NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT KÍCH THÍCH SINH TRƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG VI NHÂN GIỐNG CÂY HÔNG (Paulownia fortunei Hemsl.) Nguyễn Hữu Thuần Anh Hoàng Văn Hạnh, Trương Thị Bích Phượng Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế I ĐẶT VẤN ĐỀ Cây hông (Paulownia fortunei Hemsl.) loại gỗ lâm nghiệp có nhiều giá trị kinh tế cao Do có nhiều ưu điểm, hơng đưa vào chương trình trồng rừng [1, 4] Hơng nhân giống từ hạt từ đoạn rễ, nhiên với phương pháp thường cho hiệu khơng cao [1, 5, 6] Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu giống áp dụng tiến công nghệ sinh học vào chương trình trồng triệu rừng, việc đưa hơng vào nhân giống phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật cần thiết [2, 3] Xuất phát từ sở trên, tiến hành nghiên cứu đề tài II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu hông (Paulownia fortunei Hemsl.) Các bước tiến hành thí nghiệm: Chuẩn bị khử trùng mẫu; ni cấy ban đầu (cấy gây); nhân chồi; tái sinh chồi từ callus, cuống lá, phiến lá; tạo rễ hoàn chỉnh; thu xử lý số liệu Điều kiện nuôi cấy: mẫu vật nuôi cấy chai thủy tinh đặt phịng ni có nhiệt độ 25-270C, cường độ ánh sáng 2000-3000 lux, thời gian chiếu sáng 8-10 giờ/ngày III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Nuôi cấy ban đầu (cấy gây) 3.1.1 Ảnh hưởng BAP đến khả tái sinh chồi Các đỉnh sinh trưởng đoạn thân hông sau khử trùng cấy lên môi trường MS bản, bổ sung chất điều hòa sinh trưởng BAP nồng độ từ 1,0-4,0 mg/l Sau tuần nuôi cấy thu kết sau: 63 Bảng 1: Ảnh hưởng BAP đến khả tái sinh chồi BAP Số mẫu Số mô sống Số chồi tạo Số Số trung (mg/l) cấy sót thành chồi/mơ bình/chồi 1,0 31 20,00 ± 0,33 17,00 ± 0,88 0,85± 0,03 2,00 ± 0,33 64 1,5 30 21,00 ± 0,33 20,00 ± 0,33 0,95± 0,03 2,00 ± 0,33 2,0 25 20,00 ± 1,15 18,00 ± 0,33 30,00 ± 0,58 28,00 ± 0,88 3,28 ± 4,00 ± 1,20 1,50 ± 4,00 ± 0,88 1,56 ± 4,00 ± 0,08 4,0 27 59,00 ± 0,33 0,58 0,12 3,0 18,00 ± 0,88 104,00 ± 0,88 6,00 ± 0,14 26 26,00 ± 1,45 4,00 ± 0,20 2,5 30 0,58 Mơi trường có nồng độ BAP 2,0 mg/l, chồi tái sinh sinh trưởng tốt nhất, ngồi cịn có tạo thành callus mức trung bình; hệ số nhân chồi giai đoạn cấy gây cao nhất, đạt trung bình 4,00  0,20 chồi/mô Chồi tạo thành sinh trưởng tốt, số trung bình khoảng lá/chồiï, phát triển tốt Chiều cao trung bình chồi tạo thành đạt khoảng  0,58 cm, cao nhiều so với chồi cấy gây môi trường bổ sung nồng độ BAP khác Các cơng thức mơi trường cịn lại kích tạo callus mạnh tạo chồi 3.1.2 Ảnh hưởng BAP NAA đến khả tái sinh chồi: 65 Các đỉnh sinh trưởng đoạn thân hông sau khử trùng cấy lên môi trường MS bản, bổ sung BAP nồng độ 2,0 mg/l NAA từ 0,0-0,2 mg/l Kết thu sau tuần ni cấy sau: Mơi trường có bổ sung 2,0 mg/l BAP 0,1 mg/l NAA cho hệ số nhân chồi cao đạt 5,68 chồi/mơ Cùng với q trình tạo chồi có q trình tạo callus, nhiên callus phát triển Số trung bình/chồi nhiều nhất, đạt /chồi, chiều dài trung bình Tái sinh chồi chồi tạo thành khoảng cm Mơi trường có bổ sung 2,0 mg/l BAP trênBAP vàmg/l môi trường MS bổ sung 2,0 mg/l 0,1 0,1 mg/l NAA NAA mơi trường thích hợp để ni cấy ban đầu mô hông Bảng 2: Ảnh hưởng BAP NAA đến khả tái sinh chồi Chất KTST Số mẫu cấy Số (mg/l ) 2,0 2,0 ĐST 26 thành nhân chồi 26,00 ± 104,00 ± 4,00 ± 6,00 ± 0,88 0,15 0,88 22,00 ± 125,00 ± 5,68 ± 8,00 ± ĐTL Hệ số chồi NAA Số chồi tạo 1,20 BAP Số mơ tạo trung bình/chồi (mg/l) 0,0 0,1 22 66 0,58 0,2 18 0,17 0,58 18,00 ± 38,00 ± 2,11± 6,00 ± 0,67 2,0 0,88 1,33 0,07 1,53 Ghi chú: ĐST: đỉnh sinh trưởng; ĐTL: đoạn thân có mắt 3.2 Nhân chồi : Ảnh hưởng BAP NAA đến hệ số nhân chồi Đỉnh sinh trưởng đoạn thân in vitro cấy môi trường MS bản, bổ sung BAP nồng độ từ 2,07,0 mg/l NAA từ 0,1-0,2 mg/l Kết sau tuần nuôi cấy sau: Ở môi trường có bổ sung NAA với nồng độ 0,2 mg/l kích thích q trình tạo rễ mơ ni cấy Trong bổ sung 0,1 mg/l NAA khơng có q trình tạo rễ mơ ni cấy Mơi trường CPX5 mơi trường thích hợp để nhân chồi Hệ số nhân chồi môi trường cao nhất, đạt 5,76 ± 0,15 chồi/mơ Lá phát triển tốt, trung bình đạt ± 0,67 lá/chồi Chiều dài trung bình chồi tạo thành khoảng cm Trên môi trường CPX5 CPX7, ngồi chồi cịn có tạo thành callus gốc mẫu cấy Callus có màu Nhân chồi môi trường MS bổ sung 5,0 mg/l BAP 0,1 mg/l NAA xanh rắn, số có màu trắng ngà, xốp Sau tuần nuôi cấy, tất 67 callus quan sát thấy có xuất chồi Số chồi trung bình hình thành khối callus mơi trường CPX7 (5 chồi/mô) nhiều so với môi trường CPX5 (3 chồi/mô) Bảng 3: Ảnh hưởng BAP NAA đến khả nhân chồi Chất KTST Môi Số BAP trường (mg/l ) CPX1 CPX2 CPX3 CPX4 CPX5 2,0 2,0 3,0 3,0 5,0 NAA cấy Số mô tạo Số chồi tạo Hệ số Số trung chồi thành nhân chồi bình/chồi 42,00 ± 152,00 ± 3,62 ± 6,00 ± 0,88 mẫu 1,15 0,06 0,58 22,00 ± 32,00 ± 1,20 1,45± 4,00 ± 0,06 0,88 1,32 ± 4,00 ± 0,02 0,58 1,18 ± 4,00 ± 0,10 1,20 5,76 ± 8,00 ± (mg/l) 0,1 0,2 0,1 0,2 0,1 43 22 0,58 26 25,00 ± 33,00 ± 0,33 0,33 23 22,00 ± 26,00 ± 0,67 1,53 51 50,00 ± 68 288,00 ± 1,20 CPX6 CPX7 CPX8 5,0 7,0 7,0 0,2 0,1 0,2 20 0,88 0,15 0,67 18,00 ± 65,00 ± 0,88 3,60 ± 6,00 ± 0,03 0,88 0,33 36 159,00 ± 4,97 ± 6,00 ± 1,15 20 32,00 ± 0,58 0,17 0,88 18,00 ± 59,00 ± 0,88 3,28 ± 4,00 ± 0,17 0,33 0,67 3.3 Tái sinh chồi từ cuống phiến Sử dụng mảnh cắt phiến (1cm x 1cm) cuống (1cm) in vitro cấy lên môi trường dinh dưỡng MS, bổ sung BAP từ 5,0-10,0 mg/l 0,1 mg/l NAA Kết sau tuần nuôi cấy sau: Bảng Ảnh hưởng BAP NAA đến khả tái sinh chồi từ phiến cuống 69 Khả phân hóa Khả phân hóa phiến cuống Chất KTST BAP (mg/l) NAA (mg/l) Chồi Callus Rễ Chồi Callus Rễ 5,0 0,1 - + - - + - 7,0 0,1 - ++ - + ++ - 10,0 0,1 + +++ - ++++ +++ - Sau tuần cấy mảnh cấy cong lên chứng tỏ có phản ứng với môi trường Sau 2-3 tuần nuôi cấy xuất callus Sau tuần ni cấy, mơi trường có bổ sung 10,0 mg/l BAP 0,1 mg/l NAA cho khả tái sinh chồi từ phiến tốt nhất, chồi phát triển tốt, chồi cao đạt khoảng cm nhiên kích thước nhỏ, màu xanh nhạt Đối với cuống lá, có mơi trường bổ sung 10,0 mg/l BAP 0,1 mg/l NAA kích thích tạo chồi, chồi có kích thước nhỏ (đạt chiều cao khoảng 0,51,0 cm) phát triển Tái sinh chồi từ phiến môi trường bổ sung 10,0 mg/l BAP 0,1 mg/l 3.4 Tạo hoàn chỉnh Ảnh hưởng NAA đến khả tạo rễ chồi 70 Chồi in vitro cấy lên môi trường dinh dưỡng có bổ sung NAA nồng độ từ 0,1-1,0 mg/l Kết sau tuần nuôi cấy sau: Bảng 5: Ảnh hưởng NAA lên khả tạo rễ NAA Số mẫu Số chồi Chiều cao Số trung (mg/l) cấy tạo rễ (cm) bình/cây 0,1 20 20 4,00 ± 0,33 6,00 ± 0,58 6,00 ± 0,33 0,3 20 20 5,00 ± 0,33 6,00 ± 0,33 8,00 ± 0, 67 0,5 20 20 12,00 ± 0,58 15,00 ± 10,00 ± 0,67 Số rễ/cây 0,88 0,7 20 20 12,00 ± 0,33 10,00 ± 10,00 ± 0,33 0,58 1,0 20 20 15,00 ± 0,67 10,00 ± 10,00 ± 0,33 0,33 Nồng độ NAA từ 0,1-1,0 mg/l có hình thành rễ khoảng 20% tổng số mẫu cấy có tượng đẻ nhánh, hình thành chồi từ nách với số lượng khoảng chồi nách/cây Ở cơng thức mơi trường có 1,0 mg/l NAA, chiều cao đạt 10 cm, có kích thước lớn, màu xanh đậm, đường kính thân lớn 71 so với cơng thức mơi trường cịn lại Rễ phát triển tốt với số lượng rễ nhiều (trung bình 15 rễ/cây), chiều dài rễ khoảng 10-12 cm Như vậy, môi trường bổ sung 1,0 mg/l NAA cho kết tạo rễ tốt IV KẾT LUẬN Môi trường MS bổ sung 2,0 mg/l BAP 0,1 mg/l NAA mơi trường thích hợp để ni cấy ban đầu mơ hơng Tạo rễ hồn chỉnh môi trường bổ sung 1,0 mg/l NAA cho hệ số nhân chồi đạt 5,68 chồi/mô Môi trường MS bổ sung 5,0 mg/l BAP 0,1 mg/l NAA theo thí nghiệm chúng tơi mơi trường thích hợp để nhân chồi in vitro, cho hệ số nhân chồi đạt 5,76 chồi/mô Môi trường MS bổ sung 10,0 mg/l BAP 0,1 mg/l NAA thích hợp cho tái sinh chồi từ phiến Môi trường bổ sung 1,0 mg/l NAA thích hợp cho tạo rễ hồn chỉnh từ chồi in vitro TÀI LIỆU THAM KHẢO Thái Xuân Du, Đoàn Thị Aïi Thuyền, Vũ Ngọc Phượng, Nguyễn Thị Quỳnh, Bùi Minh Trí Sổ tay trồng trọt chăm sóc Paulownia Phịng cơng nghệ tế bào thực vật Viện sinh học nhiệt đới, thành phố Hồ Chí Minh (1999) Nguyễn Hồng Lộc Giáo trình thực hành ni cấy mô tế bào thực vật 72 Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Huế (1994) Nguyễn Hồng Lộc Giáo trình ni cấy mơ tế bào thực vật Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Huế (1998) Trịnh Hiền Mai Cây gỗ hông, nguyên liệu để sản xuất bột giấy giấy Tạp chí Nông nghiệp Phát triển nông thôn, số 4: (2003) 483-484 Burger DW., Liu L., Wu L Rapid Micropropagation of Paulownia tomentosa Hort Science, Vol.20 (1985) 760-761 Marcotrigiano M., Stimart DP In vitro organogenesis and shoot proliferation of Paulownia tomemtosa Steud (empress tree) Plant Science Letters 31 (1983) 303-310 TĨM TẮT Hơng thân gỗ có nhiều giá trị, đưa vào chương trình trồng rừng Nhà nước Nghiên cứu nhân nhanh hông phương pháp nuôi cấy mô tế bào phương pháp hữu hiệu ưu tiên sử dụng nay, nhằm cung cấp giống đồng với số lượng lớn thời gian ngắn Đề tài tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ chất kích thích sinh trưởng đến khả tái sinh mô hông điều kiện nuôi cấy in vitro Nguyên liệu sử dụng đoạn thân có mắt lá, đỉnh sinh trưởng, mảnh callus Qua nghiên cứu, chúng tơi tìm mơ trường ni cấy với nồng độ chất kích thích sinh trưởng thích hợp, cho khả tái sinh nhân chồi với hệ số nhân chồi lớn, bước đầu tái sinh thành hoàn chỉnh điều kiện in vitro 73 THE EFFECT OF CONCENTRATIONS OF PLANT GROWTH REGULATORS ON MICROPROPAGATION OF PAULOWNIA (PAULOWNIA FORTUNEI HEMSL.) BY TISSUE CULTURE Nguyen Huu Thuan Anh Hoang Van Hanh, Truong Thi Bich Phuong College of Sciences, Hue University SUMMARY Paulownia (Paulownia fortunei Hemsl.) is one of the valuable wood trees, which has been included in the government’s afforestation programme In vitro propagation of this tree is the most efficient and preferable method providing a large number of homologous seed-bearing plants in a short time The project studies the effect of various plant growth regulators on tissue regeneration capability of Paulownia in vitro condition The materials are segments of trunk containing punctum vegetationis, body segment, petiole and lamina We are successful in finding the optimal concentrations of the plant growth regulator in culture media which give comparatively high ratio of tissue regeneration and shoot propagation 74 75 ... ảnh hưởng nồng độ chất kích thích sinh trưởng đến khả tái sinh mô hông điều kiện nuôi cấy in vitro Nguyên liệu sử dụng đoạn thân có mắt lá, đỉnh sinh trưởng, mảnh callus Qua nghiên cứu, chúng... thực vật 72 Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Huế (1994) Nguyễn Hồng Lộc Giáo trình ni cấy mơ tế bào thực vật Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Huế (1998) Trịnh Hiền Mai Cây gỗ hông, nguyên... tìm mơ trường ni cấy với nồng độ chất kích thích sinh trưởng thích hợp, cho khả tái sinh nhân chồi với hệ số nhân chồi lớn, bước đầu tái sinh thành hoàn chỉnh điều kiện in vitro 73 THE EFFECT OF