Báo Cáo Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ tiên tiến của Hà Lan trong chọn, tạo, nhân giống và điều khiển ra hoa

BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
Năm 2011

MỤC LỤC ( Báo cáo dài 229 trang)


PHẦN I: MỞ ĐẦU . 1
I. Đặt vấn đề 1
II. Mục tiêu của đề tài 2
2.1. Mục tiêu chung 2
2.2. Mục tiêu cụ thể 2
III. Cách tiếp cận . 2


PHẦN II. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, NGHIÊN CỨU HOA LILIUM. . 3
I. Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm cây hoa Lilium . 3
1.1. Nguồn gốc . 3
1.2. Phân loại 3
1.3. Đặc điểm thực vật học của cây hoa Lilium . 4
1.3.1. Đặc điểm hình thái 4
1.3.2. Yêu cầu ngoại cảnh . 6
1.3.3. Các loại sâu bệnh hại hoa Lilium 7
II. Tình hình sản xuất hoa Lilium trên thế giới và ở Việt Nam . 7
2.1. Tình hình sản xuất hoa Lilium trên thế giới 7
2.1.1. Sản xuất củ giống 7
2.1.2. Sản xuất hoa cắt cành 8
2.2. Tình hình sản xuất hoa Lilium ở Việt Nam 9
2.2.1. Tình hình sản xuất hoa lily ở Việt Nam 9
2.2.2. Tình hình sản xuất hoa loa kèn ở Việt Nam 9
III. Các kết quả nghiên cứu về cây hoa Lilium trên thế giới . 10
3.1. Kết quả nghiên cứu về các phương pháp, kỹ thuật chọn, tạo giống hoa Lilium 10
3.1.1. Các phương pháp thụ phấn 10
3.1.2. Các phương pháp cứu phôi 11
3.1.3. Kỹ thuật đa bội hóa . 12
3.1.4. Kỹ thuật chuyển gen 12
3.1.5. Phương pháp đánh giá đa đạng di truyền 12
3.1.6. Kết quả lai tạo giống hoa lily, loa kèn trên thế giới và ở Việt Nam . 13
3.2. Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật nhân giống hoa Lilium . 16
3.2.1. Nhân giống Lilium bằng nuôi cấy in vitro 16
3.2.2. Nhân giống bằng phương pháp gieo hạt . 18
3.2.3. Nhân giống hoa Lilium bằng vảy củ . 19
3.3. Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật điều khiển sinh trưởng cho cây hoa Lilium 20
3.3.1. Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng tới sinh trưởng và phát triển của hoa Lilium 20
3.3.2. Kết quả nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật điều khiển sinh trưởng cho cây hoa Lilium 22
IV. Các kết quả nghiên cứu về cây hoa Lilium ở Việt Nam . 25
4.1. Kết quả điều tra, thu thập tập đoàn giống hoa Lilium hoang dại 25
4.2. Kết quả nghiên cứu về khảo nghiệm, tuyển chọn và lai tạo giống hoa Lilium 25
4.2.1. Kết quả khảo nghiệm, tuyển chọn giống hoa Lilium 25
4.2.2. Kết quả lai tạo giống hoa Lilium ở Việt Nam . 26
4.3. Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật nhân giống và điều khiển sinh trưởng cho cây hoa Lilium 27
4.3.1. Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật nhân giống hoa Lilium . 27
4.3.2. Kết quả nghiên cứu về điều khiển sinh trưởng cho hoa Lilium 29


PHẦN III VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 30
I. Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu . 30
1.1. Vật liệu nghiên cứu . 30
1.1.1. Các giống lily, loa kèn thu thập trong nước và nhập nội từ Hà Lan . 30
1.1.2. Các hóa chất, nguyên vật liệu, dụng cụ . 30
1.2. Địa điểm nghiên cứu . 31
1.3. Thời gian nghiên cứu . 31
II. Nội dung nghiên cứu . 31
2.1. Nội dung của đối tác Hà Lan tham gia đề tài 31
2.2. Nội dung nghiên cứu trong nước . 31
2.2.1. Điều tra, thu thập, nhập nội nguồn gen Lilium trong nước 31
2.2.2. Khảo nghiệm và tuyển chọn giống hoa lily, loa kèn . 32
2.2.3. Đánh giá tính đa dạng di truyền nguồn gen Lilium và ứng dụng công nghệ sinh học của Hà Lan trong chọn, tạo giống hoa Lilium tại Việt
Nam .2
2.2.4. Ứng dụng công nghệ sinh học của Hà Lan trong nghiên cứu các phương pháp nhân giống Lilium bằng in vitro và in vivo (bằng vảy, hạt) . 32
2.2.5. Ứng dụng công nghệ của Hà Lan điều chỉnh ra hoa cây Lilium theo ý muốn ở Việt Nam 33
III. Phương pháp nghiên cứu . 34
3.1. Phương pháp điều tra, thu thập, nhập nội nguồn gen Lilium trong và ngoài nước . 34
3.2. Phương pháp khảo nghiệm và tuyển chọn giống hoa lily, loa kèn . 34
3.3. Phương pháp đánh giá tính đa dạng di truyền nguồn gen Lilium và ứng dụng công nghệ sinh học của Hà Lan trong chọn, tạo giống hoa Lilium tại Việt Nam . 36
3.3.1. Phương pháp đánh giá tính đa dạng di truyền nguồn gen Lilium thu thập được trong và ngoài nước 36
3.3.2. Phương pháp ứng dụng công nghệ sinh học của Hà Lan trong chọn, tạo giống hoa Lilium tại Việt Nam . 36
3.4. Phương pháp ứng dụng công nghệ sinh học của Hà Lan trong nghiên cứu các phương pháp nhân giống Lilium bằng in vitro và in vivo (bằng
vảy, hạt) . 42
3.4.1. Phương pháp nhân giống Lilium bằng in vitro . 42
3.4.2. Phương pháp nhân giống Lilium bằng tách vảy củ . 46
3.4.3. Phương pháp nhân giống Lilium bằng gieo hạt 48
3.5. Phương pháp ứng dụng công nghệ của Hà Lan điều chỉnh ra hoa cây Lilium theo ý muốn ở Việt Nam . 49
3.6. Phương pháp xây dựng mô hình nhân giống, sản xuất hoa Lilium từ nguồn chọn, tạo giống và mô hình áp dụng biện pháp kỹ thuật điều
chỉnh ra hoa cho Lilium tại Việt Nam . 51


PHẦN IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 52
A - KẾT QUẢ THỰC HIỆN PHÍA ĐỐI TÁC HÀ LAN . 52
B - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC 54
I. KẾT QUẢ ĐIỀU TRA, THU THẬP, NHẬP NỘI NGUỒN GEN LILIUM TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC . 54
1.1. Điều tra, thu thập nguồn gen Lilium trong nước . 54
1.2. Nhập nội nguồn gen Lilium từ Hà Lan . 55
II. KẾT QUẢ KHẢO NGHIỆM VÀ TUYỂN CHỌN GIỐNG HOA LILY, LOA KÈN 56
2.1. Kết quả khảo nghiệm và tuyển chọn giống hoa lily 56
2.1.1. Kết quả khảo nghiệm cơ bản giống hoa lily 56
2.1.2. Kết quả khảo nghiệm sản xuất giống hoa lily . 62
2.2. Kết quả khảo nghiệm và tuyển chọn giống hoa loa kèn . 67
2.2.1. Kết quả khảo nghiệm cơ bản giống hoa loa kèn . 67
2.2.2. Kết quả khảo nghiệm sản xuất giống hoa loa kèn Bright Tower 70
III. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN NGUỒN GEN
LILIUM VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC CỦA HÀ LAN
TRONG CHỌN, TẠO GIỐNG HOA LILIUM TẠI VIỆT NAM 73
3.1. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen Lilium . 73
3.1.1. Kết quả đánh giá đặc điểm hình thái của các mẫu giống hoa Lilium hoang dại . 73
3.1.2. Kết quả đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử các giống hoa Lilium thu thập và nhập nội 77
3.2. Kết quả ứng dụng công nghệ sinh học của Hà Lan trong chọn, tạo giống hoa Lilium tại Việt Nam 85
3.2.1. Nghiên cứu và xác định được ảnh hưởng của các yếu tố: nguồn vật liệu tạo giống, phương pháp thụ phấn (thụ phấn thông thường và thụ phấn cắt vòi nhụy), phương pháp cứu phôi (nuôi cấy lát cắt bầu nhụy, nuôi cấy túi phôi và phôi) đến sự tạo thành quả lai, hạt lai và củ lai trong ống
nghiệm . 85
3.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số môi trường tạo củ đến chất lượng của củ lai lily in vitro trong ống nghiệm 98
3.2.2. Chọn lọc, so sánh đánh giá con lai, dòng lai được tạo ra 100


IV. KẾT QUẢ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC CỦA HÀ LAN TRONG NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP NHÂN GIỐNG LILIUM BẰNG IN VITRO VÀ IN VIVO (BẰNG VẢY, BẰNG HẠT) 105
4.1. Kết quả nghiên cứu xây dựng Quy trình nhân giống hoa Lilium bằng in vitro 105
4.1.1. Kết quả nghiên cứu xây dựng Quy trình nhân giống hoa lily Manissa bằng nuôi cấy in vitro 105
4.1.2. Kết quả nghiên cứu xây dựng Quy trình nhân giống hoa loa kèn Bight Tower bằng nuôi cấy in vitro 111
4.2.1. Kết quả nghiên cứu xây dựng Quy trình nhân giống hoa lily (Belladonna, Manissa) bằng phương pháp tách vảy củ 116
4.2.2. Kết quả nghiên cứu xây dựng Quy trình nhân giống hoa loa kèn Bright Tower bằng phương pháp gieo hạt 132


V. KẾT QUẢ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CỦA HÀ LAN ĐIỀU CHỈNH RA HOA CÂY LILIUM THEO Ý MUỐN Ở VIỆT NAM 147
5.1. Mục đích 147
5.2. Lý do phải điều khiển (điều chỉnh) hoa lily nở theo ý muốn 147
5.3. Tóm tắt công nghệ của Hà Lan trong việc điều khiển hoa lily theo ý muốn 147
5.3.1. Kích thích lily nở hoa sớm hơn so với điều kiện bình thường 147
5.3.2. Kìm hãm lily nở hoa muộn hơn so với điều kiện bình thường . 147
5.4. Kết quả ứng dụng công nghệ của Hà Lan điều chỉnh hoa lily nở theo ý muốn ở Việt Nam 147
5.4.1. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật điều chỉnh nở hoa từ giai đoạn trồng-phân hóa hoa 147
5.4.2. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật điều chỉnh nở hoa từ giai đoạn phân hóa hoa - thu hoạch . 155


VI. KẾT QUẢ XÂY DỰNG MÔ HÌNH NHÂN GIỐNG, SẢN XUẤT HOA LILIUM TỪ NGUỒN CHỌN, TẠO GIỐNG VÀ MÔ HÌNH ÁP
DỤNG BIỆN PHÁP KỸ THUẬT ĐIỀU CHỈNH RA HOA CHO LILIUM TẠI VIỆT NAM . 158
6.1. Mô hình nhân giống từ nguồn giống nhập nội 158
6.2. Mô hình nhân giống từ nguồn giống tạo ra trong nước 160
6.2.1. Mô hình đánh giá sinh trưởng, phát triển của 2 con lai hoa lily tạo ra trong nước: L1 và L2 từ củ in vitro . 160
6.2.2. Mô hình đánh giá sinh trưởng, phát triển của 2 dòng lai hoa loa kèn tạo ra trong nước: LK4 và LK5 từ củ in vitro 161
6.3. Mô hình áp dụng kỹ thuật điều chỉnh ra hoa . 162
6.3.1. Mô hình trồng hoa lily tại Hà Nội, Bắc Ninh (5.000m2) . 162
6.3.2. Mô hình trồng hoa loa kèn: 10.000m2 tại Hà Nội, Bắc Ninh 164


VII. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ỨNG DỤNG VÀO SẢN XUẤT VÀ CÁC SẢN PHẨM KHÁC CỦA ĐỂ TÀI 165
A. KẾT QUẢ ỨNG DỤNG VÀO SẢN XUẤT 165
7.1. Kết quả ứng dụng triển khai 165
7.2. Hiệu quả do đề tài mang lại . 165
7.2.1. Hiệu quả về khoa học và công nghệ 165
7.2.2. Hiệu quả về kinh tế xã hội . 166
B. CÁC SẢN PHẨM KHÁC CỦA ĐỀ TÀI . 166
PHẦN V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 167
I. Kết luận . 167
1.1. Về khối lượng công việc và mục tiêu của đề tài . 167
1.2. Về các nội dung khoa học của đề tài . 167
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO


I. Đặt vấn đề
Hoa lily, loa kèn (chi Lilium) là một trong các loại hoa cắt cành đẹp, có giá trị kinh tế cao và được ưa chuộng trên thế giới.
Hiện nay, Hà Lan là nước sản xuất củ giống hoa Lilium nhiều nhất và cũng là nước có công nghệ tạo giống hoa lily, loa kèn tiên tiến nhất trên thế giới. Diện tích sản xuất củ giống hoa lily, loa kèn ở Hà Lan đang chiếm khoảng 65% trong tổng số diện tích sản xuất củ giống hoa trên toàn thế giới. Công tác chọn tạo giống hoa lily, loa kèn đã được tiến hành ở Hà Lan cách đây 35 năm. Nhờ ứng dụng công nghệ sinh học (cứu phôi, nuôi cấy mô tế bào) trong nghiên cứu, mỗi năm Hà Lan đã tạo ra hàng trăm giống lily mới có giá trị cao và đã trở thành nước đứng đầu thế giới về nghiên cứu - sản xuất - chuyển giao và thương mại đối với loại cây trồng này.
Ở Việt Nam, hoa Lilium đang được xếp vào nhóm hoa cao cấp và đang được tiêu dùng mạnh trong khoảng 5 năm trở lại đây (từ năm 2005-2010). Hiện tại, hoa Lilium đang được trồng rộng rãi ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam (Hà Nội, Bắc Ninh, Nam Định, Hải Phòng, Mộc Châu, Sơn La, Sa Pa .), một số tỉnh miền Trung (Thanh Hóa, Nghệ An .) và một số tỉnh miền Nam (Đà Lạt - Lâm Đồng) Nhu cầu tiêu dùng nội địa hàng năm của hoa Lilium vào khoảng 20 triệu cành, trong khi đó chúng ta mới chỉ sản xuất được 12 triệu cành; khối lượng còn lại chúng ta phải nhập khẩu từ các nước khác như Đài Loan, Trung Quốc, Hà Lan. Tuy nhiên, ngành sản xuất hoa Lilium ở nước ta cũng đang gặp phải khó khăn về nguồn giống, vì chúng ta chưa tự sản xuất được củ giống trong nước mà hầu hết củ giống hoa lily được trồng ở Việt Nam hiện nay đều phải nhập nội từ Hà Lan,
Trung Quốc với giá thành cao, biến động theo từng năm, do vậy hiệu quả sản xuất các giống hoa này chưa thực sự đạt được như mong muốn.
Mặt khác, công tác nghiên cứu về cây hoa lily, loa kèn ở Việt Nam mới chỉ được thực hiện trong vòng 10 năm trở lại đây tại một số cơ quan nghiên cứu như các Viện, Trung tâm, trường Đại học. Các thành tựu mà chúng ta đạt được trong lĩnh vực này cũng chưa nhiều, chủ yếu tập trung ở lĩnh vực tuyển chọn giống, nhân giống in vitro và in vivo. Công tác lai tạo giống hoa Lilium mới cũng mới chưa có kết quả đáng kể nào, chưa có giống hoa lily mới nào được tạo ra mang bản quyền Việt Nam. Vì vậy, để thúc đẩy công tác nghiên cứu về cây hoa Lilium tại Việt Nam đạt được kết quả, thì việc kế thừa và ứng dụng các kết quả nghiên cứu của Hà Lan trong nghiên cứu, chọn, tạo giống hoa Lilium là hướng đi rất đúng, phù hợp với điều kiện hiện tại củaViệt Nam. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trên, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã giao cho Viện Nghiên cứu Rau quả thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ tiên tiến của Hà Lan trong chọn, tạo, nhân giống và điều khiển ra
hoa chi Lilium (lily, loa kèn) ở Việt Nam” trong thời gian 3 năm, từ năm 2008 - 2010.

II. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu chung
Thông qua hợp tác với Hà Lan, tiếp thu, ứng dụng những thành tựu công nghệ sinh học tiên tiến trong chọn, tạo, nhân giống và điều khiển ra hoa cho hoa thuộc chi Lilium (lily, loa kèn) nhằm từng bước chủ động giống hoa và phát triển sản xuất hoa lily, loa kèn theo hướng hàng hoá tại Việt Nam.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Tạo được 1- 2 dòng triển vọng, chọn được 1-2 giống (công nhận sản xuất thử) hoa lily, loa kèn phù hợp với điều kiện sinh thái, khí hậu Việt Nam.
- Xây dựng được quy trình sản xuất củ giống hoa lily, loa kèn áp dụng trong điều kiện của Việt Nam.
- Xây dựng được quy trình kỹ thuật điều khiển ra hoa cho hoa lily, hoa loa kèn theo ý muốn, nâng cao hiệu quả trồng hoa lên gấp 1,5 - 2 lần so với trước đó.