Luận án Nghiên cứu quá trình phát sinh hình thái và sinh trưởng in vitro của một số cây trồng có giá trị kinh tế dưới điều kiện mô phỏng không trọng lực

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH PHÁT SINH HÌNH THÁI VÀ SINH TRƯỞNG IN VITRO CỦA MỘT SỐ CÂY TRỒNG CÓ GIÁ TRỊ KINH TẾ DƯỚI ĐIỀU KIỆN MÔ PHỎNG KHÔNG TRỌNG LỰC

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án nghiên cứu quá trình phát sinh hình thái và sinh trưởng in vitro của một số cây trồng có giá trị kinh tế dưới điều kiện mô phỏng không trọng lực (SMG). Đề tài xuất phát từ nhận thức về tác động đáng kể của trọng lực lên sinh vật và sự cần thiết phát triển nông nghiệp không gian để cung cấp thực phẩm tươi sống cho phi hành gia, đặc biệt trong bối cảnh các nghiên cứu trong không gian còn hạn chế đối với các quốc gia đang phát triển như Việt Nam. Việc sử dụng điều kiện SMG trên mặt đất được xem là giải pháp khả thi để nghiên cứu vai trò của không trọng lực ở các giai đoạn sớm trong chu trình sống của thực vật, nhằm chọn lọc biến dị mới và cung cấp tri thức cho các hệ thống hỗ trợ sự sống sinh học ngoài Trái Đất.

Mục tiêu tổng quát của nghiên cứu là đánh giá ảnh hưởng của điều kiện SMG lên quá trình phát sinh hình thái và sinh trưởng in vitro của cây hoa Thu hải đường, cây Dâu tây và cây Diệp hạ châu đắng. Các mục tiêu cụ thể bao gồm đánh giá ảnh hưởng của SMG lên các con đường phát sinh hình thái, hàm lượng và tỷ lệ hormone nội sinh, hoạt tính enzyme kháng oxy hóa, tích lũy hợp chất thứ cấp và chuyển hóa năng lượng. Đồng thời, nghiên cứu cũng ghi nhận sự sinh trưởng của cây trồng có nguồn gốc nuôi cấy in vitro dưới điều kiện SMG khi đưa về môi trường trọng lực thực.

Kết quả nghiên cứu cho thấy tác động tích cực của điều kiện SMG. Đối với cây hoa Thu hải đường, SMG thúc đẩy cảm ứng, biệt hóa và trưởng thành phôi soma, tăng cường sinh trưởng chồi in vitro và tạo cây con hoàn chỉnh sinh trưởng tốt, không bất thường. Trên cây Dâu tây, SMG kích thích hình thành mô sẹo và tái sinh chồi, đồng thời cải thiện sự sinh trưởng tiếp theo của chồi, cây con và khả năng hình thành cây ngó ở vườn ươm. Đối với cây Diệp hạ châu đắng, SMG thúc đẩy cảm ứng mô sẹo và hình thành rễ bất định, tăng sinh khối mô sẹo và tích lũy các hợp chất thứ cấp như flavonoid (rutin, quercetin) và lignan (phyllanthin, hypophyllanthin) tốt hơn điều kiện đối chứng.

Luận án kết luận rằng quá trình phát sinh hình thái dưới stress trọng lực được thích nghi thông qua điều chỉnh hàm lượng hormone nội sinh và tăng cường hoạt tính enzyme kháng oxy hóa, cùng với việc gia tăng tích lũy hợp chất thứ cấp và tăng sinh tế bào. Những đóng góp mới này không chỉ làm sáng tỏ cơ chế thích nghi của thực vật mà còn đề xuất quy trình vi nhân giống và sản xuất hợp chất thứ cấp quy mô lớn cho các loài cây trồng có giá trị kinh tế.