TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC
TIỂU LUẬN
MÔN: CNSHUD CHỌN TẠO GIỐNG THỰC VẬT
Tên đề tài: Sinh sản sinh dưỡng (Vegetative multiplication) ở thực vật
Chuyên ngành: Nông nghiệp – Môi trường
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Trung
Phạm Thành Quý
Trần Hồng Ngọc Huyền
MSSV: 1753010281
MSSV: 1753010210
MSSV: 1753010090
Giảng viên hướng dẫn: TS.Lê Thị Kính
TS.Nguyễn Trần Đơng Phương
Đơn vị công tác: Trường Đại học Mở TP HCM
Thời gian thực hiện: 30/3/2020 – 12/4/2020
1
Mục lục
2
Tóm tắt nội dung
Tìm hiểu khái niệm đặc điểm của hình thức sinh sản sinh dưỡng ở thực vật. Làm rõ hiện
tượng Topophysis, thể khảm. Các ứng dụng sinh sản vơ tính trong sản xuất giống.
1. Đặt vấn đề.
Thực vật nói chung và cây trồng nói riêng có hai giai đoạn sinh trưởng chính, giai đoạn
sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực. Giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng được
tính từ khi nảy mầm đến khi phân hố hoa và giai đoạn sinh trưởng sinh thực bắt đầu từ
khi phân hố hoa đến hình thành quả, hạt và chín. Giai đoạn sinh trưởng sinh thực thực
chất là quá trình sinh sản của thực vật, nó có ý nghĩa to lớn đến bảo tồn nòi giống của
thực vật nhưng cũng có ý nghĩa quan trong đến sự sống của con người với hai vai trị
chính là: Cung cấp sản phẩm như lương thực và dinh dưỡng không thể thiếu cho nhu cầu
sống hàng ngày của con người và phát triển của xã hội. Cung cấp nguồn giống cho gieo
trồng những vụ, năm hay thế hệ tiếp theo. Một trong những hình thức sinh sản mà chúng
tơi quan tâm đó là sinh sản sinh dưỡng. Vậy sinh sản sinh dưỡng được biểu hiện như thế
nào và các hình thức sinh sản ra sao? Chính vì lý do đó chúng tơi đã tiến hành thực hiện
tiểu luận “Sinh sản sinh dưỡng ở thực vật”.
2. Sinh sản sinh dưỡng
2.1
Khái niệm
Sinh sản sinh dưỡng là hình thức con cái hình thành từ mơ sinh dưỡng của cây mẹ, kết
quả cho di truyền của con cái giống như hệt cây mẹ ban đầu. Sinh sản sinh dưỡng xảy ra
cả tự nhiên và nhân tạo và được sử dụng phổ biến trong nhân giống cây làm vườn với
mong muốn duy trì các kiểu gen đặc thù.
3
Hay có thể hiểu, sinh sản sinh dưỡng là khả năng tái sinh của thực vật thành cây hoàn
chỉnh, từ một bộ phận nào đó được tách ra khỏi cây mẹ như đoạn thân, mắt, rễ, chồi…
Sinh sản sinh dưỡng có thể xảy ra trong tự nhiên hoặc do mục đích nhân giống của con
người.
2.2
Đặc điểm
Sinh sản sinh dưỡng tự nhiên
•
Sinh sản sinh dưỡng thân rễ: thân rễ của các lồi cây sinh sản theo hình thức này
mang các chồi, những chồi này phát triển thành cành nhô lên mặt đất. Những mấu
dưới của cành phát sinh nhiều rễ phụ và như vậy mỗi nhánh có thể phát triển thành
một cây sống độc lập. Ví dụ cỏ tranh (Imperata cylindrica), cỏ gừng (Panicum
repens).
• Sinh sản bằng bồ: bồ là những thân khi sinh có lóng dài bị sát mặt đất, sau một
khoảng nhất định gặp đất ẩm chồi ngọn thân có thể đâm rễ vào đất và sinh ra một
cây mới. Ví dụ cây rau má (Centella asiatica), dâu tây (Fragaria vesca).
• Sinh sản bằng giị: thân của các cây địa sinh, thân hình đĩa dẹp phía dưới có nhiều
rễ phụ, phía trên có chồi được bao bọc bới nhiều vảy chứa chất dự trữ. Những chồi
này có thể phát triển thành cây mới. Ví dụ tỏi (Allium sativum), hành tây (Allium
cepa), thuỷ tiên (Narcissus).
• Sinh sản bằng củ: Cây có củ là thân địa sinh, trên củ có nhiều mắt được che bằng
các vảy nhỏ. Mỗi mắt có thể phát triển thành chồi và thành cây hoàn chỉnh. Ví dụ:
khoai tây (Solanum tuberosum), khoai lang (Ipomoea batatas), khoai sọ
•
(Colocasia esculenta var. antiquorum), hồng tinh (Marantia arundinacea).
Sinh sản thai sinh: Một số cây trong lòng của các lá ở gần hoa, hoặc ngay trong
hoa phát sinh ra những chồi đặc biệt. Những chồi này rơi xuống mặt đất gặp điều
4
kiện thuận lợi mọc thành những cây mới gọi là hình thức sinh sản thai sinh.Ví dụ
cây tỏi (Allium sativum).
• Sinh sản bằng chồi phụ: một số loài sinh sản bằng chồi phụ phát sinh từ rễ,
những chồi phụ này phát triển thành cây mới hồn chỉnh ví dụ: khoai lang
(Impomeae batatas), măng tây (Asparagus officinalis). Một vài loài khác các chồi
phụ xuất hiện trên lá khi rơi xuống đất cũng phát triển thành cây hoàn chỉnh sống
độc lập như cây lá bỏng (Bryophyllum), chồi phụ phát sinh từ thân như dứa
•
(Ananas sativa).
Sinh sản khúc thân: thân của các lồi sinh sản theo hình thức này chia làm nhiều
khúc, mỗi khúc khi rơi xuống đất có thể đâm rễ và thành cây sống độc lập, ví dụ
cây xương rồng bà (Opuntia).
Hình 1:
Một
số hình
thức
sinh sản
vơ tính sinh dưỡng tự nhiên
5
Sinh sản sinh dưỡng nhân tạo
Sinh sản dinh dưỡng nhân tạo của thực vật: Là hình thức sinh sản do con người thực
hiện trên các bộ phận của cơ quan dinh dưỡng và dựa vào khả năng tái sinh của cây. Có
nhiều hình thức sinh sản sinh dưỡng.
•
Giâm cành (layer): Xương rồng, tre, hoa cảnh,..
Là phương pháp nhân giống vơ tính, được thực hiện bằng cách sử dụng một
đoạn cành tách ra khỏi cây mẹ trồng vào giá thể, trong những điều kiện mơi
trường thích hợp, cành ra rễ và sinh cành mới, tạo thành cây hồn chỉnh.
•
Tháp chồi, cành (graft): Xoài táo bưởi,..
Là phương pháp nhân giống lợi dụng tính chất tốt của một đoạn thân, cành, chồi
(cành ghép) của một cây này ghép lên thân hay gốc của một cây khác (gốc ghép),
sao cho phần vỏ có các mô tương đồng tiếp xúc và ăn khớp nhau. Chỗ ghép sẽ
liền lại và chất dinh dưỡng của gốc ghép sẽ nuôi cành ghép.
Khi ghép cành phải cắt bỏ hết lá của phần ghép và phải cột chặt mắt ghép và
cành ghép vào gốc ghép để giảm mất nước qua con đường thốt hơi nước nhằm
tập trung nước ni các tế bào cành ghép, nhất là các tế bào mơ phân sinh để đảm
bảo sự sống sót và tiếp tục sinh trưởng.
•
Chiết cành: Chanh, bưởi, vải, sứ, cảnh,..
6
Là một trong những phương pháp nhân giống vơ tính cây trồng. Bằng nhiều
bước kĩ thuật người ta làm cho một cành hay một đoạn cành ra rễ trên cây, sau đó
tách khỏi cây mẹ, đem trồng thành cây mới.
Đối với việc nhân giống cam, quýt… nên áp dụng phương pháp chiết cành.
Chiết cành là cách tạo ra cành cây giống để trồng bằng cách tạo cho ra rễ trên vỏ
li be của cành chiết. Cành chiết cần chọn cành khoẻ, khơng mọc xiên, cây có quả
sai và ngon ngọt.
•
Nhân bản bằng phương pháp nuôi cấy mô.
Là tổng hợp những kỹ thuật được sử dụng để duy trì và ni cấy các tế bào, mô
hoặc cơ quan thực vật trong điều kiện vô trùng trên môi trường nuôi cấy giàu
dinh dưỡng với những thành phần đã xác định.
3. Hiện tượng Topophysis
Topophysis (hiện tượng bảo lưu cục bộ) đó là hiện tượng bảo lưu duy trì sự
phát triển hình thái và đặc điểm sinh học của bộ phận được lấy làm vật liệu
giống trong nhân giống sinh dưỡng.
Ví dụ: Vị trí khác nhau lấy mắt nhân vơ tính, cũng biểu hiện tập tính sinh
trưởng khác nhau ở cây con như cây con sinh trưởng thẳng đứng hay phát triển
theo chiều ngang cũng phụ thuộc vào vị trí lấy mắt nhân vơ tính. Do đó, người ta
thường lấy phần đỉnh sinh trường để nhân giống vơ tính để tạo cây con đứng thẳng
hơn và tán ít hơn.
7
Hình 2: Hiện tượng Topophysis (Nguồn Internet)[4]
4. Thể khảm (Chimeras)
4.1 Khái niệm.
8
Thể khảm là tổ hợp hai hay nhiều mô khác nhau sinh trưởng riêng rẽ nhưng là những
phần liền nhau trong cây, những mô này xắp xếp chung trong các phần của thân. Hầu hết
thể khảm có nguồn gốc từ một tế bào ở đỉnh sinh trưởng bị đột biến, một số trường hợp
xuất hiện ở cây con do lai. Thể khảm không ổn định khi nhân giống và mức độ ổn định
của chúng phụ thuộc vào cấu trúc của chúng và kiểu gen của cây.
Hình 3: Thể khảm ở mô phân sinh đỉnh (nguồn Internet)
Thể khảm trong cây rất đa dạng nhưng hầu hết có dạng chung khái niệm cơ bản ví dụ
các tế bào khảm lá nếu có nguồn gốc từ tế bào khảm ở mô phân sinh đỉnh sinh trưởng
nhưng chúng có đặc điểm khơng có khả năng tổng hợp diệp lục. Những lá này màu trắng
ưu thế hơn màu xanh chúng là tổ hợp của hệ thống mơ giống nhau. Chọn lọc thể khảm là
rất có ý nghĩa với cây trồng đặc biệt cây trồng trong vườn, hoa và cây cảnh.
9
Hình 4: Một số lá bị bạch tạng ở cây Euphorbia pulcherrima (nguồn Internet)
Hình
5:
Màu
sắc /
hình
dạng
hoa
mới
và
đột
biến
đa
dạng diệp lục trong hoa cúc
(nguồn Internet)
5. Ứng dụng sinh sản vơ tính trong sản xuất giống
10
5.1
Giâm cành (layer): Xương rồng, tre, hoa cảnh,..
Hình 6: Đoạn cành sắn được cắm xuống đất ẩm (nguồn Internet)
Ưu điểm:
11
- Nhân giống nhanh, hệ số nhân giống cao.
- Cây mau cho hoa.
- Cây vẫn giữ được các đặc tính của cây mẹ.
Nhược điểm:
- Cần lượng hom giống (hay cành) lớn.
- Khó thực hiện đối với một số giống khó ra rễ.
- Cây mau già cỏi, bộ rễ yếu, tuổi thọ kém.
12
5.2
Tháp chồi, cành (graft): Xồi táo bưởi,..
Hình 7: Kỹ thuật tháp chồi ở cây bưởi (nguồn Iternet)
Ưu điểm:
- Cây ghép sinh trưởng phát triển tốt nhờ sự phát triển, hoạt động tốt của bộ rễ gốc ghép.
khả năng thích nghi với điều kiện khí hậu, đất đai của cây gốc ghép tốt hơn chiết.
- Cây ghép giữ được các đặc tính của giống muốn nhân.
- Hệ số nhân giống cao, trong thời gian ngắn có thể sản xuất được nhiều cây giống đáp
ứng yêu cầu của sản xuất.
- Giống làm gốc ghép sớm cho ra hoa kết quả vì mắt ghép chỉ tiếp tục giai đoạn phát dục
của cây mẹ.
13
- Tăng cường khả năng chống chịu của cây với điều kiện bất thuận như: chịu hạn, chịu
úng, chịu rét và sâu bệnh.
- Thơng qua gốc ghép có thể điều tiết được sự sinh trưởng của cây ghép.
-
Có khả năng phục hồi sinh trưởng của cây, duy trì giống quý thông qua các phương
pháp ghép như: ghép nối cầu hay ghép tiếp rễ.
- Nhanh cho ra hoa kết quả vì mắt ghép chỉ tiếp tục giai đoạn phát dục của cây mẹ.
- Tăng cường khả năng chống chịu của cây với điều kiện bất thuận như: chịu hạn, chịu
úng, chịu rét và sâu bệnh.
Nhược điểm:
- Ghép cây là công việc địi hỏi kỹ thuật cao. Khơng phải ai cũng biết cách ghép cây.
- Giống làm gốc ghép phải có khả năng tiếp hợp tốt với thân cành ghép; gốc ghép phải
khỏe, khơng bị sâu bệnh.
- Việc chăm sóc cây ghép mất nhiều công sức.
14
5.3
Chiết cành: chanh, bưởi, vải, sứ, cảnh,..
Hình 8: Kỹ thuật triết cành ở cây bưởi (nguồn Internet)
Ưu điểm:
- Cây giống giữ nguyên được đặc tính di truyền của cây mẹ.
- Cây sớm ra hoa kết quả, rút ngắn được thời gian kiến thiết cơ bản.
- Thời gian nhân giống nhanh.
15
- Cây trồng bằng cành chiết thường thấp, phân cành cân đối, thuận lợi cho chăm sóc và
thu hoạch.- Cây con sinh trưởng phát triển nhanh.
- Thời gian tạo ra một cây giống ngắn.
- Khơng mất cơng chăm sóc cành chiết.
Nhược điểm:
- Hệ số nhân giống không cao, chiết nhiều cành trên cây sẽ ảnh hưởng đến sinh trưởng
phát triển của cây mẹ.
- Đối với một số giống cây ăn quả, dùng phương pháp chiết cành cho tỷ lệ ra rễ thấp.
- Hệ số nhân giống thấp hơn so với nhân giống bằng hạt.
- Một số lồi cây khơng sử dụng được phương pháp này do tỷ lệ ra rễ rất thấp.
- Cành chiết cho phẩm chất tốt phải là cành ở tầng trung. Cành chiết là cành phía dưới
hoặc cành phía trên ngọn, cành bị sâu bệnh đều khơng tốt vì khi chiết khó ra rễ, khi đem
trồng sẽ phát triển kém, dễ bị sâu bệnh.
16
5.4
Nhân bản bằng phương pháp ni cấy mơ
Hình 9: Kỹ thuật nuôi cấy mô ở củ cà rốt (nguồn Internet)
Ưu điểm:
- Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật có thể nhân giống với số lượng lớn trên quy mơ
trồng trọt lớn, cây giống mang đặc tính tốt giống hệt cây mẹ.
- Công nghệ này tạo ra các cây trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, giúp các cây trưởng
thành một cách nhanh chóng và phịng tránh sâu bệnh gây hại.
17
Nuôi cấy mô tế bào thực vật giúp tạo ra các cây hoàn chỉnh từ những tế bào thực vật đã
được biến đổi gen và tạo ra các loài tốt hơn, hệ số nhân giống cao, đáp ứng nguồn giống
quanh năm.
- Đồng thời, phương pháp này cịn có thể sàng lọc những cây có tính trạng tốt rồi tạo ra
dược phẩm sinh học hay cứ phơi của một số lồi cây khó phát triển và sinh trưởng, bảo vệ
các giống cây quý hiếm đang bị đe dọa.
Nhược điểm:
-
Nhược điểm đầu tiên của phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật chính là chi phí
thực hiện, giá thành cây con và trang thiết bị đầu tư tốn kém. Các cán bộ thực hiện đòi hỏi
thao tác và kinh nghiệm chuyên sâu do đó cần đầu tư chi phí đào tạo cán bộ để công nghệ
được nghiên cứu thành công (biotecharticles).
- Nhược điểm tiếp theo có thể xảy ra trong quá trình nghiên cứu và thực hiện cơng nghệ
này chính là tính bất dị về mặt di truyền trong đó có biến dị phổ biến là biến dị soma.
Biến dị có thể xuất hiện trên mô đỉnh hoặc chồi và thường xảy ra khi thực hiện cấy
chuyền nhiều lần.
- Ngoài ra, hạn chế của cơng nghệ này chính là sự nhiễm bệnh do vi khuẩn vẫn có thể
xảy ra và xâm chiếm vào mô, tồn tại trong mô cấy gây tổn hại khi tế bào bắt đầu phân
chia. Phương pháp nuôi cấy mơ tế bào cịn tạo ra các độc tố và xảy ra hiện tượng thủy tinh
thể. Đây là những trường hợp hồn tồn có khả năng xảy ra và ảnh hưởng đến sự phát
triển của mô dẫn đến hậu quả cây giống rất khó sống sót khi đưa ra vườn ươm.
18
Tài liệu tham khảo
1. Vũ Văn Liết -Nguyễn Văn Hoan, 2007, Sản xuất giống và công nghệ hạt giống, Hà
Nội.
2. Nguyễn Như Hiền.2002. Di truyền và Công nghệ tế bào soma. Nhà xuất bản Khoa
học và Kỹ thuật.
3. Subodh Kumar Datta Datta- Chakrabarty, 2008, Management of Chimera and In
Vitro Mutagenesis for Development of New Flower Color/Shape and Chlorophyll
Variegated Mutants in Chrysanthemum.
4. Reich, Lee. “What to Do with That Overgrown Norfolk Island Pine“ Hudson
Valley Almanac Weekly. N.p., n.d. Web. 18 Apr. 2014
5. />
19