Tên luận án:
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TÁI SINH VÀ NHÂN GIỐNG IN VITRO CÂY SÂM NGỌC LINH (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) BẰNG KỸ THUẬT NUÔI CẤY LỚP MỎNG TẾ BÀO
Ngành:
Sinh lý học thực vật
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án tập trung nghiên cứu quá trình tái sinh và nhân giống in vitro cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) - loài sâm đặc hữu quý hiếm của Việt Nam. Sâm Ngọc Linh được biết đến với nhiều tác dụng dược lý như chống stress, trầm cảm, kích thích miễn dịch, kháng độc tố và chống oxy hóa. Tuy nhiên, việc nhân giống gặp khó khăn do chỉ trồng được ở khu vực núi Ngọc Linh và thời gian nuôi trồng dài (6-7 năm) để tích trữ hoạt chất.
Mục tiêu của luận án là phát triển quy trình nhân giống hiệu quả, thu được số lượng lớn cây con có sức sống cao, rễ và củ phát triển tốt, thích nghi điều kiện tự nhiên, góp phần bảo tồn nguồn dược liệu. Nghiên cứu đã khảo sát các nguồn mẫu (lá, cuống lá, thân rễ), phương pháp cắt mẫu, loại và nồng độ chất điều hòa sinh trưởng thực vật (CĐHSTTV), cùng điều kiện nuôi cấy in vitro phù hợp cho các quá trình phát sinh hình thái như cảm ứng mô sẹo, phát sinh phôi trực tiếp, tạo rễ, tạo chồi. Đồng thời, đánh giá khả năng thích ứng của cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro khi trồng thử nghiệm tại Quảng Nam và so sánh với cây trồng tại Vườn Quốc gia Bidoup - Núi Bà, Lâm Đồng, cũng như định tính và định lượng saponin.
Kết quả cho thấy mẫu lá tTCL_L đạt tỷ lệ phát sinh phôi trực tiếp cao nhất (89,6%) với 2 mg/l NAA dưới điều kiện chiếu sáng. Mẫu cuống lá ITCL_C và lá tTCL_L đạt tỷ lệ phát sinh mô sẹo cao nhất (97,7% và 98,8%) với 1,0 và 2,0 mg/l 2,4-D trong cả điều kiện chiếu sáng và tối. Mẫu thân rễ tTCL_R nuôi cấy trong môi trường bổ sung 2 mg/l NAA trong điều kiện tối cho tỷ lệ phát sinh rễ cao nhất (98,8%). Tỷ lệ tái sinh chồi cao nhất (42%) từ mẫu thân rễ tTCL_R với sự kết hợp 0,2 mg/l TDZ và 0,2 mg/l 2,4-D trong điều kiện sáng. Phôi vô tính thu được có hình thái đa dạng (hình cầu, hình tim, hình thủy lôi, hai lá mầm) và khi cấy vào môi trường SH thích hợp, phát triển thành cây con hoàn chỉnh với củ to, bộ lá phát triển bình thường, cấu trúc giống cây tự nhiên.
Luận án đã thu được 10.000 cây giống sâm Ngọc Linh, với tỷ lệ sống đạt 90% khi trồng tại Quảng Nam, đặc biệt cây 2 năm tuổi có 100% hình thành củ nhánh và xu hướng phát triển thành bụi. Hàm lượng saponin tổng đạt cao nhất (3,54%) ở cây 2 năm tuổi trồng tại núi Ngọc Linh. Công trình này đã ứng dụng thành công kỹ thuật nuôi cấy lớp mỏng tế bào (TCL) để đạt được quá trình phát sinh hình thái trực tiếp, mở ra hướng đi mới hiệu quả trong tái sinh và nhân giống sâm Ngọc Linh in vitro.
Mục lục chi tiết:
-
MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của luận án
- 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
- 3. Các nội dung nghiên cứu của luận án
-
CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU
-
CHƯƠNG II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- 2.1. Vật liệu
- 2.1.1. Vật liệu thực vật
- 2.1.2. Thiết bị - dụng cụ, hóa chất chuẩn và dung môi
- 2.2. Phương pháp nghiên cứu
- 2.2.1. Phương pháp nghiên cứu sự phát sinh hình thái
- 2.2.2. Phương pháp giải phẫu hình thái thực vật và quan sát bằng kính hiển vi soi nổi
- 2.2.3. Phương pháp phân tích hàm lượng saponin
- 2.2.3.1. Phương pháp sắc ký lớp mỏng
- 2.2.3.2. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao năng (HPLC: High Performance Liquid Chromatography)
- 2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm
- 2.3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu quá trình phát sinh hình thái từ các nguồn mẫu khác nhau
- 2.3.1.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu lá tTCL_L trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 2.3.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá tTCL_L trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 2.3.1.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá ITCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 2.3.1.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu thân rễ tTCL_R trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 2.3.1.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu lá tTCL_L trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 2.3.1.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá tTCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 2.3.1.7. Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá ITCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 2.3.1.8. Thí nghiệm 8: Khảo sát ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu thân rễ tTCL_R trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 2.3.1.9. Giải phẫu hình thái học
- 2.3.1.10. Tạo cây con hoàn chỉnh từ phôi vô tính sâm Ngọc Linh
- 2.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển tiếp theo của cây con in vitro ở các điều kiện sinh thái khác nhau
- 2.3.2.1. Thí nghiệm 09: Nghiên cứu quá trình sinh trưởng và phát triển của cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro trồng tại Quảng Nam
- 2.3.2.2. Thí nghiệm 10: Nghiên cứu quá trình sinh trưởng và phát triển của cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro trồng tại khu vực Cổng Trời, rừng quốc gia Bidoup - Núi Bà (Lâm Đồng)
- 2.3.3. Nội dung 3: Định tính và định lượng saponin trong cây sâm in vitro và trong cây sâm hoàn chỉnh ở giai đoạn vườn ươm
- 2.3.3.1 Thí nghiệm 11: Định tính hàm lượng saponin trong cây sâm Ngọc Linh in vitro, cây sâm con 6 tháng, cây 1 năm và cây 2 năm tuổi được trồng tại núi Ngọc Linh
- 2.3.3.2. Thí nghiệm 12: Định lượng saponin trong cây sâm Ngọc Linh in vitro, cây sâm con 6 tháng, cây 1 năm và cây 2 năm tuổi được trồng tại núi Ngọc Linh
- 2.4. Phương pháp xử lý thống kê
- 2.5. Điều kiện nuôi cấy
- 2.5.1. Điều kiện in vitro
- 2.5.2. Điều kiện ex vitro
- 2.6. Địa điểm và thời gian tiến hành thí nghiệm
-
CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
- 3.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
- 3.1.1. Nghiên cứu quá trình phát sinh hình thái từ các nguồn mẫu khác nhau
- 3.1.1.1. Ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu lá tTCL_L trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 3.1.1.2. Ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá tTCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 3.1.1.3. Ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá ITCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 3.1.1.4. Ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu thân rễ tTCL_R trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 3.1.1.5. Ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu lá tTCL_L trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 3.1.1.6. Ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá tTCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 3.1.1.7. Ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá ITCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 3.1.1.8. Ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu thân rễ tTCL_R trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
- 3.1.1.9. Quan sát sự thay đổi sự phát sinh hình thái của phôi vô tính sâm Ngọc Linh
- 3.1.1.10. Tạo cây con hoàn chỉnh từ phôi vô tính
- 3.1.2. Nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển của cây con in vitro ở các điều kiện sinh thái khác nhau
- 3.1.2.1. Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro được đem trồng tại Quảng Nam
- 3.1.2.2. Nghiên cứu quá trình sinh trưởng và phát triển của cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro ở tại Khu vực cổng trời, vườn quốc gia Bidoup Núi Bà, Lâm Đồng
- 3.1.3. Định tính và định lượng saponin trong cây sâm Ngọc Linh in vitro và trong cây sâm Ngọc Linh ở giai đoạn vườn ươm
- 3.1.3.1. Định tính saponin trong cây sâm in vitro, cây sâm con 6 tháng, cây 1 năm và cây 2 năm được trồng tại núi Ngọc Linh
- 3.1.3.2. Định lượng saponin trong cây sâm in vitro, cây sâm 6 tháng tuổi, cây 1 năm tuổi và cây 2 năm được trồng tại núi Ngọc Linh
-
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
-
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
-
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN