I.ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1.Mở đầu
Cây cà chua xuất hiện trên trái đất từ thế kỉ XVI nhưng phải đến hai thế kỉ
sau, quả cà chua mới chiếm một vị trí khiêm tốn trong các bữa ăn thường ngày và
chỉ hơn 150 năm nay cà chua mới trở thành loại rau ăn quả được sử dụng rộng rãi.
Cà chua là nguồn cung cấp đường, vitamin A, vitamin C, những nghiên cứu gần
đây cho thấy ở cà chua có các axit hữu cơ, axit pcoumaric, axit cholorogennic có
tác dụng ngăn ngừa bệnh ung thư. Ngoài ra cà chua chứa nhiều khoáng chất và các
nguyên tố vi lượng như kali, magie, sắt, kẽm và flo tăng thêm sự trẻ trung cho cơ
thể. Vì vậy, cây cà chua đang được trồng ngày càng rộng rãi trên thế giới và ở Việt
Nam.
1.1.1.Những nghiên cứu nước ngoài về việc sản xuất giống và thâm canh cà chua.
a. Tình hình sản xuất giống cà chua trên thế giới.
Lịch sử công tác chọn tạo giống cà chua trên thế giới bắt đầu ở Châu Âu
với những tiến bộ ban đầu về dòng, giống. Năm 1860 những giống cà chua
mới đã được giới thiệu ở Mỹ. Năm 1863, có 23 giống cà chua được giới thiệu,
trong đó giống Trophy được coi là giống có chất lượng tốt nhất ở thời kì đó.
Nhìn chung hiện nay hướng chọn tạo giống cà chua trên thế giới phụ thuộc vào
điều kiện khí hậu đất đai của từng vùng, kỹ thuật canh tác hay nhu cầu chế biến,
ăn tươi mà xác định sự đa dạng trong công tác chọn tạo loại cây trồng này.
Trung tâm Nghiên cứu và phát triển rau Châu Á (AVRDC) từ những
ngày đầu thành lập (1972) đã bắt đầu chương trình chọn tạo, nhằm tăng cường
khả năng thích ứng của cà chua với vùng điều kiện nóng ẩm. Hầu hết các giống
AVRDC lai tạo và các giống đã được cải thiện trong tập đoàn từ năm 1974 đến
nay đều có khả năng chịu nhiệt cũng như chống chịu sâu bệnh tốt. Viện nghiên
cứu và phát triển nông nghiệp Malaysia (MARDI) đã phối hợp với AVRDC và
Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp nhiệt đới (TARC) ở Nhật Bản để xúc tiến
chương trình cải tiến giống cà chua triển vọng. Đã chọn được 6 dòng có khả
1
năng chịu nhiệt và chống chịu vi khuẩn: MT1, MT2, MT3, MT4, MT5, MT6,
MT10 [30].
Tháng 8/2005, AVRDC giới thiệu 3 giống cà chua triển vọng
là CLN2026D, CLN2116B, CLN2123A. Cả 3 giống này đều sinh trưởng hữu
hạn, có khả năng chịu nhiều loại bệnh như héo xanh vi khuẩn, héo rũ do nấm,
virus... trong đó giống CLN2026D quả có thể dùng ăn tươi hoặc chế biến; giống
CLN2116B có quả tròn, chịu nóng tốt, thích hợp trồng nửa cuối mùa khô, giống
CLN2123A là giống có khả năng chịu nóng cao, quả thuôn dài phục vụ cho cả
ăn tươi và chế biến [27].
Thế giới đã nghiên cứu và đạt được những thành tựu to lớn về cây cà
chua, tuy nhiên giống cà chua sản xuất trên thế giới khi được nhập vào Việt
Nam có giá thành rất cao (20 - 30 triệu/1kg hạt giống).
b. Tình hình sản xuất cà chua thương phẩm trên thế giới.
Cà chua đã trở thành một trong những cây trồng thông dụng và được
gieo trồng rộng rãi ở khắp thế giới. Từ năm 1990 đến 2002 diện tích trồng cà
chua trên thế giới từ 2.868.443 tăng lên 3.745.229 ha và sản lượng từ
76.022.112 tấn tăng lên 100.259.346 tấn, nhưng năng suất gần như không tăng.
Châu Âu đứng hàng đầu về tiêu thụ cà chua, sau đó là Châu Á, Bắc Mỹ và Nam
Mỹ... [1].
Theo FAO (2005) hiện nay có tới 150 nước trồng cà chua với diện tích
4.500.719 ha, năng suất trung bình là 274.717 (tạ/ha), sản lượng là 125.051.792
tấn. Trong đó đứng đầu về diện tích cà chua là Châu Á với diện tích là
2.563.991 ha, Châu Âu đứng đầu về năng suất với 410.165 tạ/ha, Trung Quốc là
nước có diện tích trồng cà chua lớn nhất thế giới [33].
2
Bảng 1.1: Sản lượng cà chua của thế giới và 10 nước
dẫn đầu thế giới (tính đến năm 2005).
Đơn vị tính: tấn
Quốc gia 1995 2000 2003 2005
Thế giới 87.592.09
3
108.339.59
8
116.943.61
9
124.426.99
5
Trung Quốc 13.172.49
4
22.324.767 28.842.743 31.644.040
Mỹ 11.784.00
0
11.558.800 10.522.000 11.043.300
Thổ Nhĩ Kỳ 7.250.000 8.890.000 9.820.000 9.700.000
Ấn Độ 5.260.000 7.430.000 7.600.000 7.600.000
Italy 5.182.000 7.538.100 6.651.505 7.087.016
Ai Cập 5.034.179 6.785.640 7.140.198 7.600.000
Tây Ban Nha 2.841.100 3.766.328 3.947.327 4.651.000
Braxin 2.715.016 2.982.840 3.708.600 3.396.767
Iran 2.403.367 3.190.999 4.200.000 4.200.000
Mehico 2.309.968 2.086.030 2.148.130 2.800.115
Hy Lạp 2.064.160 2.085.000 1.830.000 1.713.580
(Nguồn FAO)
Cà chua được sản xuất chủ yếu ở các nước ôn đới và á nhiệt đới. Ở Châu
Mỹ, Châu Âu cà chua thường được chế biến thành các dạng sản phẩm khác nhau
như cà chua đóng hộp, cà chua cô đặc… Xuất khẩu cà chua cô đặc ở Châu Âu
chiếm tới 56% lượng xuất khẩu trên toàn thế giới. Sản lượng cà chua Châu Á và
Châu Phi cao nhưng do chất lượng không đồng đều nên chủ yếu được tiêu thụ
tại chỗ. Ở các nước nhiệt đới luôn xảy ra tình trạng thiếu cà chua trong mùa hè
vì thế việc tìm ra giải pháp để tăng sản lượng cà chua trái vụ cũng là một vấn đề
cấp thiết trên thế giới.
1.1.2 Những nghiên cứu tại Việt Nam về sản xuất giống và thâm canh cà chua.
a. Tình hình sản xuất hạt giống cà chua.
Cà chua là cây rau có giá trị dinh dưỡng và giá trị y học cao vì vậy khi cây
cà chua du nhập vào nước ta nó đã được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi, từ đó
3
trở thành cây có giá trị kinh tế cao. Do đó công tác chọn tạo giống cà chua cũng
đã được tiến hành từ lâu và đã đạt được những thành tựu đáng khích lệ.
Có thể khái quát 3 giai đoạn cho đến thời điểm này:
- Giai đoạn 1968 - 1985: tập trung chủ yếu vào việc nhập nội, khảo nghiệm
và tuyển chọn giống từ nguồn vật liệu này. Các giống cà chua nhập từ Pháp,
Nhật Bản, Trung Quốc… được Viện cây lương thực và thực phẩm phối hợp với
các cơ quan nghiên cứu khác như Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt
Nam, Viện Di truyền Nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội…
tiến hành nghiên cứu.
- Giai đoạn từ 1986 -1990: Viện Cây lương thực và cây thực phẩm phối hợp
với một số cơ quan có liên quan đã nghiên cứu chọn tạo được một số giống rau
trong đó có 2 giống cà chua là giống cà chua số 7 và giống 214.
- Giai đoạn 1991-1995: Kết quả của đề tài: “ Nghiên cứu chọn tạo giống và
xây dựng quy trình thâm canh một số loại rau” thuộc chương trình KN-01-02
“Phát triển cây lương thực và cây thực phẩm” đã đưa ra một số giống rau có chất
lượng trong đó có một số giống cà chua như Hồng Lan, SB2, SB3…
- Giai đoạn từ 1996 đến nay: ở giai đoạn này những nghiên cứu tập trung
đi vào chiều sâu, nhiều giống lai F1 cùng quy trình sản xuất hạt lai đã được xây
dựng.
Ngoài ra còn rất nhiều các nghiên cứu về cây cà chua khác đã và đang
được thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu giống trong nước, giảm nhập nội các
giống từ nước ngoài. Việc nghiên cứu và đưa ra các giống cà chua lai có khả
năng cạnh tranh với các giống nhập nội đang được các nhà khoa học quan tâm
tiến hành.
Tuy nhiên hạt giống cà chua có chất lượng cao được chọn tạo trong nước,
chưa đáp ứng yêu cầu sản xuất về số lượng hạt giống. Lượng giống sản xuất
trong nước do các trung tâm có khả năng sản xuất giống đạt tiêu chuẩn chỉ đáp
ứng được 7% nhu cầu của thị trường. Vậy vấn đề cấp thiết của việc sản xuất
giống ở Việt Nam là phải chọn tạo ra được một bộ giống phong phú có năng
4
suất cao, chất lượng tốt đáp ứng được yêu cầu sản xuất, thay thế dần các giống
ngoại nhập.
b. Tình hình sản xuất cà chua thương phẩm ở Việt Nam.
Cà chua là cây trồng có tiềm năng do tính đa dụng và dễ canh tác. Hàng
năm diện tích trồng cà chua ở nước ta không ngừng được tăng lên. Nhìn chung ở
nước ta sản xuất cà chua phát triển chủ yếu vào vụ Đông với diện tích khoảng
6.800-7.300 ha, tập trung chủ yếu ở các tỉnh thuộc đồng bằng và trung du Bắc
Bộ (Hà Nội, Hải Dương, Vĩnh Phúc…) còn ở Miền Nam tập trung ở các tỉnh An
Giang, Tiền Giang, Lâm Đồng…[1].
Bảng 1.2. Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua
giai đoạn 2001-1005
Năm Diện tích
(1000ha)
Năng suất
(Tạ/ha)
Sản lượng
(1000tấn)
2000 13,729 151,260 207,658
2001 17,834 157,170 280,289
2002 18,868 165,500 312,178
2003 21,628 164,100 354,846
2004 24,644 172,100 424,126
2005 23,354 198,000 462,435
(Trích số liệu của tổng cục thống kê 2006)
Qua số liệu thống kê bảng 2 cho thấy: Năng suất cà chua trong 6 năm qua
là thấp và không ổn định, nhưng do diện tích trồng cà chua tăng liên tục nên sản
lượng vẫn tăng. So với năng suất trung bình của toàn thế giới, thì năng suất cà
chua ở Việt Nam vẫn còn quá thấp, đạt khoảng 60-65% [1].
Từ 2000 đến 2005 diện tích trồng cà chua tăng mạnh, từ 6.796 ha đến
23.354 tăng gấp 3,34 lần. Sự tăng nhanh về diện tích dẫn đến sản lượng cà chua
tăng cao từ 136.734 tấn năm 2000 lên 462.435 tấn năm 2005. Tuy nhiên năng
suất năm 2005 không tăng cao hơn năm 2000. Thực tế diện tích trồng cà chua
trong giai đoạn 2000-2005 là do tăng nhanh về diện tích cà chua trồng trái vụ
(vụ Thu Đông và Xuân hè) [1].
5
Việc nghiên cứu và chuyển giao tiến bộ kỹ thuật sản xuất cà chua tiên tiến
cho sản xuất còn hạn chế nên năng suất cà chua chưa cao, sâu bệnh nhiều, chất
lượng sản phẩm thấp, giá thành sản xuất còn cao, hiệu quả kém, dẫn đến diện
tích cà chua tăng chậm .
Từ nguồn gen của Dự án DA15,Viện Di Truyền nông nghiệp kết hợp với
Viện Nghiên cứu Rau Quả đã chọn tạo ra giống cà chua DT28 có tiềm năng
năng suất cao, tương đối chống chịu sâu bệnh, đáp ứng được nhu cầu của sản
xuất. Giống này đã được bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận là giống sản xuất
thử và cho phát triển mở rộng năm 2006.Tuy nhiên, để phát triển giống DT - 28
trong sản xuất thì việc hoàn thiện quy trình sản xuất giống để tạo được nguồn
giống có đủ tiêu chuẩn là hết sức cần thiết.
Vì lẽ đó, việc nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất hạt giống, kỹ
thuật thâm canh giống cà chua DT - 28 là rất cần thiết nhằm chủ động nguồn
giống, giảm chi phí sản xuất góp phần nâng cao năng suất, chất lượng và khả
năng cạnh tranh của sản phẩm rau quả phục vụ nội tiêu và chế biến xuất khẩu
theo định hướng của Chính phủ.
Quy trình kỹ thuật thâm canh cà chua DT - 28 là giải pháp khoa học công
nghệ mới nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm của giống tham gia dự
án, góp phần tăng hiệu quả sản xuất. Giải pháp khoa học công nghệ ở đây có
điểm nổi bật là sự kết hợp nghiên cứu, xây dựng quy trình đến chuyển giao cho
sản xuất được kiểm chứng bằng hiệu quả của sản xuất thực tế.
Quy trình sản xuất hạt giống cà chua DT - 28 nguyên chủng là một giải
pháp khoa học công nghệ mới đối với đối tượng cây trồng này. Nó cho phép
khẳng định Việt Nam có thể sản xuất giống cà chua nguyên chủng có chất lượng
cao. Quy trình hoàn thiện tạo tiền đề quan trọng cho việc duy trì phát triển công
tác sản xuất hạt giống nói trên.
6
1.2.Mục tiêu của đề tài
- Sản xuất 1,5 ha giống trong vụ Xuân năm 2009 để duy trì giống gốc.
- Hoàn thiện môi trường nuôi cấy invitro tối ưu để lưu giữ giống gốc cà
chua DT 28 nhằm tăng độ thuần của giống.
- Hoàn thiện được quy trình sản xuất hạt giống nguyên chủng của giống
cà chua DT 28 và xây dựng được mô hình sản xuất hạt giống với diện tích 1,5
ha vụ Đông.
- Hoàn thiện được quy trình thâm canh cà chua DT 28 và xây dựng được
mô hình trình diễn và sản xuất với diện tích 6 ha vụ Đông để nhân rộng trong
sản xuất, góp phần công nhận giống cà chua DT 28 là giống quốc gia trong thời
gian tới.
- Đào tạo, tập huấn cho 100 – 150 kỹ thuật viên, nông dân về kỹ thuật sản
xuất giống và thâm canh giống cà chua DT 28.
1.3. Cách tiếp cận.
Sản xuất rau ở nước ta hiện nay nói chung và sản xuất cà chua nói riêng
đã đạt được những tiến bộ bước đầu rất đáng khích lệ. Hàng loạt những giống cà
chua mới có tiềm năng năng suất cao đang được áp dụng đã mang lại hiệu quả
kinh tế cho người sản xuất. Tuy nhiên, việc áp dụng các các tiến bộ kỹ thuật, các
công nghệ trong sản xuất còn hạn chế dẫn đến chất lượng sản phẩm chưa cao,
chưa có tính cạnh tranh. Để đáp ứng được nhu cầu nội tiêu và tiến tới xuất khẩu,
cần có giải pháp trong việc thâm canh trong sản xuất, nhằm áp dụng đồng bộ các
quy trình sao cho sản phẩm ngày càng có chất lượng và đảm bảo an toàn.
Một trong những giải pháp đó là cần có những quy trình kỹ thuật sản xuất
tối ưu cho từng giống cây trồng cụ thể, từ đó phố biến và áp dụng vào thực tế
sản xuất
7
II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
2.1. Vật liệu nghiên cứu.
- Đối tượng nghiên cứu: Giống cà chua DT 28.
- Địa điểm nghiên cứu: Viện Di truyền Nông Nghiệp; Đan Phượng - Hà
Nội; Vĩnh Tường - Vĩnh Phúc.
- Thời gian nghiên cứu: Vụ Đông 2008 - 2009; Vụ Xuân 2009.
2.2. Nội dung nghiên cứu.
2.2.1 Hoàn thiện môi trường nuôi cấy in vitro tối ưu để lưu giữ giống gốc cà
chua DT-28 tăng độ thuần chủng của giống.
* Thí nghiệm 1: Nghiên cứu các điều kiện thích hợp cho nuôi cấy mô in vitro cây
cà chua. Nghiên cứu tạo callus, tái sinh cây và tạo rễ cây.
Các công thức môi trường nuôi cấy:
Ký hiệu công thức
môi trường
BAP (mg/l) 2,4D (mg/l) NAA (mg/l) Số mẫu cấy
C1 0,5 0 1 1000
C2 1 0 1 1000
C3 1,5 0 1 1000
C4 2 0 1 1000
C5 0 1 1 1000
C6 0 1,5 1 1000
C7 0 2 1 1000
Công thức
m.trường
BAP (mg/l) Zeatin (mg/l) NAA (mg/l) Số mẫu cấy
C8 0,5 0,5 1000
C9 0,5 1 1000
C10 0,5 1,5 1000
C11 0,5 2 1000
C12 0,5 2,5 1000
* Thí nghiệm 2: “Nghiên cứu ảnh hưởng của glycine, espermidine đến sự phát
triển của cây cà chua in vitro lưu giữ”
* Thí nghiệm 3: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ chiếu sáng đến sinh trưởng
phát triển của mẫu cà chua nuôi cấy in vitro”
* Thí nghiệm 4: “Nghiên cứu ảnh hưởng của đường sorbitol và, manitol đến sự
sinh trưởng cà chua”
8
2.2.2. Hoàn thiện quy trình công nghệ nhân giống, bảo quản giống cà chua
DT-28.
2.2.2.1 Hoàn thiện quá trình xử lý hạt giống cà chua bằng hóa chất và vật
lý.
* Thí nghiệm 5:“Thí nghiệm xử lý hạt giống bằng tác nhân hóa học và vật lý nhằm
làm tăng độ nẩy mầm và sức nẩy mầm của hạt giống”. Gồm 4 công thức
+ CT1: Xử lý hạt giống bằng hoạt chất EmyctinC 5% kết hợp với tác
nhân vật lý (2 sôi 3 lạnh)
+ CT2: Xử lý hạt giống bằng hoạt chất EmyctinC 8% kết hợp với tác
nhân vật lý (2 sôi 3 lạnh)
+ CT3: Xử lý hạt giống bằng hoạt chất EmyctinC 10% kết hợp với tác
nhân vật lý (2 sôi 3 lạnh)
+ CT4: Chỉ xử lý hạt bằng tác nhân vật lý (2 sôi 3 lạnh) (đối chứng).
Trồng cây với khoảng cách 70x45cm (mật độ 2,8 - 3,1 vạn cây/ha).
Mức phân bón: 2 tấn phân hữu cơ sinh học 120N: 100P: 180K.
* Thí nghiệm 6: “Ảnh hưởng của việc xử lý EmyctinC trên hạt đến khả năng sinh
trưởng, phát triển và năng suất của cà chua DT - 28”.
+ CT1: Xử lý hạt giống bằng hoạt chất EmyctinC 5% kết hợp với tác
nhân vật lý (2 sôi 3 lạnh).
+ CT2: Xử lý hạt giống bằng hoạt chất EmyctinC 8% kết hợp với tác
nhân vật lý (2 sôi 3 lạnh).
+ CT3: Xử lý hạt giống bằng hoạt chất EmyctinC 10% kết hợp với tác
nhân vật lý (2 sôi 3 lạnh).
+ CT4: Chỉ xử lý hạt bằng tác nhân vật lý (2 sôi 3 lạnh) (đối chứng).
Trồng cây với khoảng cách 70x45cm (mật độ 2,8 - 3,1 vạn cây/ha).
Mức phân bón: 2 tấn phân hữu cơ sinh học 120N: 100P: 180K.
9
2.2.2.2. Hoàn thiện quy trình kỹ thuật sản xuất hạt giống cà chua DT-28
+Vụ Xuân.
* Thí nghiệm 7: Thí nghiệm các mức phân bón: Gồm 3 công thức:
+ Công thức 1: Nền phân bón: 2 tấn phân hữu cơ sinh học; 100N: 100P: 180K
+ Công thức 2: Nền phân bón 2 tấn phân hữu cơ sinh học; 120N: 100P: 180K
+ Công thức 3: Nền phân bón 2 tấn phân hữu cơ sinh học; 140N: 100P: 180K
Trồng cây với khoảng cách 70x45cm (mật độ 2,8 - 3,1 vạn cây/ha).
* Thí nghiệm 8: Thí nghiệm về mật độ cây trồng: Gồm 3 công thức
+Công thức 1: Khoảng cách trồng 65x40cm (mật độ: 3,5 - 3,8 vạn cây/ha)
+ Công thức 2: Khoảng cách trồng 70x40cm (mật độ 3,2 - 3,5 vạn cây/ha)
+ Công thức 3: Khoảng cách trồng 70x45cm (mật độ 2,8 - 3,1 vạn cây/ha)
Mức phân bón: 2 tấn phân hữu cơ sinh học 120N: 100P: 180K.
+Vụ Thu Đông.
* Thí nghiệm 9: Thí nghiệm các mức phân bón: Gồm 3 công thức:
+ Công thức 1: Nền phân bón 2 tấn phân hữu cơ sinh học; 100N: 100P: 180K
+ Công thức 2: Nền phân bón 2 tấn phân hữu cơ sinh học; 120N: 100P: 180K
+ Công thức 3: Nền phân bón 2 tấn phân hữu cơ sinh học; 140N: 100P: 180K
Khoảng cách trồng 70x45cm (mật độ 2,8 - 3,1 vạn cây/ha).
* Thí nghiệm 10: Thí nghiệm về mật độ cây trồng: Gồm 3 công thức
+ Công thức 1: Khoảng cách trồng 65x40cm (mật độ: 3,5 - 3,8 vạn cây/ha)
+ Công thức 2: Khoảng cách trồng 70x40cm (mật độ 3,2 - 3,5 vạn cây/ha)
+ Công thức 3: Khoảng cách trồng 70x45cm (mật độ 2,8 - 3,1 vạn cây/ha)
Mức phân bón: 2 tấn phân hữu cơ sinh học; 120N: 100P: 180K.
10
2.2.3. Hoàn thiện quy trình kỹ thuật sản xuất cà chua DT-28.
2.2.3.1. Hoàn thiện quy trình kỹ thuật thâm canh cà chua DT-28.
+ Vụ Xuân.
Thí nghiệm 11: “Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ trồng đến khả năng sinh
trưởng, phát triển và năng suất của giống cà chua DT - 28”
Thí nghiệm gồm 3 công thức:
+ Công thức 1: Khoảng cách trồng 65x40cm (mật độ: 3,5 - 3,8 vạn cây/ha)
+ Công thức 2: Khoảng cách trồng 70x40cm (mật độ 3,2 - 3,5 vạn cây/ha)
+ Công thức 3: Khoảng cách trồng 70x45cm (mật độ 2,8 - 3,1 vạn cây/ha)
Mức phân bón: 2 tấn phân hữu cơ sinh học; 120N: 100P: 180K.
+Vụ Thu Đông.
Thí nghiệm 12: “Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ trồng đến khả năng sinh
trưởng, phát triển và năng suất của giống cà chua DT - 28”
Thí nghiệm gồm 3 công thức:
+ Công thức 1: Khoảng cách trồng 65x40cm (mật độ: 3,5 - 3,8 vạn cây/ha)
+ Công thức 2: Khoảng cách trồng 70x40cm (mật độ 3,2 - 3,5 vạn cây/ha)
+ Công thức 3: Khoảng cách trồng 70x45cm (mật độ 2,8 - 3,1 vạn cây/ha)
Mức phân bón: 2 tấn phân hữu cơ sinh học; 120N: 100P: 180K.
Thí nghiệm 13: Ảnh hưởng của mức phân bón đến khả năng sinh trưởng, phát
triển và năng suất của cà chua DT - 28”
+ Công thức 1: Nền phân bón: 2 tấn phân hữu cơ sinh học; 100N: 100P: 180K
+ Công thức 2: Nền phân bón: 2 tấn phân hữu cơ sinh học 120N: 100P: 180K
+ Công thức 3: Nền phân bón: 2 tấn phân hữu cơ sinh học 140N: 100P: 180K
Khoảng cách trồng 70x45cm (mật độ 2,8 - 3,1 vạn cây/ha).
11
2.2.3.2. Hoàn thiện quy trình sản xuất hạt giống cà chua DT-28.
+ Vụ Thu Đông.
*Thí nghiệm 14: Thử nghiệm quy trình sản xuất giống: Gồm 2 công thức.
+ CT1: Hạt đem gieo chăm sóc ở điều kiện tốt, với nền phân bón 120N :
100P: 180K, mật độ 70x45 cm (2,8 - 3,1 vạn cây/ha), thu quả từ chùm thứ 2 đến
chùm thứ 6. Quả sau khi thu, bổ lấy hạt rồi ngâm trong nước nước ấm 50 -
60
0
C, sau đó đãi lấy hạt đem phơi khô dưới nắng nhẹ. Hạt đạt độ ẩm 10%, đóng
gói hạt và bảo quản ở trong thùng kín có lót vôi bột
+ CT2: Ngâm hạt trước khi gieo trong nước ấm 50 - 60
0
C, sau đó vớt ra,
hong khô rồi ngâm vào trong dung dịch EmyctinC 10% trong 8 giờ, vớt ra hong
khô rồi đem gieo, chăm sóc ở điều kiện tốt, với nền phân bón 120N : 100P:
180K, mật độ 70x45 cm (2,8 - 3,1 vạn cây/ha), ngắt bỏ chùm hoa đầu, thu quả
từ chùm thứ 2 đến chùm thứ 6. Trong suốt quá trình sinh trưởng của cây, phải
thường xuyên tiến hành tỉa bỏ chồi nách dưới chùm hoa đầu. Khi cây thu quả
phải thường xuyên tỉa bỏ lá già, lá bệnh và các chồi phụ không mang quả. Quả
sau khi thu, bổ lấy hạt rồi ngâm trong nước nước ấm 50 - 60
0
C, sau đó đãi lấy
hạt đem phơi khô dưới nắng nhẹ. Hạt đạt độ ẩm 10%, đóng gói hạt và bảo quản
ở trong thùng kín có lót vôi bột.
2.2.3.3. Hoàn thiện các biện pháp nâng cao năng suất cà chua DT-28
+Vụ Thu Đông
Thí nghiệm 15: Nghiên cứu khả năng nâng cao năng suất giống cà chua DT - 28
bằng biện pháp che phủ nilon.
+CT1: Không che phủ nilon
+CT2: Có che phủ nilon
Sử dụng nền phân bón 120N: 100P: 180K
Khoảng cách trồng 70x45cm (mật độ 2,8 - 3,1 vạn cây/ha)
12
2.2.3.4. Hoàn thiện phương pháp tách hạt để giống
+ Vụ Xuân và vụ Thu Đông
* Thí nghiệm 16+17: Thí nghiệm về các phương pháp tách hạt giống: Gồm 2
công thức
+ CT1: Để cả quả ngâm ủ nước ấm (50-60
0
C) trong 3 ngày, sau đó đãi lấy
hạt phơi khô.
+ CT2: Bổ quả, vắt lấy hạt rồi ngâm ủ trong nước ấm 50 - 60
0
C, đãi
lấy hạt phơi khô.
Thử nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) với 3 lần
nhắc lại. Hạt cà chua được xử lý nảy mầm bằng hoạt chất EmyctinC 10% và
ngâm nước ấm (2 sôi 3 lạnh).
2.3. Các chỉ tiêu theo dõi của mỗi thí nghiệm hoặc thu thập số liệu:
2.3.1. Hoàn thiện môi trường nuôi cấy in vitro tối ưu để lưu giữ giống gốc cà
chua DT-28 tăng độ thuần chủng của giống.
Hệ số nhân
Số lá
Chiều cao chồi
Hình thái cây
Đánh giá các mẫu sống sót.
2.3.2. Hoàn thiện quy trình công nghệ nhân giống, bảo quản giống cà chua
DT-28
2.3.2.1.Hoàn thiện quá trình xử lý hạt giống cà chua bằng hóa chất và vật lý và
thí nghiệm về phương pháp tách hạt.
- Theo dõi tỷ lệ nảy mầm (số cây nảy mầm/tổng số hạt xử lý).
- Xác định sức nảy mầm (số cây nảy mầm bình thường/ tổng số cây nẩy
mầm).
2.3.2.2. Hoàn thiện quy trình kỹ thuật nhân giống cà chua DT-28
- Thời gian sinh trưởng, phát triển
- Chiều cao cây (cm)
13
- Chiều cao quả (cm)
- Đường kính quả (cm)
- Độ dày thịt quả (cm)
- Khối lượng quả (g)
- Số quả/cây
- Khối lượng quả/cây (g/cây)
- Năng suất thực thu (tấn/ha)
-Năng suất hạt giống (kg/ha)
2.3.3. Hoàn thiện quy trình kỹ thuật sản xuất cà chua DT-28
- Thời gian sinh trưởng, phát triển
- Chiều cao cây (cm)
- Chiều cao quả (cm)
- Đường kính quả (cm)
- Độ dày thịt quả (cm)
- Độ Brix (
0
)
- Khối lượng quả (g)
- Số quả/cây
- Khối lượng quả/cây (g)
- Năng suất thực thu (tấn/ha)
2.4. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu
nhiên đầy đủ (RCB).
- Phương pháp thu thập số liệu: Tiến hành cân, đo, đếm các chỉ tiêu.
- Phương pháp phân tích số liệu: Xử lý bằng Excel và IRRISTART 4.0.
- Phương pháp đánh giá, so sánh: Dùng thang điểm của AVRDC.
14
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1.Hoàn thiện môi trường nuôi cấy in vitro tối ưu để lưu giữ giống gốc cà
chua DT-28 tăng độ thuần chủng của giống..
Phương pháp nuôi cấy mô thực vật đã phát triển rộng rãi kể từ lúc bắt đầu
trong những năm 1930, khi các nhà khoa học sử dụng kỹ thuật này để nuôi cấy
các mô và tế bào thực vật. Gần đây việc nuôi cấy mô được sử dụng cho nhiều
mục đích khác nhau như nhân nhanh cây giống thông qua giai đoạn tạo callus,
nuôi cấy bao phấn để tạo dòng thuần, nuôi cấy lục lạp, nuôi cấy đỉnh sinh
trưởng, nuôi cấy mẫu lá...
Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật là công cụ hữu ích trong cải tiến
cây trồng. Đã có nhiều nghiên cứu về nuôi cấy mô cây cà chua, trong đó phải kể
đến là các nghiên cứu tái sinh cây cà chua từ callus có nguồn gốc từ lá và lá
mầm hoặc nuôi cấy lát mỏng của phát hoa (Compton và Veilleux, 1991,
Vnuchkova, 1977a, b, Hamza và Chupeau, 1993). Sự tái sinh in vitro thông qua
sự phát sinh các cơ quan và sự phát sinh phôi vô tính đã được sử dụng trong
nhân nhanh các dòng, giống cà chua đồng nhất về mặt di truyền. Sự tái sinh chồi
từ rễ gẫn đây cũng đã được nghiên cứu (Koornneeff và CS, 1993). Một nghiên
cứu để tạo chồi từ callus có nguồn từ trụ dưới lá mầm (Faria và Illg, 1996), và
nuôi cấy tế bào trần (Morgan và Cocking, 1982).
Nghiên cứu ứng dụng nuôi cấy in để và nhân nhanh giống cà chua đã và
đang là một vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu. Vì vậy chúng tôi thực hiện
nghiên cứu về hoàn thiện môi trường nuôi cấy cây cà chua bằng kỹ thuật nhân
giống in vitro, phục vụ cho công tác nhân giống và giữ giống.
15
3.1.1 Hoàn thiện môi trường nuôi cấy invitro tối ưu để lưu giữ giống gốc thuần
chủng
Thí nghiệm 1: Nghiên cứu các điều kiện thích hợp cho nuôi cấy mô in vitro cây
cà chua. Nghiên cứu tạo callus, tái sinh cây và tạo rễ cây
*Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian và các chất khử trùng đến khả năng nảy
mầm của hạt cà chua
Hạt cà chua được khử trùng bằng HgCl
2
0,2% và NaOCl 5% trong 3
khoảng thời gian khác nhau. Sau khi hạt gieo được 3 -5 ngày, chúng tôi tiến
hành theo dõi và đánh giá hiệu quả của các chất khử trùng và ảnh hưởng của
chúng đến khả năng nảy mầm của hạt. Kết quả thể hiện ở bảng 1.
Bảng 3.1: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian và các chất khử trùng đến khả
năng nảy mầm của hạt cà chua
HgCl
2
0,2% NaOCl 5%
Thời gian (phút) 10 12 15 15 20 25
Tỷ lệ nhiễm (%) 5 3 0 20 15 5
Tỷ lệ cây sống (%) 42 35 10 78 80 85
Tỷ lệ chết (%) 53 62 90 2 5 10
Qua bảng 3.1 cho thấy: Khi khử trùng bằng HgCl
2
0,2% thì tỷ lệ cây sống
tỷ lệ nghịch với thời gian khử trùng, có nghĩa là thời gian khử trùng tăng thì tỷ lệ
cây sống giảm. Mặc dù tỷ lệ nhiễm không cao nhưng hạt bị chết nhiều, khả năng
nảy mầm kém nên tỷ lệ sống không cao. Ở nồng độ HgCl
2
0,2%, tỷ lệ cây sống
đạt cao nhất là 42 % ở thời gian khử trùng là 10 phút. Trong khi đó khử trùng
bằng NaOCl 5% thì hiệu quả ngược lại, tỷ lệ cây sống tăng theo chiều tăng thời
gian khử trùng. Ở nồng độ này tỷ lệ cây sống đạt cao nhất là 85 % với thời gian
khử trùng là 25 phút. Khi khử trùng bằng NaOCl 5%, hạt cà chua bị nhiễm
khuẩn và nấm nhiều, tuy nhiên tỷ lệ cây sống lại cao hơn khi khử rùng bằng
HgCl
2
0,2%. Điều đó cho thấy khử trùng bằng NaOCl 5% đạt hiệu quả cao hơn
so với HgCl
2
.
* Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất kích thích sinh trưởng đến khả năng tạo
callus từ lá mầm cà chua.
16
Các mẫu lá mầm 7-10 ngày tuổi và các đốt thân cấy vào môi trường tạo
callus. Ở thí nghiệm này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của hai tổ hợp
BAP + NAA và 2,4D + NAA đến khả năng tạo callus từ mẫu lá mầm và mẫu đốt
thân.
* Ảnh hưởng của tổ hợp BAP và NAA đến khả năng tạo callus cà chua
Các mẫu lá mầm và đốt thân được cấy vào môi trường có bổ sung BAP và
NAA. Sau hai tuần nuôi cấy, theo dõi và đánh giá khả năng tạo callus và sự
phát sinh hình thái của mẫu nuôi cấy. Kết quả được thể hiện ở bảng 3.2.
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của tổ hợp BAP và NAA đến khả năng
tạo callus cà chua DT-28
Công
thức
môi
trường
Mô lá Mô thân
Tỷ lệ tạo
callus
(%)
Tỷ lệ tạo
chồi (%)
Tỷ lệ mẫu
chết (%)
Tỷ lệ tạo
callus (%)
Tỷ lệ tạo
chồi (%)
Tỷ lệ
mẫu chết
(%)
C1 50 2 48 75 5 20
C2 39 5 56 56 12 32
C3 21 0 79 43 27 30
C4 15 0 85 35 46 19
Theo kết quả của bảng 3.2, ta thấy khi tăng nồng độ BAP từ 0,5mg/ml đến 2
mg/ml thì tỷ lệ tạo callus giảm dần. Đối với mẫu lá, khi cấy vào môi trường tạo
callus thì mẫu chết nhiều, tỷ lệ tạo callus đạt cao nhất là 50% (Môi trường MS bổ
sung 0,5 mg/ml BAP và 1 mg/ml NAA. Trong khi đó, mô thân tạo callus đạt tỷ lệ
cao hơn so với mô lá. Cũng ở môi trường C1, mô thân đạt tỷ lệ tạo callus cao nhất
là 75%. Như vậy để tạo callus cà chua ta nên sử dụng mô lá mầm và cấy trên môi
trường có bổ sung 0,5 mg/ml BAP và 1 mg/ml NAA.
* Ảnh hưởng của tổ hợp 2,4D và NAA đến khả năng tạo callus cà chua
Tương tự như với tổ hợp BAP + NAA, ở thí nghiệm này chúng tôi cũng tiến
hành thử tạo callus từ hai nguồn mẫu đó là mô lá và mô thân. Nồng độ 2,4D
được bổ sung vào mồi trường theo dải gradient là từ 1-1.5-2 mg/ml, còn NAA
giữ nguyên ở nồng độ 1 mg/l.
Bảng 3.3 : Ảnh hưởng của tổ hợp 2,4D và NAA đến khả năng tạo callus
cà chua DT-28
17
Công
thức
môi
trường
Mô lá Mô thân
Tỷ lệ tạo
callus
(%)
Tỷ lệ tạo
chồi (%)
Tỷ lệ mẫu
chết (%)
Tỷ lệ tạo
callus (%)
Tỷ lệ tạo
chồi (%)
Tỷ lệ
mẫu
chết
(%)
C5 15 0 85 35 0 65
C6 21 0 79 41 0 59
C7 30 0 70 56 0 44
Kết quả thu được ở bảng 3.3 cho thấy: Tỷ lệ tạo callus của mẫu cấy tỷ lệ
thuận với nồng độ 2,4D. Có nghĩa là khi tăng nồng độ 2,4D thì các mẫu có xu
hướng tạo callus cũng càng cao. Ở môi trường có bổ sung 2 mg/ml 2,4D + 1 mg/
l NAA, mẫu tạo callus đạt tỷ lệ cao nhất là: 30% (đối với mô lá) và 56% (đối với
mô thân). Tuy nhiên, tỷ lệ tạo callus khi bổ sung 2,4D + NAA lại không cao
bằng môi trường có bổ sung BAP + NAA. Mặt khác, các callus hình thành trên
các môi trường này không tơi xốp, trắng vàng như trên môi trường có bổ sung
BAP và NAA.Như vậy, môi trường tốt nhất để tạo callus cà chua là môi trường
có bổ sung 0,5 mg/l BAP + 1 mg/l NAA.
* Ảnh hưởng của các chất kích thích sinh trưởng đến khả năng tái sinh cây cà
chua từ callus.
Đối với thí nghiệm tái sinh cà chua, những callus đẹp, có màu xanh, có
khả năng tái sinh tốt sẽ được chuyển sang môi trường tái sinh. Môi trường tái
sinh callus cà chua có chứa thành phần cơ bản của MS và bổ sung thêm một số
phytohormon. Sau 3 tuần chuyển sang môi trường thí nghiệm, bắt đầu theo dõi
và đánh giá hiệu quả tái sinh callus. Kết quả thể hiện ở bảng 3.4.
18
Bảng 3.4. Cây cà chua từ callus
Công thức
môi trường
Tỷ lệ tái
sinh (%)
Hình thái callus
C8 68 Callus có màu xanh, bắt đầu xuất hiện chồi
C9 87 Callus có màu xanh, bắt đầu xuất hiện chồi
C10 11 Callus xốp hơn và có màu xám
C11 8 Callus lúc đầu có màu xanh, sau có màu xám
C12 12 Callus có màu xanh, chuyển màu xanh nhạt
Qua kết quả ở bảng 3.4 ta thấy mẫu callus tái sinh tốt nhất trên môi trường
có bổ sung 1 mg/l zeatin và 0,5 mg/l BAP, còn trên các môi trường khác tỷ lệ tái
sinh của callus rất kém và mẫu thí nghiệm thậm chí còn bị chết dần. Những
đánh giá của nghiên cứu này trùng khớp với nhận xét của Koornneeff và CS,
(1993) .
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của tổ hợp Zeatin và BAP
đến nhân nhanh chồi sau 7 tuần nuôi cấy
CT
Chất ĐTST
(mg/l môi
trường)
Zeatin BAP
HSN
(lần)
Chiều
cao chồi
(cm)
Số
lá/chồi
(lá)
Hình thái chồi
1 (Đ/C) 0 0 1 2,21 1,5
Chồi nhỏ, lá nhỏ,
thân lá xanh nhạt
C8 0,5 0,5 1,82 5,16
2,6 Thân nhỏ, lá nhỏ,
thân lá xanh nhạt
C9
1 0,5 4,93 3,84 4,3
Thân trung bình, lá
nhỏ, xanh nhạt
C10
1,5 0,5 4,29 4,09 3,7
Thân nhỏ, lá trung
bình, xanh nhạt
C11
2 0,5 3,46 4,44 3,0
Thân nhỏ, lá trung
bình, xanh nhạt
C12
2,5 0,5 2,59 4,97 2,1
Thân nhỏ, lá trung
bình, xanh nhạt
LSD (5%) 0,12 0,12 0,15
Kết quả bảng 3.5 cho thấy:
Ngoài công thức đối chứng có số chồi không tăng, các công thức còn lại
đều có số chồi tăng lên rõ rệt, tuy nhiên mức độ tăng có khác nhau. Động thái đẻ
chồi của công thức C9 (1 mg/l Zeatin + 0,5 mg/l BAP) luôn có sự vượt trội ngay
từ những tuần đầu. Ở thời điểm 7 tuần sau nuôi cấy, số chồi ở công thức này đã
19
lên đến 141,3 chồi và đạt hệ số nhân cao nhất (4,93 lần).Trong số các công thức
thí nghiệm có bổ sung Zeatin và BAP thì công thức C12 (2,5 mg/l Zeatin + 0,5
mg/l BAP) có hệ số nhân chồi thấp nhất (1,82 lần).Chất lượng chồi ở tất cả các
công thức còn lại nhìn chung không cao, thân chồi từ nhỏ đến trung bình, kích
thước lá cũng nhỏ, số lá từ ít đến trung bình. Tuy nhiên, các chồi ở công thức C9
có biểu hiện sinh trưởng tốt hơn 5 công thức còn lại. Công thức có chiều cao
chồi trung bình cao nhất là công thức C12 (5,16 cm), thấp nhất là công thức C9
(3,84 cm) (không kể công thức đối chứng). Số lá trung bình nhiều nhất ở công
thức C9 (4,3 lá/chồi), ít nhất ở công thức C12 (2,1 lá/chồi). Mầu sắc thân lá chồi
của các công thức đều kém, nhạt hơn nhiều so với giống. Tóm lại, công thức C9
với hàm lượng chất điều tiết sinh trưởng là 1 mg/l Zeatin + 0,5 mg/l BAP là
công thức nhân nhanh chồi tốt nhất trong số các công thức thí nghiệm, biểu hiện
là hệ số nhân cao nhất và chất lượng chồi cũng tốt nhất.
* Ảnh hưởng của NAA và IBA đến khả năng tạo rễ cây cà chua.
Thí nghiệm tạo rễ cây cà chua được thực hiện đối với các chồi tái sinh.
Môi trường thí nghiệm ra rễ cũng có chứa các thành phần cơ bản của MS và bổ
sung thêm các phytohormon khác nhau. Kết quả thu được ở bảng 6 cho thấy:
môi trường có bổ sung IBA cho khả năng ra rễ tốt hơn NAA. Các mẫu cấy trên
môi trường bổ sung 1mg/l IBA tỷ lệ ra rễ 100%, trong khi đó môi trường bổ
sung 1mg/l và 2mg/ml NAA chỉ ra rễ cao nhất là 19% (đối với mẫu chồi ngọn,
chồi tái sinh) và 9% (đối với mẫu chồi thân).
Bảng 3.6: Ảnh hưởng NAA và IBA đến khả năng ra rễ cây cà chua
Công
thức
môi
trường
Chồi ngọn, chồi tái sinh Chồi thân
Tỷ lệ ra
rễ (%)
Hình thái
cây
Hình thái
rễ
Tỷ lệ ra
rễ (%)
Hình thái
cây
Hình
thái rễ
C14 13 Không tạo
chồi ngọn
Có nhiều
rễ, rễ ngắn
7 tốt nhiều rễ,
rễ ngắn
C15 17 Không tạo
chồi ngọn
Có nhiều
rễ, rễ ngắn
9 tốt nhiều rễ,
rễ ngắn
C16 100 Có tạo
chồi ngọn
Nhiều rễ,
rễ dài
100 tốt nhiều rễ,
rễ dài
C17 100 Có tạo
chồi ngọn
Nhiều rễ,
rễ dài
100 tốt nhiều rễ,
rễ dài
Qua kết quả bảng 3.6 ta thấy cà chua ra rễ tốt trên môi trường có chứa
IBA và thời gian bắt đầu cảm ứng rễ nhanh hơn so với môi trường chứa NAA.
20
Tuy nhiên những chồi cho cảm ứng rễ trên môi trường có NAA có rất nhiều rễ,
rễ ngắn nhưng khoẻ. Vì vậy môi trưởng tốt nhất để tạo ra cây cà chua là môi
trường có bổ sung 1mg/ml IBA
3.1.2. Nghiên cứu xác định thời gian thích hợp để lưu giữ cây con cà chua
nuôi cấy in vitro.
Quy trình bảo quản in vitro trung hạn tập đoàn cà chua của Viện nghiên
cứu Rau Quốc tế đã cho thấy các mẫu cà chua nuôi cấy được bảo quản trong
môi trường bổ sung 4% sorbitol ở nhiệt độ 6 -8
o
C và cường độ ánh sáng 1000
lux. Phương pháp này giúp kéo dài thời gian bảo quản cà chua 2 - 4 năm mà
không cần cấy chuyển. Việc nghiên cứu ứng dụng nuôi cấy in vitro trong lưu giữ
và nhân nhanh giống cà chua đã và đang là vấn đề cần được quan tâm nghiên
cứu. Vì vậy việc triển khai nghiên cứu về tái sinh cây cà chua và bảo quản in
vitro là để phục vụ cho công tác nhân giống và giữ giống.
Thí nghiệm 2: “Nghiên cứu ảnh hưởng của glycine, espermidine đến sự phát
triển của cây cà chua in vitro lưu giữ”
Những mẫu nuôi cấy có màu xanh và cụm chồi là những mẫu được đưa
vào nghiên cứu đánh giá khả năng sinh trưởng trong môi trường nuôi cấy bảo
quản in vitro. Môi trường sử dụng trong quá trình nuôi cấy này là môi trường
MS có bổ sung các hợp Glycine và espermidine. Kết quả nghiên cứu trình bày
dưới đây:
21
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của tổ hợp Glycine và espermidine đến nhân nhanh chồi
sau 12 tuần nuôi cấy
CT
Hợp chất bổ sung
(mg/l môi
trường)
Glycine
mg/l
Esperm
idine
mg/l
HSN
(lần)
Chiều
cao chồi
(cm)
Số
lá/chồi
(lá)
Hình thái chồi
1 (Đ/
C)
0
20
1 1,41 1,5
Chồi nhỏ, lá nhỏ,
thân lá xanh nhạt
2
0,5
20
1,18 1,56
1,8 Thân nhỏ, lá nhỏ,
thân lá xanh nhạt
3
1
20
1,21 1,84 2,1
Thân nhỏ, lá nhỏ,
xanh nhạt
4
1,5 20 1,27 2,05 2,3
Thân nhỏ, lá trung
bình, xanh nhạt
5
2
20
1,32 2,35 2,5
Thân trung bình,
lá nhỏ, xanh nhạt
6
2,5
20
1,23 1,80 2,1
Thân nhỏ, lá trung
bình, xanh nhạt
LSD (5%) 0,11 0,12 0,14
Qua bảng 3.7 cho thấy glycine đóng vai trò tích cực trong môi trường
nuôi cấy lưu giữ cà chua, trong các công thức thí nghiệm từ 1 đến 6, ở công thức
5 nồng độ 2mg/l glycine thì mẫu nuôi cấy biểu hiện giảm tốc độ sinh trưởng và
phát triển so với các các công thức khác.Qua theo dõi cho thấy khi gia tăng nồng
độ glycine từ 0,5-2mg/l thì sự sinh trưởng của các mẫu nuôi cấy cà chua phát
triển nhanh lên, song glycine ở nồng độ 2,5 mg/l trong môi trường đã bắt đầu
hạn chế sự tăng trưởng của mẫu nuôi cấy. Đối với nhân giống việc tăng trưởng
nhanh về sinh khối trong nuôi cấy là cần thiết, rút ngắn thời gian tạo chồi và
nhân chồi để đạt hiệu quả cao trong nhân giống. Trong khi đó mục tiêu của nuôi
cấy cà chua để lưu giữ giống là hạn chế tăng trưởng về sinh khối của mẫu nuôi
cấy, song vẫn duy trì được các đặc điểm sinh học quan trọng của nó như không
làm thay đổi bản chất sinh lý, không bị đột biến gen. Nhìn chung các mẫu nuôi
cấy trong thí nghiệm đều rất khả quan so với đối chứng.
22
Thí nghiệm 3: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ chiếu sáng đến sinh trưởng
phát triển của mẫu cà chua nuôi cấy in vitro”
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của đến lưu giữ giống cà chua sau 12 tuần nuôi cấy
CT
Chế độ nuôi
cấy
Ánh
sáng
(lux)
Nhiệt
độ (t
o
)
HSN
(lần)
Chiều
cao
chồi
(cm)
Số
lá/chồi
(lá)
Hình thái chồi
1 (Đ/
C)
2000 21 4,6 3,71 3,2
Chồi nhỏ, lá nhỏ,
thân lá xanh nhạt
2 300
21
1,17 2,26
2,1 Thân nhỏ, lá nhỏ,
thân lá xanh nhạt
3
500
21
1,22 2,44 2,3
Thân trung bình,
lá nhỏ, xanh nhạt
4
700
21
1,26 2,62 2,5
Thân nhỏ, lá trung
bình, xanh nhạt
5
1000
21
1,33 2,77 2,7
Thân nhỏ, lá
trung bình, xanh
nhạt
6
1500
21
2,20 3,30 3,4
Thân nhỏ, lá trung
bình, xanh nhạt
LSD (5%) 0,12 0,12 0,15
Qua bảng 3.8 cho thấy chế độ chiếu sáng đóng vai trò quan trọng điều tiết
sự sinh trưởng và tạo sinh khối đối với nuôi cấy lưu giữ cà chua trong môi
trường nuôi cấy, trong các công thức thí nghiệm từ 1 đến 6, ở công thức 5 cường
độ chiếu sáng 1000 lux thì mẫu nuôi cấy biểu hiện giảm tốc độ sinh trưởng và
phát triển rõ rệt so với các các công thức khác. Quan sát thí nghiệm cho thấy khi
đặt chế độ chiếu sáng tăng lên 1500 lux thì sự sinh trưởng của các mẫu nuôi cấy
cà chua phát triển nhanh lên, và biểu hiện sự tăng trưởng đều về hệ số nhân, số
lá, chiều cao chồi. Trong nghiên cứu này tập trung điều chỉnh sự tăng trưởng
nhanh về sinh khối của các mẫu nuôi cấy, rút ngắn thời gian tạo chồi và nhân
chồi để đạt hiệu quả cao trong lưu giữ giống. Nhìn chung hướng chiếu sáng
không ảnh hưởng lớn đến tốc độ phát triển của mô nuôi cấy. Song có quan hệ
23
chặt chẽ với chu kỳ chiếu sáng, với thời gian chiếu sáng/tối (16 /8), chồi thân
phát triển tốt nhất. Hiện tượng này được giải thích do phytohoormon và nồng độ
CO2 cao, nồng độ CO2 cao là do ảnh hưởng dài ngày (thời gian sáng/tối). ánh
sáng đỏ gia tăng thì chiều cao thân chồi có ý nghĩa so với ánh sáng trắng, trong
khi đó ánh sáng xanh ức chế sự vươn chồi thân. Như vậy, thí nghiệm này đã
chứng minh được các mẫu nuôi cấy trong thí nghiệm đều có khả năng lưu giữ
giống cà chua.
Thí nghiệm 4: “Nghiên cứu ảnh hưởng của đường sorbitol và, manitol đến sự
sinh trưởng cà chua”
Đây là những quy trình hoàn thiện để vi nhân giống và bảo quản cây cà
chua (Toledo và cộng sự, 1994), Các mẫu giống đem vào lưu giữ được xác định
là các mẫu đã tái sinh nhưng dưới dạng chồi. Kỹ thuật bảo quản in vitro ngắn
hạn cà chua của nghiên cứu này được trình bày sau đây. Các mẫu bổ sung được
bảo quản trong môi trường bổ sung 1,5% và 2% sorbitol và 2% manitol ở nhiệt
độ 20-23
o
C và cường độ ánh sáng 1000 lux. Phương pháp này giúp kéo dài thời
gian bảo quản cà chua 6 tháng - 12 tháng mà không cần cấy chuyển (bảng 3).
Bảng 3.9. Tỷ lệ mầu sống sót sau 12 tháng lưu gĩư in vitro
Số tháng 2% Sorbitol và 2%
Manitol
1,5% Sorbitol và
2% Manitol
2% Sorbitol
3 100 100 100
6 90 85 72
8 75 72 62
10 70 65 54
12 68 56 43
18 46 41 34
Cà chua là cây trồng nhiệt đới nên thường mất khả năng phát triển trong
điều kiện nhiệt độ thấp hơn điều kiện nhiệt độ cần thiết cho sự sinh trưởng phát
triển ngoài đồng ruộng. Tuy nhiên, mẫu nuôi cấy cà chua vẫn có khả năng sinh
trưởng ở nhiệt độ thấp hơn một vài độ C với điều kiện nhiệt độ thông thường.
Cây cà chua được trồng ở nhiệt độ dưới 15
o
C trong thời gian dài đã cho thấy
24
những tác động bất lợi như sự phenol hoá hay sự chết hoại (Desamero, 1990).
Nghiên cứu của các tác giả đã chỉ ra rằng nhiệt độ từ 16 -18
o
C kéo dài thời gian
bảo quản tối đa là 1 năm trong môi trường bổ sung sorbitol 2%. Tuy nhiên các
tác động bất lợi xuất hiện ở 25% mẫu giống cà chua in vitro. Nhiệt độ từ 18 -
21
o
C cũng đã được thí nghiệm, song chúng đã bắt đầu giảm nhanh khả năng sinh
trưởng. Môi trường nuôi cấy chứa 2% sorbitol bảo quản ở nhiệt độ từ 23 - 25
o
C,
cường độ chiếu sáng 3000 lux (Lizarraga và cộng sự, 1990) đã duy trì thành
công tập đoàn cà chua trong vòng 6 tháng không cần cấy chuyển. Mới gần đây,
một môi trường mới chứa 2% sorbitol và 2% mannitol đã được kiểm tra sử dụng
để lưu giữ giống cà chua DT28. Tỉ lệ sống của mẫu nuôi cấy là 90% sau 6 tháng
bảo quản và tối thiểu số mẫu sống sót tối thiểu là 68 % (bảng 3). Nhiệt độ trong
phòng nuôi cấy 25
o
C, trong nhân vô tính quang tự dưỡng hay dinh dưỡng ánh
sáng, sinh trưởng có thể bị ức chế nếu cường độ hô hấp tối cao. Cường độ hô
hấp tối cao làm tiêu hao nguồn các bon được tổng hợp qua quang hợp trong chu
kỳ quang ánh sáng. Biên độ nhiệt độ ngày đêm (ký hiệu DIF) được ứng dụng
trong nhân vô tính in vitro trong điều kiện quang tự dưỡng và nồng độ CO2 cao
cho thấy,nuôi cấy cây cà chua, trọng lượng mỗi cây 30mg, trong 28 ngày, trên
môi trường MS, 100 cây/bình lượng trao đổi khí là 1,5/giờ, quang kỳ 12
giờ/ngày, chiều cao tăng khi tăng DIF.
*Kết luận .
Nguồn mẫu tốt nhất để nuôi cấy lưu giữ giống cà chua là các mẫu chồi,
cụm chồi.
Chế độ chiếu sáng thích hợp nhất là 1000 lux trong nuôi cấy lưu giũ giống
cà chua .
Môi trường nuôi cấy lưu giữ cà chua in vitro tối ưu được xác định là môi
trường nuôi cấy bổ sung 2% Sorbitol và 2% Manitol, 2 mg/l glycine và 20 mg/l
espermidine, nhiệt độ phòng nuôi cấy thích hợp 20-23
0
C.
3.2. Hoàn thiện quy trình công nghệ nhân giống, bảo quản giống cà chua DT-28
3.2.1. Hoàn thiện quá trình xử lý hạt giống cà chua bằng hóa chất và vật lý
25