ (5). GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 74 - VIII. GHÉP CÀNH. Ghép cành là tiếp ghép hai bộ phận khác nhau của các loại cây trồng để sau đó chùng dính liền nhau và tiếp tục sinh trưởng như một cây duy nhất. Trong số hai bộ phận dùng để ghép một bộ phận được gọi là cành ghép, tức bộ phận cần được nhân giống; bộ phận kia được gọi là gốc ghép. Gốc ghép thường là bộ rễ hoặc phần gốc của cây. Có rất nhiều khiểu ghép. Chúng ta sẽ làm quen với những kiểu phổ biến nhất. Tùy thuộc vào bộ phận cành ghép sử dụng có thể phân biệt hai kiểu ghép là ghép ngọn và ghép mắt. Ghép ngọn là sử dụng đoạn ngọng của một giống cây nào đó làm càng ghép; ghép mắt là trường hợp dùng một đoạn cành để ghép, tạo điều kiện cho các chồi nách sinh trưởng. Ghép ngọn. Phương pháp ghép ngọn phổ biến nhất và dễ thành công nhất là ghép nêm với các thao tác sau đây: 1/ Lấy một đoạn cành non kể cả ngọn của một gống cây trồng cần nhân giống, ví dụ một cành hồng giống tốt, một cành cam hoặc quýt ... và cắt thành dạng nêm (1); 2/ Cây dùng làm gốc ghép cắt bỏ phần ngọn và chẻ đôi một đoạn có chiều dài tương đương với chiềi dài của nêm đ4a thực hiện với cành ghép (2); 3/ Cho cành ghép và gốc ghép lồng vào nhau và dùng bằng polythylene băng lại (3); 4/ Trồng gốc ghép đã ghép với cành ghép vào chậu và chăm sóc cho đến khi cành ghép sinh trưởng (4). GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 75 - 1 2 3 4 Ghép mắt. Ghép mắt có thể được thực hiện bằng nhiều cách. Sau đây là hai phương pháp ghép mắt phổ biến. - Ghép dạng lưỡi: 1/ Cắt cành ghép và gốc ghép như hình vẽ và đặt chúng vào nhau (1); 2/ Dùng băng polyethylene băng khu vực ghép lại (2); 3/ Cắt bỏ các chồi sinh trưởng trên gốc ghép, chỉ để các chồi trên cành ghép sinh trưởng (3). 1 2 3 - Ghép dạng chữ T. GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học Công nghệ Sinh học thực vật - 76 - Kiểu ghép này được dùng dùng phổ biến trong việc ghép hoa hồng và nhiều loạincây khác. Công việc bao gồm: 1/ Trên gốc ghép cắt phần võ hai đường dang chữ T (1); 2/ Cắt mắt của cành ghép (2); 3/ Đặt mắt của cành ghép vào bên trong chữ T chủ gốc ghép (3); 4/ Dùng băng polyethylene băng chỗ ghép và chờ tử mắt ghép sinh trưởng (4). 1 2 3 4 GS.TS. Mai Xuân Lương Khoa Sinh học
File đính kèm:
- giao_trinh_cong_nghe_sinh_hoc_thuc_vat.pdf