Thạc Sĩ Phát triển hệ thống tái sinh ở cây đậu xanh (Vigna radiata (L.) Wilczek) phục vụ chọn dòng chịu hạn

MỞ ĐẦU

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Cây đậu xanh Vigna radiata (L.) Wilczek là một loại cây đậu đỗ quan trọng của nền nông nghiệp châu Á. Cây đậu xanh chủ yếu được trồng lấy hạt để chế biến thức ăn như giá đỗ, chè đậu xanh, dịch cốt đậu xanh, bánh đậu xanh Không chỉ được coi như nguồn thức ăn mà hạt đậu xanh còn được coi như một thứ dược liệu có tác dụng giải độc thanh nhiệt, bớt sưng phù, điều hoà ngũ tạng chữa bệnh cho con người. Hạt đậu xanh là một mặt hàng nông sản xuất khẩu có giá trị. Ngoài ra, sản phẩm phụ của cây đậu xanh còn được dùng làm thức ăn cho gia súc. Trồng cây đậu xanh còn có tác dụng chống xói mòn và cải tạo đất. Hạt đậu xanh chứa khoảng 25,98% protein, 1,3% lipit, 4,79% chất xơ,
62,12% hydratcacbon (trong đó có 51,8% tinh bột), các loại vitamin A, B1, B2, C và một số nguyên tố khoáng như: K, Na, Mg, P, Fe, Ca

Trên thế giới đậu xanh được trồng nhiều ở Ấn Độ, Thái Lan, Philippin, Myanma, Bangladesh, Srilanca với năng suất từ 18 – 20 tạ/ha.
Ở Việt Nam do nhiều nguyên nhân khác nhau nên từ trước tới nay đậu xanh được trồng chưa nhiều, chủ yếu là xen canh, luân canh tăng vụ. Chỉ trong thời gian gần đây đậu xanh mới được quan tâm phát triển. Chương trình chọn tạo giống đậu xanh ở nước ta hiện nay là hướng tới mục tiêu tạo giống đậu xanh có tiềm năng năng suất cao và ổn định, sinh trưởng mạnh, thời gian sinh trưởng ngắn, chín tập trung, chất lượng hạt cao, có khả năng chống chịu hạn, úng, sâu bệnh tốt và chịu thâm canh.

Trong công tác chọn giống cây trồng nói chung và chọn giống đậu xanh nói riêng các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp đột biến thực nghiệm (Chu Hoàng Mậu, 2001) [10] hoặc lai giống (Trần Đình Long và Lê Khả Tường, 1998) [8] để tạo nguồn biến dị làm nguyên liệu cho quá trình chọn lọc. Một trong các kỹ thuật được quan tâm ứng dụng vào chọn giống đậu xanh là sử dụng công nghệ tế bào thực vật và xây dựng hệ thống tái sinh phục vụ chuyển gen nhằm cải tiến, nâng cao khả năng chống chịu của cây đậu xanh (Jayanti Sen và Spra Guha Mukherjee (1998) [31], Ignacimuthu và Franklin (1999) [30], Renato và cs (1999, 2001) [41], [42], Mai Trường và cs (2001) [15], Sita và cs (2006) [43], Kaviraj và cs (2006) [33], Sonia và cs (2007) [44].

Những lý do trên đây là cơ sở để chúng tôi xây dựng đề tài cho luận văn thạc sĩ là: “Phát triển hệ thống tái sinh ở cây đậu xanh (Vigna radiata (L.) Wilczek) phục vụ chọn dòng chịu hạn và chuyển gen”


MỤC LỤC


Trang

Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục . iii
Những chữ viết tắt vi
Danh mục các bảng . vii
Danh mục các hình . viii
Mở đầu 1
Chương 1. Tổng quan tài liệu . 3

1.1. Sơ lược về cây đậu xanh . 3
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại 3
1.1.2. Tình hình sản xuất đậu xanh trên thế giới và ở Việt Nam . 4
1.2. Ứng dụng công nghệ tế bào thực vật trong cải tiến giống cây trồng 7
1.2.1. Cơ sở khoa học của nuôi cấy mô tế bào thực vật 7
1.2.1.1. Cơ sở tế bào học của kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật . 7
1.2.1.2. Ảnh hưởng của các chất điều tiết sinh trưởng đến quá trình nuôi cấy
mô tế bào thực vật . 8

1.2.2. Hệ thống nuôi cấy để chọn dòng . 10

1.2.3. Phương thức chọn dòng 12

1.2.4. Tái sinh cây . 13

1.3. Nghiên cứu chọn giống cây trồng bằng kỹ thuật chọn dòng soma và hệ
thống tái sinh ở thực vật và cây đậu xanh 15
1.3.1. Nghiên cứu chọn giống cây trồng bằng kỹ thuật chọn dòng tế bào soma 15
1.3.2. Nghiên cứu hệ thống tái sinh ở thực vật và ở cây đậu xanh 16

Chương 2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 18

2.1. Vật liệu nghiên cứu 18

2.1.1.Vật liệu thực vật . 18

2.1.2. Hoá chất và thiết bị 19


2.2. Phương pháp nghiên cứu 19

2.2.1. Nhóm phương pháp nuôi cấy in vitro 20

2.2.2. Phương pháp đánh giá khả năng chịu mất nước của mô sẹo 22
2.2.2.1. Phương pháp xử lý mô sẹo bằng thổi khô . 22
2.2.2.2. Chọn lọc mô sẹo sống sót sau khi xử lý bằng thổi khô và tái sinh cây . 22
2.2.2.3. Tạo cây hoàn chỉnh từ mô sẹo chọn lọc 23
2.2.2.4. Phương pháp ra cây 23

2.2.3. Phương pháp tạo đa chồi từ mắt lá mầm 24

2.2.4. Phương pháp xử lý kết quả và tính toán số liệu . 24

Chương 3. Kết quả và thảo luận 26

3.1. Hệ thống tái sinh cây đậu xanh từ mô sẹo 26

3.1.1. Ảnh hưởng nồng độ các chất đến kết quả khử trùng hạt 26

3.1.2. Ảnh hưởng của các chất 2.4D, BAP,GA3, NAA đến khả năng tạo
mô sẹo và tái sinh cây từ mô sẹo . 26
3.1.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ 2,4 D đến khả năng tạo mô sẹo từ phôi đậu xanh 26
3.1.2.2. Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh cây từ mô sẹo phôi đậu xanh . 31
3.1.2.3. Ảnh hưởng của GA3 đến khả năng kéo dài chồi của đậu xanh . 34
3.1.2.4. Ảnh hưởng của α-NAA đến khả năng ra rễ và tạo cây hoàn chỉnh . 35

3.1.3. Nhận xét về môi trường nuôi cấy mô cây đậu xanh 37

3.2. Độ mất nước và khả năng chịu mất nước của mô sẹo phôi đậu xanh
các giống nghiên cứu 37

3.2.1.Mức độ mất nước của mô sẹo phôi đậu xanh của các giống nghiên cứu . 37

3.2.2. Khả năng chịu mất nước của mô sẹo phôi đậu xanh sau khi xử lý bằng
thổi khô . 39

3.2.3. Nhận xét về khả năng chịu mất nước của mô sẹo sau khi xử lý bằng
thổi khô của các giống đậu xanh nghiên cứu 42

3.3. Kết quả tái sinh cây đậu xanh từ mắt lá mầm 43

3.3.1.Môi trường nảy mầm của hạt . 43

3.3.2. Môi trường tạo đa chồi 43

3.3.3. Môi trường kéo dài chồi 45


3.3.4. Môi trường ra rễ . 46

3.3.5. Ra cây và chế độ chăm sóc 46
3.3.6. Nhận xét về môi trường tái sinh từ mắt lá mầm 47

Kết luận và đề nghị . 48
Công trình công bố liên quan đến luận văn . 49
Tài liệu tham khảo 50


NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT



2,4D 2,4-Dichlorphenoxyacetic acid (Axit 2,4-Dichlorphenoxyacetic) ADN Axit deoxyribonucleic (Deoxiribonucleic acid)
ASTT áp suất thẩm thấu

BAP 6 - Benzyl Amino Purin cs Cộng sự
đvms đơn vị mô sẹo

MS Murashige – Skoog

α-NAA Naphthyl acetic acid (Axit naphthyl acetic) IAA Axit ß – indol axetic


DANH MỤC CÁC BẢNG




Bảng
Tên bảng
Trang

2.1
Đặc điểm các giống đậu xanh nghiên cứu
18

3.1
Khả năng tạo mô sẹo của các giống đậu xanh (%)
27

3.2
Hình dạng mô sẹo của các giống đậu xanh
28

3.3
Tốc độ sinh trưởng mô sẹo của các giống đậu xanh
29

3.4
Ảnh hưởng của nồng độ BAP đến khả năng tái sinh cây từ mô sẹo phôi đậu xanh (%)

32

3.5
Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tạo chồi ở đậu xanh
33

3.6 Ảnh hưởng củ α-NAA tới khả năng ra rễ của cây tái sinh từ mô sẹo phôi đậu xanh

36

3.7 Độ mất nước của mô sẹo phôi đậu xanh sau khi xử lý bằng thổi khô (%)

38

3.8
Tỷ lệ sống sót (%) của mô sẹo phôi đậu xanh sau thổi khô

1 tuần nuôi phục hồi

39

3.9 Khả năng tái sinh cây từ mô sẹo phôi đậu xanh sống sót sau khi xử lý bằng thổi khô

41

3.10
Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tạo đa chồi ở đậu xanh
44




DANH MỤC CÁC HÌNH




Hình Tên hình Trang
2.1 Sơ đồ thí nghiệm tổng quát 19
3.1 Ảnh mô sẹo phôi đậu xanh nuôi cấy trên môi trường có bổ sung 2,4D 31
3.2

3.3

3.4

3.5 Hình ảnh tái sinh đậu xanh trên môi trường bổ sung 3mg/l BAP 34
Hình ảnh kéo dài chồi đậu xanh trên môi trường bổ sung GA3 35
Hình ảnh cây đậu xanh ra rễ trên môi trường bổ sung 0,3mg/l α-NAA 36
Độ mất nước của mô sẹo phôi đậu xanh sau xử lý bằng thổi khô 38
3.6 Tỷ lệ sống sót (%) của mô sẹo phôi đậu xanh sau thổi khô và nuôi phục hồi trên môi trường tái sinh

40
3.7 Khả năng tái sinh cây của các mô sẹo phôi đậu xanh sống sót sau khi xử lý bằng thổi khô

41
3.8 Tái sinh mô sẹo sau khi xử lý bằng thổi khô 42
3.9 Hạt đậu xanh nảy mầm sau 3 ngày (A, B), hạt đậu xanh được tách ra để tạo đa chồi (C, D)

43
3.10 Hình ảnh tạo đa chồi từ mắt lá mầm 45
3.11 Hình ảnh kéo dài chồi đậu xanh trên môi trường bổ sung GA3 46
3.12 Hình ảnh cây đậu xanh ra rễ trên môi trường bổ sung 0,3mg/l α- NAA 46
3.13 Cây đậu xanh tái sinh được trồng trong chậu. 47