NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH TÁCH VÀ DUNG HỢP PROTOPLAST GIỮA CÁC DÒNG KHOAI TÂY DẠI VỚI GIỐNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

------  ------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài

NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH TÁCH VÀ DUNG HỢP

PROTOPLAST GIỮA CÁC DÒNG KHOAI TÂY DẠI VỚI GIỐNG

KHOAI TÂY TRỒNG ATLANTIC PHỤC VỤ CHƯƠNG TRÌNH

CHỌN TẠO GIỐNG KHOAI TÂY KHÁNG BỆNH VIRUS VÀ

BỆNH MỐC SƯƠNG

Giáo viên hướng dẫn : GS.TS. Nguyễn Quang Thạch

KS. Hoàng Thị Giang

Sinh viên thực hiện : Phạm Thị Ngân

Lớp : KSCNSH0702 – K14

P

h

ạ

m

T

hị N

g

â

n - L

ớp: C

N

S

H

0

7 - 0

2

HÀ NỘI - 2011

2

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực tập cuối khoá tại Phòng thí nghiệm Công

nghệ sinh học khoai tây - Viện sinh học nông nghiệp - Trường đại học nông

nghiệp Hà Nội, tôi đã nhận đước giúp đỡ nhiệt tình, chu đáo của thầy giáo,

GS.TS Nguyễn Quang Thạch. Thầy đã giúp tôi nâng cao kiến thức, hiểu biết

sâu và rộng hơn về công nghệ sinh học trong nông nghiệp nói riêng và lính

vực khác của công nghệ sinh học nói chung. Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng

biết ơn sâu sắc và kính trọng tới thầy.

Tôi xin gửi lời biết ơn chân thành tới các cán bộ công tác tại Viện sinh

học nông nghiệp, đặc biệt là KS. Hoàng Thị Giang đã chỉ bảo và tạo điều

kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian thực tập tại đây.

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo Viện đại học Mở Hà Nội,

đặc biệt là các thầy cô khoa Công nghệ sinh học đã truyền đạt những kiến

thức vô cùng quý báu cho tôi có nền tảng cơ sở để tôi có thể hoàn thành tốt

luận văn này.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè tôi, những người luôn

chia sẻ, động viên, giúp đỡ và góp ý cho tôi trong suốt quá trình thực tập và

hoàn thành bào cáo tốt nghiệp.

Hà nội, ngày 25 tháng 5 năm 2011

Sinh viên

Phạm Thị Ngân

i

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU....................................................................................................................................1

I. Đặt vấn đề............................................................................................................................1

II. Mục đích và yêu cầu..........................................................................................................2

1. Mục đích.........................................................................................................................2

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

PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU...........................................................................................3

1.1. Giới thiệu chung về khoai tây.........................................................................................3

1.1.1. Nguồn gốc.................................................................................................................3

1.1.2. Phân loại...................................................................................................................3

1.1.3. Đặc điểm thực vật học của cây khoai tây................................................................4

1.1.4. Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và trong nước........................................6

1.2. Tình hình nhiễm bệnh virus ở khoai tây.........................................................................9

1.2.1. Tình hình nhiễm bệnh vius.......................................................................................9

1.2.2. Tác hại của bệnh virus............................................................................................11

1.2.3. Tình hình nhiễm bệnh mốc sương ở khoai tây ....................................................13

1.3. Các hướng nghiên cứu tạo giống khoai tây..............................................................14

1.3.1. Nghiên cứu chuyển gen.........................................................................................14

1.3.2 Nghiên cứu dung hợp tế bào trần............................................................................15

1.3. Tạo giống khoai tây bằng dung hợp tế bào trần ...........................................................21

1.3.1. Khái niệm tế bào trần (protoplast) và con lai soma (somatic hybrid)..................23

1.3.2. Quá trình tách, dung hợp, nuôi cấy và tái sinh protoplast....................................23

1.3.3. Xác định con lai soma...........................................................................................25

PHẦN II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................................................29

2.1. Vật liệu...........................................................................................................................29

2.1.1. Giống khoai tây Atlantic (Solanum .tuberosum cv.Atlantic)................................29

2.1.2. Các dòng khoai tây dại...........................................................................................29

2.2. Nội dung, địa điểm và thời gian nghiên cứu ...............................................................29

2.2.1. Nội dung nghiên cứu..............................................................................................30

2.2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu..........................................................................31

2.3. Phương pháp nghiên cứu...............................................................................................31

2.3.2. Phương pháp đếm protoplast và pha loãng mật độ................................................32

2.3.3. Phương pháp chuẩn bị hóa chất tách protoplast....................................................33

2.3.5. Phương pháp dung hợp protoplast bằng xung điện...............................................34

2.3.6. Phương pháp chuẩn bị dung dịch dung hợp..........................................................34

2.3.7. Phương pháp nuôi cấy và tái sinh protoplast sau khi dung hợp............................35

2.3.8. Các chỉ tiêu theo dõi...............................................................................................35

2.3.9. Phuơng pháp xử lý số liệu:.....................................................................................35

PHẦN III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...............................................................................36

3.1. Các kết quả tách protoplast............................................................................................36

3.1.1. Thí nghiệm 1: So sánh khả năng tách protoplast của các kiểu gen khác nhau.....36

3.1.2. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của tuổi lá cây in vitro đến năng suất và

chất lượng tách protoplast của các dòng khoai tây dại và giống Atlantic.......................39

ii

3.1.3. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung dịch Enzyme đến năng

suất và chất lượng của protoplast.....................................................................................41

3.2. Các kết quả nuôi cấy protoplast....................................................................................44

3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nền môi trường nuôi cấy đến sự phân chia và tái sinh

của protoplast....................................................................................................................44

3.2.2. So sánh ảnh hưởng của loại môi trường nuôi cấy đến sự phân chia và tái sinh của

protoplast..........................................................................................................................48

3.3. Các kết quả dung hợp protoplast...................................................................................54

3.3.1. Tối ưu hóa các thông số của quy trình dung hợp bằng xung điện giữa giống khoai

tây Atlantic và dòng khoai tây dại....................................................................................54

PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ....................................................................................57

4.1. Kết luận..........................................................................................................................57

4.2. Đề nghị...........................................................................................................................58

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................59

PHỤ LỤC..................................................................................................................................62

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1: Diện tích, năng suất và sản lượng khoai tây các khu vực

trên thế giới năm 2007...............................................................................................6

Bảng 2: Diện tích, năng suất và sản lượng khoai tây ở Việt Nam............................9

Bảng 3: Khả năng tách protoplast của các vật liệu nghiên cứu...............................36

Bảng 4: Ảnh hưởng của tuổi lá cây in vitro đến năng suất

và chất lượng protoplast...........................................................................................39

Bảng 5: Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch enzym đến năng suất và chất lượng

protoplast..................................................................................................................42

Bảng 6: Ảnh hưởng của nền môi trường nuôi cấy đến sự phân chia protoplast và

hình thành microcalli................................................................................................45

Bảng 7: Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phân chia protoplast và hình

thành microcalli........................................................................................................49

iv

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Hình 1: Hình ảnh lớp nổi protoplast sau khi li tâm lần 1................................37

Hình 2: protoplast của các dòng sau khi tách.................................................38

Biểu đồ 1: Ảnh hưởng của tuổi lá cây in vitro đến năng suất

protoplast..............................................................................................................41

Hình 3: Mật protoplast của giống Atlantic tách bằng các dung dịch enzym

khác nhau..........................................................................................................43

..............................................................................................................................46

Biểu đồ 2: : Ảnh hưởng của nền môi trường nuôi cấy đến sự phân chia

protoplast..............................................................................................................46

Hình 4: Hình ảnh microcallus trên các nền môi trường khác nhau của giống

Atlantic.............................................................................................................47

Biểu đồ 3: Ảnh hưởng của loại môi trường nuôi cấy đến sự phân chia

và hình thành microcalli của protoplast ..............................................................49

Hình 5: Hình ảnh callus của giống Atlantic phân chia trên các nền môi trường

..........................................................................................................................51

Hình 6: Hình ảnh protoplast của giống Atlantic phân chia trên môi trường VKM

II ...........................................................................................................................53

Hình 7: Protoplast sau khi xung điện...............................................................56

v