Nghiên cứu sinh trưởng, phát triển và biến dị cây cúc in vitro sau xử lý EMS

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ LIÊN NGHIÊN CỨU SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ BIẾN DỊ CỦA CÂY CÚC IN VITRO SAU KHI XỬ LÝ ETHYL METHANE SUNFONATE (EMS) LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2015 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ LIÊN NGHIÊN CỨU SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ BIẾN DỊ CỦA CÂY CÚC IN VITRO SAU KHI XỬ LÝ ETHYL METHANE SUNFONATE (EMS) Chuyên ngành : Công nghệ sinh học Mã số : 60.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS. Nguyễn Thị Lý Anh HÀ NỘI, NĂM 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày ….

năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Liên Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS. Nguyễn Thị Lý Anh đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Viện Sinh học nông nghiệp đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức ở Trung tâm NCƯDKHKT Nông nghiệp Giống cây trồng Thanh Hóa đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày ….năm 2015 Học viên Nguyễn Thị Liên Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục đồ thị vii Danh mục hình viii Trích yếu luận văn ix Thesis abstract x PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2 1.3 Phạm vi nghiên cứu 2 1.4 Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2 PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1 Giới thiệu chung về cây cúc 3 2.1 Nguồn gốc và phân loại 3 2.2 Đặc điểm thực vật học của cây hoa cúc 3 2.3 Yêu cầu ngoại cảnh của cây cúc 5 2.4 Tình hình sản xuất hoa cúc trên thế giới và trong nước 6 2.2 Các nghiên cứu về nhân giống in vitro cây hoa cúc 8 2.3 Tạo giống đột biến bằng xử lý EMS 11 2.1 Đột biến tự nhiên và đột biến nhân tạo 11 2.2 Nguyên lý tạo giống đột biến bằng hóa chất 12 2.3 Giới thiệu về hóa chất Ethyl methane sulfonate (EMS) 13 2.4 Tạo giống đột biến thực nghiệm 15 2.1 Vai trò của đột biến thực nghiệm trong công tác chọn tạo giống cây trồng 15 2.2 Xử lý đột biến thực nghiệm in vitro 16 2.3 Thành tựu đạt được trên thế giới và Việt Nam với xử lý đột biến bằng EMS 16 PHẦN III VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii 3.1 Đối tượng nghiên cứu 19 3.2 Vật liệu nghiên cứu 19 3.3 Địa điểm, thời gian thực hiện đề tài 19 3.4 Nội dung nghiên cứu 19 3.1 Nội dung 1: Nghiên cứu sự ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và khả năng sinh trưởng của các dạng chồi in vitro 19 2.2 Nội dung 2: Nghiên cứu, đánh giá sự sinh trưởng và khả năng phục hồi của các chồi xử lý qua các lần cấy chuyển (3 lần) 20 3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng tạo cây hoàn chỉnh của các chồi sau xử lý EMS 21 3.5 Phương pháp nghiên cứu 21 3.1 Phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật 21 3.2 Phương pháp xử lý đột biến in vitro 22 3.3 Phương pháp theo dõi 22 3.6 Phương pháp xử lý số liệu 23 PHẦN IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 4.1 Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng sống, sinh trưởng của chồi in vitro giống cúc Vàng chanh và Vàng pha lê 24 4.2 Đánh giá sự sinh trưởng và khả năng phục hồi của các dạng chồi xử lý qua các lần cấy chuyển (3 lần) 32 4.3 Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng tạo cây hoàn chỉnh của các chồi in vitro sau khi xử lý 42 4.2 Thảo luận 45 PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46 5.2 Kiến nghị 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PHỤ LỤC 51 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng việt BA Benzyl adenin Cs Cộng sự CT Công thức CV% Độ biến động của thí nghiệm ĐC Đối chứng EMS Ethyl methane sufonate HSN Hệ số nhân Kl Khối lượng LSD0,05 Sai số nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức 5% MS Môi trường Murahige & Skoog NXB Nhà xuất bản TB Trung bình Tr Trang α-NAA α- Napthaleneaxetic 0% EMS Không xử lý EMS 0.25% EMS Nồng độ EMS xử lý 0.5% EMS Nồng độ EMS xử lý 0.75% EMS Nồng độ EMS xử lý 0.75% 1% EMS Nồng độ EMS xử lý 1% Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng sống, sinh trưởng của chồi in vitro giống cúc Vàng chanh .2: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng sống, sinh trưởng của chồi in vitro giống cúc Vàng pha lê. 3: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự phát sinh hình thái và sinh trưởng của các dạng chồi in vitro giống Vàng chanh sau 6 tuần .4 : Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự phát sinh hình thái và sinh trưởng của các dạng chồi in vitro giống Vàng pha lê sau 6 tuần .5 : Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và sinh trưởng của các dạng chồi in vitro giống Vàng chanh ở lần cấy chuyển 1 sau 6 tuần .6 : Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và sinh trưởng của các dạng chồi in vitro giống Vàng chanh ở lần cấy chuyển 2 sau 6 tuần .7: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và sinh trưởng của các dạng chồi in vitro giống Vàng chanh ở lần cấy chuyển 3 sau 6 tuần .8: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và sinh trưởng của các dạng chồi in vitro giống Vàng pha lê ở lần cấy chuyển 1 sau 6 tuần.9 : Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và sinh trưởng của các dạng chồi in vitro giống Vàng pha lê ở lần cấy chuyển 2 sau 6 tuần.10 : Ảnh hưởng của xử lý EMS đến sự tạo biến dị và sinh trưởng của các dạng chồi in vitro giống Vàng pha lê ở lần cấy chuyển 3 sau 6 tuần.11: Khả năng ra rễ của chồi sau xử lý EMS của giống cúc Vàng chanh .12: Khả năng ra rễ của chồi sau xử lý EMS của giống cúc Vàng pha lê .44 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 4.1: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng sống của giống cúc Vàng chanh và Vàng pha lê .2: Ảnh hưởng của nồng độ EMS xử lý đến khả năng tạo biến dị của giống cúc Vàng chanh và Vàng pha lê .3: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng bật chồi của giống cúc Vàng chanh và Vàng pha lê .4: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng nhân chồi in vitro của giống cúc Vàng chanh và Vàng pha lê .5: Tỷ lệ dạng A giống Vàng chanh qua 3 lần cấy chuyển .6: Tỷ lệ dạng C giống Vàng chanh qua 3 lần cấy chuyển .7: Tỷ lệ dạng D giống Vàng chanh qua 3 lần cấy chuyển .8: Tỷ lệ dạng E giống Vàng chanh qua 3 lần cấy chuyển .9 : Tỷ lệ dạng G giống Vàng chanh qua 3 lần cấy chuyển .10: Tỷ lệ dạng A giống Vàng pha lê qua 3 lần cấy chuyển .11: Tỷ lệ dạng C giống Vàng pha lê qua 3 lần cấy chuyển .12: Tỷ lệ dạng D giống Vàng pha lê qua 3 lần cấy chuyển .13: Tỷ lệ dạng E giống Vàng pha lê qua 3 lần cấy chuyển.14: Tỷ lệ dạng G giống Vàng pha lê qua 3 lần cấy chuyển .15: Sự tăng trưởng chiều cao, khả năng tạo rễ và chiều dài rễ giống cúc Vàng chanh trong giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh .16: Sự tăng trưởng chiều cao, khả năng tạo rễ và chiều dài rễ giống cúc Vàng pha lê trong giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh .17: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến chiều cao chồi in vitro của giống cúc Vàng chanh và Vàng pha lê .18: Ảnh hưởng của xử lý EMS đến khả năng tạo lá của giống cúc Vàng chanh và Vàng pha lê .52 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Sự kết cặp nhầm chuyên biệt do đột biến cảm ứng alkyl hóa .1: Phân dạng các biến đổi hình thái chồi tái sinh.2: Hình ảnh chồi in vitro giống Vàng chanh cấy chuyển lần 3.3: Hỉnh ảnh chồi in vitro giống Vàng pha lê cấy chuyển lần 3 .4: Chồi in vitro cúc Vàng chanh trong giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh .5: Chồi in vitro cúc Vàng pha lê trong giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh .54 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Nghiên cứu sinh trưởng, phát triển và biến dị của cây cúc in vitro sau khi xử lý Ethyl Methane Sunfonate (EMS) Nghiên cứu tác động của xử lý EMS đến khả năng sống, sự sinh trưởng và sự hình thành các dạng biến dị của cây cúc in vitro, nhằm tìm kiếm phương pháp hữu hiệu để tạo nguồn nguyên liệu cho công tác chọn tạo giống cây cúc.