Ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường và giá thể đến sinh trưởng của cây lan Dendrobium Hybrid In Vitro

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 3(43)/N¨m 2007 106 ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG VÀ GIÁ THỂ ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA CÂY LAN DENDROBIUM HYBRID IN VITRO Nguyễn Thị Tâm (Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên) Vũ Thị Lan - Nguyễn Thành Luân (Khoa KH Tự nhiên &Xã hội- ĐH Thái Nguyên) 1. Mở đầu Cây lan Dendrobium thuộc họ Orchidaceae - bộ Orchidales - phân lớp Ngọc lan Magnoliidae - lớp Ngọc lan Magnoliopsida - Ngành hạt kín Magnoliophyta [1]. Đây là loài cây trồng thường có hoa to màu sặc sỡ rất đẹp. Lan Dendrobium thuộc một trong những giống lớn. Chúng là cây lai có sức chống chịu tốt. Có hai dạng Dendrobium lai (dendrobium hybrid) chính thường gặp là Den. phalaneopsis và Den. Nobile. Lan Den. hybrid có màu sắc đa dạng nhưng thường gặp nhất là màu hồng và tía [5]. Lan Den. hybrid có số lượng đông đảo, các loài phân bố ở những khu vực khác nhau thuận lợi cho quá trình tìm tòi sưu tập cũng như tạo ra sự phong phú đa dạng cho các nhà sưu tập hoa lan. Lan Den. hybrid là loại lan phong phú đa dạng về số lượng và chủng loại lẫn màu sắc lại có sức chống chịu tốt, dễ chăm sóc [2]. Để cung cấp nguyên liệu cho việc mở rộng trồng lan ở quy mô thương mại, các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ nuôi cấy in vitro vào công tác nhân giống. Phương pháp này đã được ứng dụng rất hiệu quả trong việc nhân giống và lai tạo các loài lan. Trong bài bào này, chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số các yếu tố môi trường, giá thể đến sinh trưởng của cây lan Dendrobium hybri in vitro. 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu * Đối tượng nghiên cứu Cây lan Dendrobium hybrid được phòng Công nghệ tế bào, Khoa Sinh – KTNN, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên cung cấp. Mẫu vật dùng cho nuôi cấy là cây con in vitro ở độ tuổi nhân nhanh. * Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu Để nghiên cứu ảnh hưởng của các thành phần môi trường khác nhau đến quá trình phát sinh hình thái và tăng cường hệ số nhân chồi của cây lan Dendrobium hybrid, chúng tôi sử dụng môi trường VW (Vacin Went) có bổ sung đường sacaroza 20 g/l, thạch 9 g/l, nước dừa 100 ml/l, than hoạt tính 2 g/l, và các chất kích thích sinh trưởng như NAA, BAP, kinetin. Cụ thể là: - Nghiên cứu ảnh hưởng của BAP và kinetin lên sự sinh trưởng và phát triển - Nghiên cứu ảnh hưởng của NAA và cytokinin đến sự sinh trưởng và phát triển - Nghiên cứu ảnh hưởng của NAA đến khả năng tạo rễ của - Nghiên cứu ảnh hưởng của nền giá thể tới tốc độ sinh trưởng phát triển Các chỉ tiêu đánh giá: Hệ số nhân chồi (lần), hệ số tạo lá (lần), tỷ lệ cây sống (%). Kết quả nghiên cứu được chúng tôi xử lí theo phương pháp thống kê sinh học trên phầm mềm Excel. 3. Kết quả và thảo luận * ¶nh h−ëng cña BAP vµ kinetin ®Õn sù sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn cña lan Dendrobium hybrid in vitro Mỗi quá trình phân chia phân hoá tế bào và phân hoá cơ quan thực vật đều cần được điều tiết bởi chất kích thích sinh trưởng (KTST). Đây là nhóm chất có vai trò quan trọng để có thể T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 3(43)/N¨m 2007 107 chủ động điều khiển quá trình phát sinh hình thái của thực vật trong quá trình nuôi cấy in vitro. BAP và kinetin là chất KTST thuộc nhóm cytokinin có tác dụng kích thích sự phân bào và tái sinh đều mạnh mẽ từ mô nuôi cấy Để tìm hiểu ảnh hưởng của BAP và kinetin tới sự sinh trưởng và phát triển của lan Dendrobium hybrid (Den. Hybrid) nuôi cấy in vitro chúng tôi đã bổ sung vào môi trường nền VW 20g/l sacaroza, 9 g/l thạch, 100 ml/l nước dừa, NAA 0,2 mg/l và BAP hoặc kinetin ở các nồng độ khác nhau (1.0; 2.0; 3.0 mg/l). Kết quả thí nghiệm thu được sau 3 tuần và 6 tuần nuôi cấy được thể hiện ở bảng 1 và bảng 2. Bảng 1: Ảnh hưởng của BAP lên sự sinh trưởng và phát triển của lan Den. hybrid in vitro Nồng độ BAP (mg/l) Chỉ tiêu sinh trưởng Hệ số nhân chồi (lần) Hệ số tạo lá (lần) 3 tuần 6 tuần 3 tuần 6 tuần Đối chứng 0,4 ± 0,021 0,5 ± 0,022 0,7 ± 0,016 0,76 ± 0,019 1 1,5 ± 0,01 1,66 ± 0,012 1,37 ± 0,017 1,5 ± 0,019 2 1,89 ± 0,008 2,0 ± 0,009 2,1 ± 0,031 2,61 ± 0,037 3 1,75 ± 0,009 1,83 ± 0,012 2,0 ± 0,021 2,3 ± 0,031 Kết quả trình bày ở bảng 1 cho thấy khi bổ sung BAP nồng độ từ 1-3 mg/l thì hệ số nhân chồi và tạo lá mới cao hơn hẳn so với đối chứng .Các chồi hình thành phát triển tốt về chiều cao, thân chồi mập, có lá dày, xốp, to bản. Đối với hệ số nhân chồi cho thấy khi bổ sung BAP nồng độ từ 1-3 mg/l thì hệ số nhân chồi cao hơn hẳn so với đối chứng. Sau 3 tuần nuôi cấy hệ số nhân chồi ở đối chứng chỉ đạt 0,4 trong khi có bổ sung BAP nồng độ 1 ; 2 ; 3 mg/l có hệ số nhân chồi đạt lần lượt là 1,5 ; 1,89 ; 1,75. Sau 6 tuần, hệ số nhân chồi tiếp tục tăng so với 3 tuần, lần lượt đạt là 1,66 ; 2,0 ; 1,83. Như vậy, môi trường có nồng độ BAP 2mg/l cho hệ số nhân chồi cao nhất. Đối với sự tạo lá mới, khi bổ sung BAP với nồng độ 1; 2 ; 3 mg/l thì hệ số tạo lá mới cũng tăng rõ rệt so với đối chứng. Sau 3 tuần nuôi cấy, hệ số tạo lá đạt lần lượt là 1,37; 2,1; 2.0, cao hơn hẳn so với mẫu đối chứng không bổ sung BAP (đối chứng hệ số tạo lá mới là 0,7). Lá cây to bản tương đối dày và xốp có màu xanh đậm có khả năng quang hợp rất tốt. Cũng lấy kết quả mẫu sau 6 tuần thì chúng tôi nhận thấy cũng có sự thay đổi nhiều ở lá so với kết quả thu được sau 3 tuần. Chúng tôi nhận thấy nồng độ BAP 2 mg/l hệ số tạo lá mới cũng là cao nhất. Như vậy, bổ sung BAP nồng độ 2 mg/l đã kích thích sự tạo chồi và tạo lá. Bảng 2. Ảnh hưởng của kinetin lên sự sinh trưởng và phát triển của lan Den. hybrid in vitro Nồng độ kinetin (mg/l) Chỉ tiêu sinh trưởng Hệ số nhân chồi (lần) Hệ số tạo lá (lần) 3 tuần 6 tuần 3 tuần 6 tuần Đối chứng 0,4 ± 0,021 0,5 ± 0,022 0,7 ± 0,016 0,76 ± 0,019 1 1,27 ± 0,012 1,29 ± 0,013 1,38 ± 0,015 1,62 ± 0,021 2 1,57 ± 0,031 1,61 ± 0,033 1,65 ± 0,021 2 ± 0,02 3 1,75 ± 0,017 183 ± 0,019 1,78 ± 0,019 2,3 ± 0,022 T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 3(43)/N¨m 2007 108 Qua bảng 2 ở trên ta có thể nhận thấy tác động rõ rệt của kinetin đến sinh trưởng và phát triển của lan Dendrobium hybrid. Cũng giống như BAP, khi bổ sung kinetin vào môi trường hệ số nhân chồi và tạo lá mới tăng rõ rệt so với đối chứng. Sau 3 tuần nuôi cấy hệ số nhân chồi đạt lần lượt là 1,27; 1,57; 1,75 tương ứng với nồng độ 1 ; 2 ; 3 mg/l (đối chứng là 0,4), còn hệ số tạo lá mới tương ứng với các nồng độ trên là 1,38; 1,65; 1,78 (đối chứng là 0,7). Như vậy, khi bổ sung kinetin ở nồng độ 3 mg/l cho hệ số nhân chồi và tạo lá mới cao nhất. Các chồi tạo ra có thân mảnh hơn và có xu hướng kéo dài thân. Lá dài có kích thước nhỏ, màu lá không đậm, lá không xốp như ở môi trường BAP. Sau 6 tuần nuôi cấy, hệ số nhân chồi và tạo lá mới tiếp tục tăng lên khi bổ sung kinetin ở nồng độ 3 mg/l cho hệ số nhân chồi và tạo lá sau 6 tuần là cao nhất (1,83 và 2,3). Kết quả này cho thấy sau 6 tuần hệ số nhân chồi tăng lên không nhiều so với 3 tuần nhưng sự tạo lá mới vẫn tiếp tục tăng lên đáng kể. Từ các kết quả thu được ở trên cho thấy bổ sung kinetin 3 mg/l đã kích thích sự sinh trưởng phát triển của lan Dendrobium hybrid in vitro * Ảnh hưởng của tổ hợp NAA và cytokinin đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lan Dendrobium hybrid in vitro Cả auxin và cytokinin đều là chất điều hoà sinh trưởng có tác dụng kích thích sự phân chia của tế bào kéo dài sự sinh trưởng cho cây. Để nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp hai loại chất điều hoà này đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lan Den. hybrid chúng tôi đã bổ sung NAA với các dải nồng độ từ 0,25- 0,35 mg/l và 2 mg/l BAP hoặc 3mg/l kinetin vào môi trường nhân chồi. Kết quả chúng tôi thu được trình bày ở bảng 3: Bảng 3. Ảnh hưởng của NAA và cytokinin đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lan Den. hybrid in vitro Nồng độ tổ hợp (mg/l) Chỉ tiêu sinh trưởng BAP NAA Kinetin Hệ số nhân chồi (lần) Hệ số tạo lá (lần) 2 0,25 - 1,47 ± 0,018 1,82 ± 0,022 2 0,30 - 1,80 ± 0,009 2,04 ± 0,021 2 0,35 - 1,67 ± 0,012 1,88 ± 0,008 - 0,25 3 1,26 ± 0,016 1,30 ± 0,,21 - 0,30 3 1,74 ± 0,017 1,81 ± 0,014 - 0,35 3 1,57 ± 0,009 1,61 ± 0,012 - - - 0,5 ± 0,022 0,76 ± 0,019 Hình 2. Cây lan Den.hybrid trên môi trường bổ sung 3 mg/l. kinetin T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 3(43)/N¨m 2007 109 Qua bảng số liệu ta có thể thấy khi bổ sung các chất điều hoà sinh trưởng (NAA với BAP hoặc NAA với kinetin) thì sự sinh trưởng và phát triển của lan Den. hybrid tăng lên một cách rõ rệt so với khi không bổ sung chất điều hoà sinh trưởng (Đối chứng). Khi kết hợp 0,3 mg/l NAA với 2 mg/l BAP, kết quả hệ số nhân chồi và tạo lá là cao nhất (1.80 và 2.04), khi kết hợp 0,30 mg/l NAA với 3 mg/l kinetin cũng cho hệ số nhân chồi và tạo lá khá cao là 1.74 và 1.84. Còn kết hợp NAA ở nồng độ 0,25 mg/l với kinetin ở nồng độ 3 mg/l hệ số nhân chồi và tạo lá là thấp nhất (1,26 và 1,30). Như vậy, có thể kết luận bổ sung kết hợp 0,3 mg/l NAA với 2 mg/l BAP là thích hợp. * Ảnh hưởng của NAA đến khả năng ra rễ của cây lan Dendrobium hybrid in vitro Để nghiên cứu ảnh hưởng của NAA đến khả năng ra rễ của cây lan Den. Hybrid in vitro chúng tôi sử dụng môi trường VW bổ sung các chất dinh dưỡng, kích thích sinh trưởng cần thiết và NAA ở nồng độ từ 0,25- 0,35 mg/l. Kết quả được trình bày ở bảng 4. Kết qủa thu được cho thấy, ở các môi trường bổ sung NAA các chỉ tiêu sinh trưởng đều cao hơn hẳn so với đối chứng. Môi trường bổ sung NAA 0,3 mg/l cho kết quả cao nhất, số rễ đạt 15,83 cái /cây, chiều dài rễ đạt 2,3 cm. Như vậy, nồng độ NAA 0,3 mg/l có ảnh hưởng tốt đến khả năng ra rễ và phát triển của bộ rễ. * Ảnh hưởng của giá thể đến sinh trưởng của cây lan Den. hybrid ở giai đoạn vườn ươm Trong nuôi cấy in vitro, khâu đưa cây từ phòng thí nghiệm ra ngoài tự nhiên là cực kì quan trọng, trong đó nó phụ thuộc rất lớn vào việc lựa chon được giá thể phù hợp để trồng cây, nâng cao tỉ lệ sống, giảm tỉ lệ chết. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành thí nghiệm trên 3 nền giá thể là rêu ngoại, rêu ngoại + xơ dừa, xơ dừa. Kết quả trình bày ở bảng 5. Bảng 5. Ảnh hưởng của giá thể đến sinh trưởng của lan Den. hybrid ở giai đoạn vườn ươm Nồng độ NAA (mg/l) Số rễ (cái/cây) Chiều dài rễ (cm) Đối chứng 5,92 ± 0,18 1,13 ± 0,02 0,25 12,03 ± 0,27 1,89 ± 0,11 0,30 15,83 ± 0,14 2,3 ± 0,09 0,35 8,85 ± 0,17 1,86 ± 0,3 Bảng 4. Ảnh hưởng của NAA đến khả năng tạo rễ của cây lan Den.hybrid in vitro Hình 3. Ảnh hưởng của NAA đến khả năng tạo rễ của lan Den. hybid Công thức giá thể Chỉ tiêu sinh trưởng Tỷ lệ sống (%) Tỷ lệ chết (%) Rêu ngoại 67,67 32,32 Rêu ngoại: Xơ dừa (1:1) 57,89 42,11 Xơ dừa 57,89 42,11 T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 3(43)/N¨m 2007 110 Kết quả thu được ở bảng 6 cho thấy trên cả ba nền giá thể thí nghiệm đều cho tỉ lệ sống khá cao (57,89 % – 67.67 %), trong đó giá thể rêu ngoại tỉ lệ sống cao nhất (67,67%), điều này đạt được có thể là do rêu ngoại là giá thể đã qua khử trùng và có khả năng giữ Nm tốt. Tuy nhiên, hai công thức còn lại (Rêu ngoại: Xơ dừa (1:1) và xơ dừa) cũng cho tỉ lệ sống khá cao đạt 57,89%, các cây sống đều sinh trưởng phát triển tốt, cây khỏe mạnh, lá vươn dài. 4. KÕt luËn Để kích thích sinh trưởng và phát triển của cây lan Den. Hybrid, nên bổ sung vào môi trường VW 20g/l sacaroza, 100 ml/l nước dừa và: Bổ sung 2 mg/l BAP hoặc 3 mg/l kinetin thích hợp cho giai đoạn nhân nhanh chồi và tạo lá mới. Bổ sung 0,3 mg/l NAA kết hợp với BAP nồng độ 2 mg/l hoặc 3 mg/l kinetin cho khả năng sinh trưởng và phát triển là tốt nhất. Bổ sung NAA 0,30 mg/l phù hợp cho quá trình ra rễ của lan Den. Hybrid, khi đưa cây ra vừơn ươm có thể trồng trên giá thể là rêu ngoại. SUMMARY In this paper, we report some results on influences of medium and substrate on growth of in vitro Dendrobium hybrid. To support growth and development of in vitro Dendrobium hybrid, VW medium 20 g/l sucrose, 100 ml/l milk coconut could be added. Adding 2 mg/l BAP or 3 mg/l kinetin is suitable for shoot multiplication phrase. Adding 0,3 mg/l NAA with 2 mg/l BAP or 3 mg/l kinetin is suitable for best growth and development. Adding 0,30 mg/l NAA NAA 0,30 mg/l is suitable for root formation. Transfering in vitro Den. hybrid to natural enviroment should be grown on foreign moss. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Hoàng Hộ, Cây cỏ Việt Nam( 1 ), NXB Trẻ. [2] Trần Hợp (1988), Phong lan Việt Nam, NXB Nông Nghiệp Hà Nội. [3] Nguyễn Công Nghiệp (2000), Trồng hoa lan, NXB Trẻ Thành phố Hồ Chí Minh,. [4] Hình 4. Cây lan đưa ra vườn ươm trên các giá thể thí nghiệm