Thạc Sĩ Khảo sát sự tăng trưởng in vitro của cây đương quy Nhật Bản (Angelica acutiloba (Siebold & Zucc.) Ki

MỞ ĐẦU
Cây đương quy Nhật Bản (Angelica acutiloba (Siebold & Zucc.) Kitagawa) là loài thảo dược lâu năm được sử dụng trong rất nhiều đơn thuốc tại Nhật Bản và nhiều quốc gia châu Á trong đó có Việt Nam. Cây đương quy Nhật Bản được trồng rộng rãi tại châu Á nhờ vào bộ rễ có chứa nhiều hợp chất có tính dược liệu cao và các lá non có thể ăn được (Ninh và cộng sự, 2006). Chỉ tính riêng tại Nhật Bản, sản lượng rễ đương quy Nhật Bản năm 2005 đạt xấp xỉ 197 tấn trong khi nhu cầu thực sự là vào khoảng 450 tấn hoặc nhiều hơn. Do đó, một lượng lớn rễ đương quy Nhật Bản trồng tại Trung quốc được nhập vào Nhật Bản (Fukuda và cs, 2009). Cây đương quy Nhật Bản được trồng tại Việt Nam từ những năm 1990 để thu hoạch rễ dùng làm nguồn nguyên liệu thô cho ngành công nghiệp sản xuất dược liệu. Thời gian trồng cây đương quy Nhật Bản tại Nhật Bản là 2 năm để thu được rễ trưởng thành trong khi tại Việt Nam, do rất nhiều yếu tố bất lợi, thời gian trồng cây chỉ là 1 năm, do đó, sản lượng thấp (Phạm Văn Ý, 2000). Trong suốt quá trình phát triển, cây đương quy Nhật Bản chịu tác động rất lớn từ các yếu tố môi trường chẳng hạn như sự tấn công của sâu bệnh và côn trùng ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng và chất lượng. Khả năng sản xuất thấp cũng như các điều kiện tự nhiên không thuận lợi đã hạn chế việc mở rộng diện tích trồng cây đương quy Nhật Bản. Chính vì vậy, tại Việt Nam, 80% lượng rễ đương quy Nhật Bản được nhập từ Trung Quốc (Viện dược liệu, 2000). Bên cạnh những khó khăn trong vấn đề canh tác, một trong những lý do khiến giống cây thuốc quý này đang mất dần đi tại Việt Nam là do chất lượng giống không đồng nhất và thiếu hụt. Cây đương quy Nhật Bản hiện nay vẫn được trồng bằng phương pháp gieo hạt. Tuy nhiên, hạt đương quy Nhật Bản được gieo trồng tốt nhất là trong điều kiện lạnh và phải gieo ngay sau khi hạt được thu hoạch bởi vì khả năng sống rất ngắn và mất đi sức nảy mầm nhanh chóng của chúng (Huxley, 1992).
Từ những lý do trên, đề tài: “Khảo sát sự tăng trưởng in vitro của cây đương quy Nhật Bản (Angelica acutiloba (Siebold & Zucc.) Kitagawa) dưới tác động của một số yếu tố hóa học và vật lý” đã được tiến hành nhằm tìm ra biện pháp nhân giống loài cây này để tạo ra nguồn giống lớn, đồng nhất, đồng thời tìm ra một số điều kiện tối ưu để gia tăng sự tăng trưởng của cây đương quy Nhật Bản. Bên cạnh đó, một số chỉ tiêu sinh lý cũng được nghiên cứu nhằm giúp hiểu rõ hơn sự tăng trưởng của cây trong các điều kiện in vitro khác nhau.

MỤC LỤC
MỤC LỤC i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT . v
DANH MỤC BẢNG . vi
DANH MỤC HÌNH viii
MỞ ĐẦU . 1
1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU . 3
1.1. Giới thiệu sơ lược về cây Angelica acutiloba Kitagawa 3
1.1.1. Phân loại 3
1.1.2. Đặc điểm thực vật 4
1.1.3. Phân bố sinh thái . 4
1.1.4. Thành phần hóa học 5
1.1.5. Công dụng dược lý . 6
1.1.6. Trồng và chế biến (Fukuda và cs, 2009) . 6
1.2. Một số nghiên cứu về cây đương quy Nhật Bản Angelica acutiloba (Siebold & Zucc.) Kitagawa . 8
1.2.1. Trong nước 8
1.2.2. Ngoài nước . 9
1.3. Nuôi cấy mô tế bào thực vật 10
1.3.1. Nuôi cấy lớp mỏng tế bào 10
1.3.2. Vi nhân giống truyền thống (conventional micropropagation) . 12
1.3.3. Vi nhân giống quang tự dưỡng (photoautotrophic micropropagation) 17
1.4. Những đặc điểm của một số yếu tố hóa học và vật lý in vitro và ảnh hưởng của chúng đối với sinh trưởng của cây 25
1.4.1. Yếu tố hóa học . 25
i
130
1.4.2. Yếu tố vật lý . 28
2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 33
2.1. Vật liệu . 33
2.1.1. Vật liệu thí nghiệm 33
2.1.2. Vật liệu sinh trắc nghiệm 33
2.1.3. Các dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm . 33
2.1.4. Các thiết bị sử dụng trong thí nghiệm 33
2.1.5. Các hóa chất sử dụng trong thí nghiệm 34
2.1.6. Giá thể sử dụng trong thí nghiệm . 34
2.2. Phương pháp 35
2.2.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của CĐHSTTV lên sự tạo chồi đương quy Nhật Bản từ các nguồn vật liệu khác nhau 35
2.2.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nồng độ đường, vitamin và độ thông thoáng của hộp nuôi cây lên sự tăng trưởng của chồi cây đương quy Nhật Bản nuôi cấy in vitro và tác động lên cây con ex vitro . 37
2.2.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của thành phần khoáng và giá thể lên sự tăng trưởng của chồi cây đương quy Nhật Bản nuôi cấy in vitro quang tự dưỡng . 39
2.2.4. Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng và cường độ ánh sáng lên sự tăng trưởng của chồi cây đương quy Nhật Bản in vitro nuôi cấy quang tự dưỡng 41
2.2.5. Quan sát hình thái giải phẫu . 42
2.2.6. Hàm lượng chlorophyll a, b (mg/g lá khô) 42
2.2.7. Hoạt tính chất điều hòa sinh trưởng thực vật nội sinh 43
2.2.8. Hàm lượng đường tổng số, hàm lượng tinh bột . 45
2.2.9. Hiệu suất quang hợp thuần Pn (àmol mol-1 h-1/cây) . 46
2.2.10. Tốc độ tăng trưởng tương đối (Relative growth rate, RGR) (mg mg-1 ngày-1) và hiệu suất đồng hóa thuần (Net assimilation rate, NAR) (mg cm-2 ngày-2) . 47
ii
131
2.2.11. Chiều dài, chiều rộng và số lượng khí khổng . 47
2.3. Phương pháp tính toán số liệu 48
2.3.1. Tỷ lệ (%) cây sống trong giai đoạn ex vitro 48
2.3.2. Gia tăng trọng lượng tươi (GTTLT) (mg/cây) . 48
2.3.3. Gia tăng trọng lượng khô (GTTLK) (mg/cây) . 48
2.3.4. Tỷ lệ trọng lượng thân lá/rễ 48
2.3.5. Số lá (SL) (lá/cây) 48
2.3.6. Chiều cao tán (CCT) (mm/cây) . 49
2.3.7. Chiều dài rễ (CDR) (mm/cây) . 49
2.3.8. Phần trăm chất khô (% CK) . 49
2.3.9. Diện tích lá (DTL) (cm2/cây) . 49
2.4. Phân tích thống kê . 49
2.5. Nơi thực hiện đề tài nghiên cứu của luận văn 49
3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 50
3.1. Kết quả . 50
3.1.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của CĐHSTTV lên sự tạo chồi đương quy Nhật Bản từ các nguồn vật liệu khác nhau 50
3.1.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nồng độ đường, vitamin và độ thông thoáng của hộp nuôi cây lên sự tăng trưởng của chồi cây đương quy Nhật Bản nuôi cấy in vitro và tác động lên cây con ex vitro . 58
3.1.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của thành phần khoáng và giá thể lên sự tăng trưởng của chồi cây đương quy Nhật Bản nuôi cấy in vitro quang tự dưỡng . 67
3.1.4. Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng và cường độ ánh sáng lên sự tăng trưởng của chồi cây đương quy Nhật Bản in vitro nuôi cấy quang tự dưỡng 80
3.2. Thảo luận . 95
iii
132
3.2.1. Ảnh hưởng của CĐHSTTV lên sự tạo chồi đương quy Nhật Bản từ các nguồn vật liệu khác nhau . 95
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ đường, vitamin và độ thông thoáng của hộp nuôi cây lên sự tăng trưởng của chồi cây đương quy Nhật Bản nuôi cấy in vitro và tác động lên cây con ex vitro 98
3.2.3. Ảnh hưởng của thành phần khoáng và giá thể lên sự tăng trưởng của chồi cây đương quy Nhật Bản nuôi cấy in vitro quang tự dưỡng . 102
3.2.4. Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng và cường độ ánh sáng lên sự tăng trưởng của chồi cây đương quy Nhật Bản in vitro nuôi cấy quang tự dưỡng . 108
4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ . 115
4.1. Kết luận 115
4.2. Đề nghị . 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 Tài liệu tiếng Việt . 116 Tài liệu tiếng Anh . 117
PHỤ LỤC