Nghiên cứu đánh giá,chọn tạo vật liệu khởi đầu hoa đồng tiền bằng kỹ thuật đột biến IN VITRO

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o

tr−êng ®¹i häc n«ng nghiÖp hµ néi

------------------

D−¬ng thÞ h−êng

NGHIÊN CỨU ðÁNH GIÁ, CHỌN TẠO VẬT LIỆU

KHỞI ðẦU HOA ðỒNG TIỀN BẰNG KỸ THUẬT

ðỘT BIẾN IN VITRO

luËn v¨n th¹c sÜ n«ng nghiÖp

Chuyªn ngµnh : Trång trät

M· sè : 60.62.01

Ng−êi h−íng dÉn khoa häc : gs.ts. nguyÔn quang th¹ch

Hµ Néi, 2010

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ........... i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng số liệu kết quả nghiên cứu trong luận văn này là

trung thực và chưa sử dụng ñể bảo vệ trong một học vị nào.

Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ trong luận văn này ñã ñược cảm

ơn, mọi thông tin trích trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, tháng 11 năm 2010

Tác giả

Dương Thị Hường

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ........... ii

LỜI CẢM ƠN

ðến thời ñiểm này Luận văn của tôi ñã hoàn thành, ñược kết quả này

là nhờ sự chỉ bảo hướng dẫn, ñào tạo và ñộng viên của các Thầy, Cô giáo

trong thời gian tôi học tập và nghiên cứu tại trường. Cá nhân tôi xin ñược

bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến tất các Thầy giáo, Cô giáo khoa Nông học và

Viện Sau ðại học thuộc trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi

thực hiện luận văn này.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn, sự kính trọng sâu sắc nhất tới Thầy giáo -

GS.TS. Nguyễn Quang Thạch, người ñã tận tình chỉ bảo, trực tiếp hướng dẫn

giúp ñỡ tôi thực hiện luận văn này.

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ công nhân viên của Viện

Sinh học Nông nghiệp - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo ñiều kiện

thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn.

Cuối cùng Tôi xin chân thành cảm ơn tới tất cả bạn bè, ñồng nghiệp ñã

ñộng viên giúp ñỡ tôi hoàn thành khoá học!

Hà Nội, tháng 11 năm 2010

Tác giả

Dương Thị Hường

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ........... iii

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ADN : Acid deoxy ribo nucleic

ATP : Adenosine triphosphate

BAP : 6-Benzyl-aminopurine

CV% : Hệ số sai dị (Correlation of Variants)

ð : ðồng

IAA : Axit Indolylaxetic

Ki : Kinetin (6-Furfuryl-aminopurine)

MS : Murashige & Skoog, 1962

LSD : Sai khác tối thiểu có ý nghĩa ở P = 0.5

(Least Significant Difference)

NST : Nhiễm sắc thể

α-NAA : α-Naphtalenacetic acid

PƯ : Phản ứng

PCR :Polymerase Chain Reaction

RAPD : Random Amplified Polymorphism DNA

T : Trước

S : Sau

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ........... iv

MỤC LỤC

1. MỞ ðẦU....................................................................................................1

1.1. ðặt vấn ñề ...............................................................................................1

1.2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài ................................................................2

1.2.1. Mục ñích...............................................................................................2

1.2.2. Yêu cầu.................................................................................................2

1.3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của ñề tài ......................................2

2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU...........................................................................3

2.1. Giới thiệu chung về cây hoa ñồng tiền.....................................................3

2.1.1. Nguồn gốc, phân bố, vị trí phân loại cây hoa ñồng tiền.........................3

2.1.2. ðặc ñiểm thực vật học và yêu cầu sinh thái của cây hoa ñồng tiền........4

2.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ hoa trên thế giới và Việt Nam................8

2.2. Phương pháp ñột biến và các nghiên cứu về tạo giống cây trồng bằng kỹ

thuật ñột biến................................................................................................11

2.2.1. Khái niệm, ý nghĩa và phân loại ñột biến............................................12

2.2.2. Các tác nhân gây ñột biến ...................................................................13

2.2.3. Cơ chế gây ñột biến ............................................................................15

2.2.4. Cơ sở khoa học của tạo giống cây trồng ñột biến in vitro....................17

2.2.5. Các nghiên cứu và ứng dụng về chọn tạo giống bằng ñột biến và ñột

biến phóng xạ ở trong và ngoài nước............................................................18

2.3. Các nghiên cứu chọn tạo giống hoa bằng kỹ thuật ñột biến phóng xạ trên

thế giới và Việt Nam ....................................................................................24

2.3.1. Các nghiên cứu chọn tạo giống hoa bằng kỹ thuật ñột biến phóng xạ

trên thế giới ..................................................................................................24

2.3.2. Các nghiên cứu chọn tạo giống hoa bằng kỹ thuật ñột biến phóng xạ ở

Việt Nam......................................................................................................25

2.4. Các nghiên cứu về chọn tạo giống hoa ñồng tiền trên thế giới và Việt Nam...26

2.4.1. Các nghiên cứu về chọn tạo giống hoa ñồng tiền trên thế giới ............26

2.4.2. Các nghiên cứu về chọn tạo giống hoa ñồng tiền ở Việt Nam.............29

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ........... v

3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................31

3.1. ðối tượng, vật liệu, ñịa ñiểm và thời gian nghiên cứu............................31

3.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................33

3.2.1. Thí nghiệm 1 : Duy trì và ñánh giá khả năng sinh trưởng của các

dạng biến dị hoa ñồng tiền thu ñược trong in vitro.....................................33

3.2.2. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu và ñánh giá sự sinh trưởng của các dạng

cây ñồng tiền ñột biến ngoài vườn ươm......................................................33

3.2.3. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu và ñánh giá sự sinh trưởng, phát triển, năng suất

và hình thái hoa của các dạng ñột biến thu ñược ngoài vườn sản xuất..................33

3.2.4. Thí nghiệm 4: ðánh giá khả năng duy trì của các dòng ñột biến có lợi

qua tách nhánh..............................................................................................34

3.3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................34

3.3.1. ðiều kiện tiến hành thí nghiệm ...........................................................34

3.3.2. Các chỉ tiêu theo dõi ...........................................................................35

3.3.3. Phương pháp theo dõi .........................................................................36

3.4. Xử lý số liệu ..........................................................................................36

4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.........................................37

4.1. Thí nghiệm 1: Duy trì và ñánh giá khả năng sinh trưởng của các dạng

biến dị hoa ñồng tiền thu ñược trong in vitro..............................................37

4.1.1. ðánh giá khả năng duy trì các dạng biến dị hoa ñồng tiền qua các lần

cấy chuyển trong in vitro.............................................................................37

4.1.2. ðánh giá khả năng sinh trưởng và nhân nhanh của các dạng biến dị

hoa ñồng tiền trong in vitro.........................................................................41

4.2. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu và ñánh giá sự sinh trưởng của các dạng cây

ñồng tiền ñột biến ngoài vườn ươm ............................................................46

4.3. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu và ñánh giá sự sinh trưởng, phát triển, năng

suất và hình thái hoa của các dạng ñột biến thu ñược ngoài vườn sản xuất50

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ........... vi

4.3.1. Nghiên cứu và ñánh giá các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các

dạng cây ñồng tiền ñột biến.........................................................................50

4.3.2. Nghiên cứu và ñánh giá sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền

ñột biến ngoài vườn sản xuất ......................................................................54

4.3.3. ðánh giá số lượng và chất lượng hoa ñồng tiền trên các liều lượng

chiếu xạ khác nhau ......................................................................................62

4.4. Thí nghiệm 4: ðánh giá khả năng duy trì của các dòng ñột biến có lợi qua

tách nhánh ....................................................................................................70

PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ ........................................................76

5.1. Kết luận ................................................................................................76

5.2. ðề nghị .................................................................................................77

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................78

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ........... vii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1: Khả năng duy trì của các dạng cây ñồng tiền ñột biến thu ñược

trong in vitro qua các lần cấy chuyển (giống Trắng).....................................38

Bảng 4.2: Khả năng duy trì của các dạng cây ñồng tiền ñột biến thu ñược

trong in vitro qua các lần cấy chuyển (giống ðỏ) .........................................39

Bảng 4.3: Khả năng duy trì của các dạng cây ñồng tiền ñột biến thu ñược

trong in vitro qua các lần cấy chuyển (giống Gạch)......................................40

Bảng 4.4: Khả năng sinh trưởng và hệ số nhân của các dạng cây ñồng tiền ñột

biến sau 4 tuần theo dõi (giống Trắng) .........................................................42

Bảng 4.5: Khả năng sinh trưởng và hệ số nhân của các dạng cây ñồng tiền ñột

biến sau 4 tuần theo dõi (giống ðỏ)..............................................................43

Bảng 4.6: Khả năng sinh trưởng và hệ số nhân của các dạng cây ñồng tiền ñột

biến sau 4 tuần theo dõi (giống Gạch) ..........................................................44

Bảng 4.7: Khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài

vườn ươm sau 4 tuần theo dõi (giống Trắng)................................................47

Bảng 4.8: Khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài

vườn ươm sau 4 tuần theo dõi (giống ðỏ) ....................................................48

Bảng 4.9: Khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài

vườn ươm sau 4 tuần theo dõi (giống Gạch).................................................49

Bảng 4.10: Khảo sát các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các dạng cây ñồng

tiền ñột biến (giống Trắng)...........................................................................51

Bảng 4.11: Khảo sát các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các dạng cây ñồng

tiền ñột biến (giống ðỏ)................................................................................52

Bảng 4.12: Khảo sát các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các dạng cây ñồng

tiền ñột biến (giống Gạch) ............................................................................53

Bảng 4.13: Khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài

ruộng sản xuất sau 3 tháng trồng (giống Trắng)............................................58

Bảng 4.14: Khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài

ruộng sản xuất sau 3 tháng trồng (giống ðỏ) ................................................59

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ........... viii

Bảng 4.15: Khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài

ruộng sản xuất sau 3 tháng trồng (giống Gạch).............................................60

Bảng 4.16: ðánh giá một số chỉ tiêu về chất lượng cành hoa ñồng tiền

(giống Trắng)...............................................................................................65

Bảng 4.17: ðánh giá một số chỉ tiêu về chất lượng cành hoa ñồng tiền

(giống ðỏ) ...................................................................................................66

Bảng 4.18: ðánh giá một số chỉ tiêu về chất lượng cành hoa ñồng tiền

(giống Gạch)................................................................................................67

Bảng 4.19: ðánh giá số lượng hoa của các dạng ñồng tiền ñột biến (giống Trắng) 68

Bảng 4.20: ðánh giá số lượng hoa của các dạng ñồng tiền ñột biến (giống ðỏ).....68

Bảng 4.21: ðánh giá số lượng hoa của các dạng ñồng tiền ñột biến (giống Gạch)...68

Bảng 4.22: ðánh giá sự duy trì khả năng sinh trưởng phát triển các dạng ñồng tiền

ñột biến sau tách nhánh và trồng trở lại ñược 3 tháng (giống Gạch).....................70

Bảng 4.23: ðánh giá sự duy trì một số chỉ tiêu về chất lượng cành hoa ñồng tiền

trước và sau tách nhánh (giống Gạch).............................................................72

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ........... ix

DANH MỤC BIỂU ðỒ

Biểu ñồ 1: Tỉ lệ ñóng góp của bức xạ trong việc tạo giống mới ....................15

Biểu ñồ 2: Số lượng cây trồng ñược tạo ra nhờ gây ñột biến trên thế giới.....19

Biểu ñồ 3: Giống cây trồng ñột biến ñược tạo ra ở các châu lục ...................20

Biểu ñồ 4: Khả năng duy trì của các dạng cây ñồng tiền ñột biến thu ñược

trong in vitro qua các lần cấy chuyển (giống Trắng).....................................38

Biểu ñồ 5: Khả năng duy trì của các dạng cây ñồng tiền ñột biến thu ñược

trong in vitro qua các lần cấy chuyển (giống ðỏ) .........................................39

Biểu ñồ 6: Khả năng duy trì của các dạng cây ñồng tiền ñột biến thu ñược

trong in vitro qua các lần cấy chuyển (giống Gạch)......................................40

Biểu ñồ 7: Hệ số nhân của các dạng cây ñồng tiền ñột biến sau 4 tuần theo dõi

(giống Trắng) ...............................................................................................42

Biểu ñồ 8: Hệ số nhân của các dạng cây ñồng tiền ñột biến sau 4 tuần theo dõi

(giống ðỏ)....................................................................................................43

Biểu ñồ 9: Hệ số nhân của các dạng cây ñồng tiền ñột biến sau 4 tuần theo dõi

(giống Gạch) ................................................................................................44

Biểu ñồ 10: Kết quả khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột

biến ngoài vườn ươm (giống Trắng).............................................................47

Biểu ñồ 11: Kết quả khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột

biến ngoài vườn ươm (giống ðỏ) .................................................................48

Biểu ñồ 12: Kết quả khảo sát sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột

biến ngoài vườn ươm (giống Gạch)..............................................................49

Biểu ñồ 13: Kết quả khảo sát các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các dạng

cây ñồng tiền ñột biến (giống Trắng)............................................................51

Biểu ñồ 14: Kết quả khảo sát các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các dạng

cây ñồng tiền ñột biến (giống ðỏ) ................................................................52

Biểu ñồ 15: Kết quả khảo sát các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của các dạng

cây ñồng tiền ñột biến (giống Gạch).............................................................53

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ........... x

Biểu ñồ 16: ðộng thái tăng trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài

ruộng sản xuất (giống Trắng)........................................................................55

Biểu ñồ 17: ðộng thái tăng trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài

ruộng sản xuất (giống ðỏ) ............................................................................56

Biểu ñồ 18: ðộng thái tăng trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài

ruộng sản xuất (giống Gạch).........................................................................56

Biểu ñồ 19: Sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài ruộng

sản xuất sau 3 tháng trồng (giốngTrắng).......................................................58

Biểu ñồ 20: Sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài ruộng

sản xuất sau 3 tháng trồng (giống ðỏ) ..........................................................59

Biểu ñồ 21: Sự sinh trưởng của các dạng cây ñồng tiền ñột biến ngoài ruộng

sản xuất sau 3 tháng trồng (giống Gạch).......................................................60

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ........... xi

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Ảnh 1. Mẫu hoa dùng nghiên cứu.................................................................31

Ảnh 2. Các dòng ñột biến so với ñối chứng của 3 giống hoa: Trắng, ñỏ, gạch....37

Ảnh 3. Cây hoa ñồng tiền ngoài ruộng sản xuất............................................61

Ảnh 4. Dạng hoa ñột biến của giống ñồng tiền trắng .................................62

Ảnh 5. Các dạng hoa ñột biến của giống ñồng tiền ñỏ ...............................63

Ảnh 6. Các dạng hoa ñột biến của giống ñồng tiền gạch............................64

Ảnh 7. Dạng ñột biến GM2a, GM3a trồng trong chậu.....................................70

Ảnh 8: Các dạng hoa ñột biến trước và sau tách nhánh của giống hoa ñồng

tiền gạch ......................................................................................................75

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ........... 1

1. MỞ ðẦU

1.1. ðặt vấn ñề

Hoa ñồng tiền (Gerbera jamesonii) là một loài hoa ñẹp, ñược trồng phổ

biến trên thế giới và ở nước ta. Hoa ñồng tiền ñược coi là một trong những

loài hoa quan trọng và cho giá trị kinh tế cao, ñang ñược người tiêu dùng ưa

chuộng. Hoa ñồng tiền kép là cây thân thảo, nhị bội (2n=50), ra hoa quanh

năm, rất ña dạng về màu sắc và kiểu dáng hoa.

Các giống hoa ñồng tiền kép ñược trồng ở Việt Nam hầu hết ñược nhập

nội từ Hà Lan, Pháp, Trung Quốc... cây giống không rõ nguồn gốc, thiếu chủ

ñộng, ñây chính là nguyên nhân khiến giá hoa ñồng tiền còn khá cao, chưa

ñáp ứng ñược nhu cầu thưởng thức của người dân. Chính vì vậy, công tác

chọn tạo giống hoa ñồng tiền ở nước ta là hết sức cần thiết nhưng hầu như

chưa ñược tiến hành.

Hiện nay, ñã có nhiều giống hoa ñồng tiền quí ñược chọn tạo từ

nhiều phương pháp khác nhau như: Lai hữu tính; chọn giống ưu thế

lai; chọn tạo giống ñột biến và ña bội thể; chuyển gen hay kỹ thuật di

truyền... trong ñó phương pháp lai hữu tính là chủ yếu. Nhưng với sự

phát triển của khoa học kỹ thuật thì công tác chọn tạo giống mới luôn

là yêu cầu của sản xuất mà ñặc biệt trong nền kinh tế thị trường việc

thương mại hóa các giống cần phải có bản quyền.

Trước yêu cầu của sản xuất và thương mại, Viện Sinh học Nông nghiệp

– Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã chọn tạo bằng phương pháp ñột

biến in vitro tạo ra một số dòng hoa ñồng tiền ñột biến.

Việc ñánh giá, chọn tạo vật liệu khởi ñầu từ các dòng hoa ñồng tiền ñột

biến ñã tạo ra là công việc hết sức cần thiết.

Xuất phát từ lý do trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài:

"Nghiên cứu ñánh giá, chọn tạo vật liệu khởi ñầu hoa ñồng tiền bằng kỹ

thuật ñột biến in vitro”.