Luận văn Nghiên cứu nhân giống các dòng keo lai năng suất cao BV376, BV586, BB055 bằng phương pháp nuôi cấy mô

Nội dung tài liệu: Luận văn Nghiên cứu nhân giống các dòng keo lai năng suất cao BV376, BV586, BB055 bằng phương pháp nuôi cấy mô

1. BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Văn Thu Huyền NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG CÁC DÒNG KEO LAI NĂNG SUẤT CAO BV376, BV586, BB055 BẰNG PHƢƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ LUẬN VĂN THẠC SĨ: SINH HỌC Hà Nội – 2021
2. BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Văn Thu Huyền NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG CÁC DÒNG KEO LAI NĂNG SUẤT CAO BV376, BV586, BB055 BẰNG PHƢƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ Chuyên ngành : Sinh học thực nghiệm Mã số : 8420114 LUẬN VĂN THẠC SĨ: SINH HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: Hƣớng dẫn 1: TS. Lê Sơn Hƣớng dẫn 2: TS. Đỗ Tiến Phát Hà Nội - 2021
3. Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ: “Nghiên cứu nhân giống các dòng Keo lai năng suất cao BV376, BV586, BB055 bằng phương pháp nuôi cấy mô” là do tôi thực hiện với sự hƣớng dẫn của TS. Lê Sơn và TS. Đỗ Tiến Phát. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là do tôi trực tiếp thu thập, đồng thời có kế thừa kết quả các đề tài ―Nghiên cứu chọn tạo giống Keo lai sinh trưởng nhanh bằng chỉ thị phân tử‖ và đề tài ―Nghiên cứu chọn tạo giống Keo lai và Keo lá tràm phục vụ trồng rừng gỗ lớn ở một số vùng sinh thái chính‖ do Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp – Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam chủ trì thực hiện. Mọi kết quả nghiên cứu cũng nhƣ ý tƣởng của các tác giả khác (nếu có) đều đƣợc trích dẫn cụ thể. Đề tài luận văn này cho đến nay chƣa đƣợc bảo vệ tại bất kỳ một hội đồng bảo vệ luận văn thạc sĩ nào cũng nhƣ chƣa đƣợc công bố trên bất kỳ phƣơng tiện nào. Tôi xin chịu trách nhiệm về những lời cam đoan trên. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả Văn Thu Huyền
4. Lời cảm ơn Sau khi hoàn thành các môn học trong chƣơng trình đào tạo thạc sĩ, đƣợc sự đồng ý của Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, tôi tiến hành khóa luận ―Nghiên cứu nhân giống các dòng Keo lai năng suất cao BV376, BV586, BB055 bằng phương pháp nuôi cấy mô’’. Khóa luận đƣợc thực hiện tại Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Đức Thắng – Bắc Từ Liêm - Hà Nội. Để hoàn thành khoá luận này tôi đƣợc sự quan tâm và giúp đỡ tận tình về nhiều mặt của Ban lãnh đạo, các cán bộ công nhân viên Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam cũng nhƣ cũng nhƣ cùng các thầy cô trực tiếp giảng dạy lớp BIO-19A khóa 2019A, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàm lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Qua đây tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới sự giúp đỡ và đóng góp vô cùng quý báu đó. Tôi cũng xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn đến TS. Đỗ Tiến Phát, TS. Lê Sơn đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến tất cả bạn bè đồng nghiệp và ngƣời thân đã giúp đỡ tôi có đƣợc bản luận văn này. Trong quá trình thực hiện, do năng lực và điều kiện nghiên cứu còn hạn chế nên khoá luận không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để khoá luận đƣợc hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Học viên thực hiện Văn Thu Huyền
5. Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt Viết tắt Nghĩa đầy đủ BAP 6- Benzyl Amino Purine HSNC Hệ số nhân chồi B5 Môi trƣờng Gamborg Ca(OCl)2 Canxi Hypoclorit GA3 Gibberellic Acid HgCl2 Clorua thuỷ ngân IAA Indol 3- Acetic Acid IBA Indol Butiric Acid Kn Kinetin MS* Môi trƣờng MS cải tiến NAA Naphthy Acetic Acid NaClO Hypoclorit Natri PVP Poly Vinyl Pyrrolidone Tb Trung bình TLBCHH Tỷ lệ bật chồi hữu hiệu TLCHH Tỷ lệ chồi hữu hiệu WPM Môi trƣờng cho cây thân gỗ
6. Danh mục các bảng Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm khử trùng Keo lai ............................................ 44 Bảng 3.2. Hiệu quả khử trùng của từng giống nghiên cứu ............................. 47 Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm xác định môi trƣờng nuôi cấy cơ bản ............. 49 Bảng 3.4. Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hƣởng của BAP và Kn ở nồng độ khác nhau đến khả năng nhân chồi Keo lai sau 25 ngày nuôi cấy .................. 51 Bảng 3.5. Ảnh hƣởng của tổ hợp BAP và NAA tới khả năng tạo cụm chồi Keo lai sau 25 ngày nuôi cấy .......................................................................... 53 Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm xác định chế độ chiếu sáng thích hợp cho nuôi cấy các dòng Keo lai sau 25 ngày cấy chuyển ................................................ 56 Bảng 3.7. Kết quả thí nghiệm xác định Phƣơng pháp cấy thích hợp .............. 57 Bảng 3.8. Kết quả thí nghiệm kích thích tạo rễ cho các dòng Keo lai dòng BV376, BV586 và BB055............................................................................... 59 Bảng 3.9. Kết quả thí nghiệm huấn luyện cây con Keo lai ............................. 62 Bảng 3.10. Kết quả thí nghiệm các loại giá thể cho cây con Keo lai ............. 64
7. Danh mục các hình vẽ, đồ thị Hình 1.1. Quá trình phân hoá và phản phân hoá tế bào .................................. 18 Hình 3.1. Chồi bất định Keo lai sau 25 ngày khử trùng ................................. 48 Hình 3.2. Cụm chồi Keo lai dòng BB055 sau 25 ngày nuôi cấy trong các môi trƣờng nhân chồi khác nhau ........................................................................... 50 Hình 3.3. Các cụm chồi Keo lai đƣợc nuôi cấy trong các công thức môi trƣờng nhân chồi khác nhau ............................................................................ 52 Hình 3.4. Các chồi Keo lai dòng BV568 sau 25 ngày nuôi cấy trong các công thức thí nghiệm khác nhau. ............................................................................. 54 Hình 3.5. Cụm chồi Keo lai sau các giai đoạn nuôi cấy: cụm chồi ban đầu, cụm chồi sau nuôi cấy lần 1 và cụm chồi trong môi trƣờng tối ƣu ................ 58 Hình 3.6. Các chồi Keo lai dòng BB055 ra rễ trong môi trƣờng có bổ sung IBA và NAA .................................................................................................... 60 Hình 3.7. Các chồi Keo lai dòng BV376 ra rễ sau 10 ngày ........................... 61 Hình 3.8. Bình ra rễ Keo lai ............................................................................ 61 Hình 3.9. Cây con Keo đã ra rễ đƣợc cấy vào bầu đất .................................... 63 Hình 3.10. Luống cây con Keo lai tại vƣờn ƣơm ........................................... 65
8. 1 MỤC LỤC MỤC LỤC ..................................................................................................... 1 MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 4 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................ 6 1.1. Ứng dụng nuôi cấy mô tế bào thực vật trong nhân giống cây rừng ...... 6 1.1.1. Trên thế giới ........................................................................................ 6 1.1.2. Nhân giống bằng phƣơng pháp nuôi cấy mô cho các giống cây rừng ở Việt Nam .................................................................................................. 12 1.2. Khái niệm và cơ sở khoa học của phƣơng pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật ........................................................................................................ 15 1.2.1. Khái niệm .......................................................................................... 15 1.2.2. Cơ sở khoa học của phƣơng pháp nuôi cấy mô tế bào ..................... 17 1.2.2.1. Tính toàn năng của tế bào thực vật ................................................ 17 1.2.2.2. Sự phân hoá và phản phân hoá của tế bào ..................................... 17 1.3. Các nhân tố ảnh hƣởng tới nhân giống bằng nuôi cấy mô tế bào ........ 19 1.3.1. Môi trƣờng nuôi cấy ......................................................................... 19 1.3.1.1. Môi trƣờng hóa học ........................................................................ 19 1.3.1.2. Môi trƣờng vật lý ........................................................................... 22 1.3.2. Vật liệu nuôi cấy ............................................................................... 23 1.3.3. Điều kiện vô trùng ............................................................................. 23 1.3.4. Buồng nuôi cấy ................................................................................. 24 1.4. Những vấn đề trong nhân giống in vitro .............................................. 25 1.4.1. Sự nhiễm mẫu ................................................................................... 25 1.4.2. Tính bất định về mặt di truyền .......................................................... 25 1.4.3. Sản sinh chất độc từ mẫu nuôi cấy .................................................... 25 1.4.4. Hiện tƣợng thủy tinh hóa .................................................................. 26 1.5. Các giai đoạn chính trong quá trình nhân giống .................................. 27 1.5.1. Giai đoạn chuẩn bị ............................................................................ 27 1.5.2. Giai đoạn cấy khởi động ................................................................... 27 1.5.3. Giai đoạn nhân nhanh ....................................................................... 28
9. 2 1.5.4. Tạo cây hoàn chỉnh (ra rễ) ................................................................ 28 1.5.5. Đƣa cây ra môi trƣờng tự nhiên ........................................................ 29 1.6. Một số kết quả nổi bật về chọn giống Keo lai và trồng rừng Keo lai ở nƣớc ta ......................................................................................................... 30 1.7. Nghiên cứu về nhân giống in vitro các loài keo .................................. 31 1.7.1. Trên thế giới ...................................................................................... 31 1.7.2. Ở Việt Nam ....................................................................................... 34 CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 36 2.1. VẬT LIỆU nghiên cứu......................................................................... 36 2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 36 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................... 37 2.3.1. Địa điểm, điều kiện bố trí thí nghiệm ............................................... 37 2.3.2. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm.......................................................... 37 2.3.3. Xử lý số liệu ...................................................................................... 41 2.3.3.1. Tính toán các chỉ tiêu theo dõi ....................................................... 41 2.3.3.2. Kiểm tra ảnh hƣởng của các nhân tố đến kết quả thí nghiệm ........ 42 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 44 3.1. Xác định Phƣơng pháp khử trùng mẫu thích hợp cho các dòng Keo lai nghiên cứu ................................................................................................... 44 3.2. Xác định môi trƣờng nuôi cấy cơ bản cho Keo lai .............................. 48 3.3. Xác định môi trƣờng nhân nhanh số lƣợng chồi Keo lai ..................... 50 3.4. Xác định môi trƣờng nâng cao chất lƣợng chồi cho Keo lai ............... 52 3.5. Tối ƣu hóa phƣơng pháp nuôi cấy và chế độ chiếu sáng ..................... 55 3.5.1. Xác định chế độ chiếu sáng thích hợp .............................................. 55 3.5.2. Xác định phƣơng pháp cấy thích hợp cho các dòng Keo lai ............ 56 3.6. Xác định môi trƣờng ra rễ cho Keo lai ................................................ 58 3.7. Xác định thời gian huấn luyện cây thích hợp ...................................... 62 3.8. Xác định loại giá thể phù hợp cho Keo lai nuôi cấy mô ...................... 63 3.9. Xây dựng quy trình nhân giống cho các dòng Keo lai nghiên cứu ..... 65 3.9.1. Mục tiêu quy trình ............................................................................. 66
10. 3 3.9.2. Phạm vi áp dụng ................................................................................ 66 3.9.3. Điều kiện cần thiết để áp dụng quy trình .......................................... 66 3.9.3.1. Điều kiện khí hậu ........................................................................... 66 3.9.3.2. Nguồn giống ................................................................................... 66 3.9.3.3. Điều kiện nhân lực ......................................................................... 66 3.9.3.4. Cơ sở vật chất ................................................................................. 66 3.9.4. Nội dung quy trình ............................................................................ 67 3.9.4.1. Khử trùng mẫu ............................................................................... 67 3.9.4.2. Nhân tạo mẫu ................................................................................. 67 3.9.4.3. Nhân nhanh .................................................................................... 68 3.9.4.4. Nâng cao chất lƣợng chồi .............................................................. 68 3.9.4.5. Cho ra rễ ......................................................................................... 68 3.9.4.6. Huấn luyện cây ............................................................................... 68 3.9.4.7. Ra ngôi và cấy cây vào bầu đất: ..................................................... 69 CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 70 4.1. Kết luận ................................................................................................ 70 4.2. Kiến nghị .............................................................................................. 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 72 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 78