Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô và khí canh để nhân nhanh giống sắn KM94 (Manihot esculanta Crantz)

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT

*********

LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC

Tên đề tài:

“Ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy mô và khí canh để nhân nhanh giống sắn KM94

(Manihot esculanta Crantz)”

Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm

Mã số : 60 42 01 14

Năm bảo vệ : 2017

Học viên: Nguyễn Hùng

Cán bộ hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Anh Vũ

Hà Nội, 2017

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo tham gia giảng dạy

ở Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật đã tận tình giảng dạy, dìu dắt tôi trong thời

gian học tập tại Viện.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Anh Vũ người thầy đã tận

tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và

thực hiện luận văn.

Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể cán bộ và học viên làm

việc tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia Công nghệ Tế bào thực vật, Viện

Di truyền Nông nghiệp đã hết lòng giúp đỡ tôi thực hiện thành công luận văn này.

Và lời cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới sự hỗ trỡ từ dự án SATREPS (Dự

án phát triển hệ thống sản xuất sắn bền vững thông qua quản lý sâu bệnh hại tại

Việt Nam, Campuchia, Thái Lan).

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 11 năm 2017

Học viên

Nguyễn Hùng

Mục lục

CHƢƠNG I - TỔNG QUAN TÀI LIỆU......................................................................... 3

1.1. Giới thiệu chung về cây sắn ....................................................................................3

1.1.1. Nguồn gốc và phân loại ....................................................................................3

1.1.2. Đặc điểm sinh học của cây sắn ........................................................................4

1.1.3. Giá trị của cây sắn ............................................................................................9

1.2. Giống Sắn KM94:..................................................................................................10

1.3. Hình thức nhân giống sắn truyền thống..............................................................11

1.4. Phƣơng pháp nhân in vitro ...................................................................................13

1.4.1. Các bƣớc thực hiện nhân in vitro ..................................................................14

1.4.2. Các ƣu nhƣợc điểm.........................................................................................15

1.4.3. Các nghiên cứu về in vitro cây sắn trên thế giới ..........................................16

1.4.4. Các nghiên cứu về in vitro cây sắn ở Việt Nam............................................18

1.5. Giới thiệu và đánh giá về hệ thống trồng cây bằng khí canh ............................20

1.5.1. Giới thiệu về hệ thống khí canh ....................................................................20

1.5.2. So sánh sơ bộ về hệ thống khí canh với các phƣơng pháp trồng cây khác

....................................................................................................................................22

1.5.2.1. So sánh với phƣơng pháp trồng đất...........................................................22

1.5.2.2. So sánh với phƣơng pháp thuỷ canh .........................................................22

CHƢƠNG II – VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP ....................................................... 24

2.1. Vật liệu nghiên cứu................................................................................................24

2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu.....................................................................................24

2.1.2. Môi trƣờng nuôi cấy và môi trƣờng ra cây bằng khí canh.........................24

2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................................25

2.2.1. Phƣơng pháp nhân giống in vitro..................................................................25

2.2.2. Phƣơng pháp đƣa cây ra vƣờn ƣơm bằng khí canh....................................26

2.2.3. Phƣơng pháp đánh giá chi phí cho việc nhân cây giống sắn ......................28

CHƢƠNG III – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 30

3.1. Kết quả một số cái tiến trong một số bƣớc nhân giống in vitro.........................30

3.2. Kết quả đƣa cây ra vƣờn ƣơm bằng hệ thống khí canh ....................................35

3.3. Đánh giá chi phí cho việc nhân nhanh và đƣa ra đất để tạo thành một cây

giống hoàn chỉnh...........................................................................................................44

CHƢƠNG IV – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 53

4.1. Kết luận ..................................................................................................................53

4.2. Kiến nghị ................................................................................................................53

Danh mục hình

Hình 1.1 Cây sắn ………………….……………………………….…….……….3

Hình 1.2 Hình ảnh rễ và củ sắn…………………………………..….…..…..…..5

Hình 1.3 Một số kiểu hình thân sắn……………….…….....………….…..…….6

Hình 1.4 Một số kiểu hình lá sắn……………………..………..………...………7

Hình 1.5 Hoa Sắn…………………………………………..……..…….…...……8

Hình 1.6 Quả và hạt sắn.. ………………………………………...………....…...9

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống khí canh……………….……….…..…27

Hình 3.1 Cây KM 94 hoàn chỉnh phát sinh từ chồi đỉnh và chồi nách…….…32

Hình 3.2 Cây non đƣợc cấy trong túi nilon và bình thủy tinh cùng môi trƣờng

MS …………………………………………………………………………….......34

Hình 3.3 Sơ đồ hệ thống khí canh……………………...…………...…..…...…..35

Hình 3.4 Máy bơm piston………………………………………….……..….…..36

Hình 3.5 Thùng Xốp ……..……....……………………………….………..…….37

Hình 3.6 Giá trồng cây non ...…....……………………………….……….…….38

Hình 3.7 Hệ thống khí canh……………………………………….……..…..…..38

Hình 3.8 Chụp khí canh từ trên xuống ở trong màng bọc nilon……….…..….42

Hình 3.9 Cây non thích nghi trong hệ thống khí canh………………..….....….43

Hình 3.10 Cây non đƣợc ra đất trực tiếp bọc kín để giữ độ ẩm……….…..…..43

Hình 3.11 Cây non 7 ngày sau khi ra đất đƣợc bỏ màng bọc để thích nghi….44

Danh mục bảng

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của 1L MS………………………………………………….…24

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của 1L Hydroponic ( Dung dịch thủy canh)………………..25

Bảng 3.1 So sánh mắt phát sinh giữa chồi đỉnh và chồi nách đƣợc nuôi cấy trong bình thủy

tinh và theo dõi ghi tại các thời điểm 21-28 ngày……………………………………………..30

Bảng 3.2 So sánh hệ số tạo rễ giữa chồi đỉnh và chồi nách trong môi trƣờng 17N sau 7 ngày

và 10 ngày…………………………………………………………………………………....…..31

Bảng 3.3 So sánh sự phát sinh mắt chồi giữa hai cƣờng độ sáng khác nhau……………..…33

Bảng 3.4 So sánh sự phát sinh ở hai điều kiện nuôi cấy khác nhau………………...………..34

Bảng 3.5 Tỉ lệ phần trăm cây sống giữa hai hình thức ra cây vào môi trƣờng tự nhiên …..39

Bảng 3.6 Tỉ lệ phần trăm sống của cây non với thời gian ở môi trƣờng ra rễ khác nhau …40

Bảng 3.7 Tỉ lệ sống của cây non phát sinh từ chồi đỉnh và chồi nách bằng cách ra đất trực

tiếp ………………………………………………………………………………………….……41

Bảng 3.8 Tỉ lệ sống của cây non đƣợc phát sinh từ chồi đỉnh và chồi nách đƣợc thích nghi

qua hệ thống khí canh trƣớc khi ra đất………………………………………………………..41

Bảng 3.9 Tổng hợp tỉ lệ sống của cây non ở hai hình thức ra cây khác nhau……...………..42

Bảng 3.10 Chi phí đánh giá một cây non đã thích nghi ngoài tự nhiên………………..…….45

Bảng 3.11 Giá thành hóa chất và giá thành 1L MS………………………………………...…48

Bảng 3.12 So sánh chi phí giữa việc dùng cả chôi nách trong quá trình ra rễ…………..….49

Bảng 3.13 So sánh chi phí tiền điện duy trì phòng nuôi cây……………………………...…..50

Bảng 3.14 So sánh chi phí giữa việc sử dụng túi nilon và bình thủy tinh……………...…….50

Bảng 3.15 Tổng hợp chi phí giữa việc sử dụng quy trình cũ và quy trình cải tiến……….…51