BÁO CÁO KHOA HỌC: XÂY DỰNG QUY TRÌNH TÁI SINH CÂY BÔNG (GOSSYPIUM HIRSUTUM) BẰNG CÁCH TẠO ĐA CHỒI

XÂY DỰNG QUY TRÌNH TÁI SINH CÂY BÔNG (GOSSYPIUM HIRSUTUM) BẰNG CÁCH TẠO ĐA CHỒITrương Thu Thủy, Đinh Thị Phòng, Lê thị muội, Lê Trần Bình Viện Công nghệ Sinh học (IBT) Lê quang Quyến Viện Nghiên cứu Cây Bông và Cây Có Sợi (RICFC)1. GIỚI THIỆUCây bông (Gossypium hirsutum. L) là nguồn cung cấp sợi may mặc quan trọng. Song năm 2000, Việt Nam mới chỉ sản xuất được 8 ngàn tấn, đáp ứng được 10% nhu cầu. Theo chương trình phát triển ngành dệt may, Việt Nam đến năm 2005 phải sản xuất 150.000 tấn sợi các loại...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BÁO CÁO KHOA HỌC: "XÂY DỰNG QUY TRÌNH TÁI SINH CÂY BÔNG (GOSSYPIUM HIRSUTUM) BẰNG CÁCH TẠO ĐA CHỒI"XÂY DỰNG QUY TRÌNH TÁI SINH CÂY BÔNG(GOSSYPIUM HIRSUTUM) BẰNG CÁCH TẠO ĐACHỒITrương Thu Thủy, Đinh Thị Phòng, Lê thị muội, LêTrần BìnhViện Công nghệ Sinh học (IBT)Lê quang QuyếnViện Nghiên cứu Cây Bông và Cây Có Sợi (RICFC)1. GIỚI THIỆUCây bông (Gossypium hirsutum. L) là nguồn cung cấp sợimay mặc quan trọng. Song năm 2000, Việt Nam mới chỉsản xuất được 8 ngàn tấn, đáp ứng được 10% nhu cầu.Theo chương trình phát triển ngành dệt may, Việt Nam đếnnăm 2005 phải sản xuất 150.000 tấn sợi các loại và đếnnăm 2010 chỉ tiêu đó là 300.000 tấn [7, 9]. Nguyên nhânlàm sản lượng thấp chủ yếu là bông bị sâu bệnh và hạn hán.Vì thế một trong những chiến lược để tăng sản lượng bônglà tạo ra những giống bông có khả năng kháng sâu và chịuhạn. Chuyển gen là một phương pháp để tạo ra nhữnggiống bông như vậy.Hai phương pháp chuyển gen đang được sử dụng nhiều ởthực vật nói chung và cây bông nói riêng là súng bắn genvà Agrobacterium, song phương pháp chuyển gen thôngqua Agrobacterium là có hiệu quả nhất.Tuy nhiên để chuyển được gen bằng súng bắngen/Agrobacterium thì trước tiên cần phải thiết lập và tốiưu cho được hệ thống nuôi cấy và tái sinh cây in vitro. Khảnăng nuôi cấy và tái sinh cây tuỳ thuộc vào các kiểu gencủa từng loại đối tượng cây trồng. Cho đến nay, việc táisinh đối với cây bông còn rất hạn chế và mới chỉ thànhcông ở một vài giống như Coker, Deltapine 15 và Jinmian[2, 3, 10, 11, 12 ].Như vậy, với mục tiêu tái sinh được cây và chuyển gen cóđịnh hướng như kháng sâu bệnh và chịu han trực tiếp vàonhững giống có năng suất cao, chất lượng sợi tốt và đangtrồng phổ biến, một phương pháp tái sinh hiệu quả vàkhông phụ thuộc vào nguồn gốc di truyền là rất cần thiết.Đó là phương pháp tái sinh thông qua tạo đa chồi từ phôimà trong nghiên cứu này, chúng tôi đã xây dựng được mộtquy trình áp dụng cho giống bông 254, một giống có tuổiđời trung bình, phẩm chất tốt và thường được dùng làm bốmẹ trong các phép lai chọn giống.2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. Khử trùng hạt và chuẩn bị nguyên liệu tái sinh câyGiống bông 254 được Viện Nghiên cứu Cây Bông và CâyCó Sợi cung cấp. Sau khi đã bóc vỏ cứng, hạt được khửtrùng bề mặt bằng cồn 70% trong 1 phút, tiếp theo lắc trongdung dịch javen 60% (Hoá chất Việt Trì) trong 20 phút vàrửa 5 lần bằng nước cất vô trùng. Cuối cùng thấm khô hạtbằng giấy lọc khử trùng. Tách bỏ lá mầm và thu lấy phôibao gồm cả đỉnh rễ và đỉnh chồi (hình 1A).2.2. Cảm ứng đa chồi và tái sinh câyPhôi được đặt lên các môi trường cảm ứng tạo đa chồi C1-C20 của các tổ hợp hoóc môn khác nhau. Sau 10 ngày, đỉnhchồi của phôi được cắt với độ dài trung bình 2 mm và cấylên các môi trường tạo đa chồi S1-S5. Thành phần các môitrường như trong bảng 1. Đánh giá khả năng tạo đa chồisau 5 tuần.Tách chồi đơn từ các cụm chồi và cấy chuyển lên các môitrường kéo dài chồi E0-E2. Khi chồi cao khoảng 2-4 cm thìkích thích tạo rễ trên các môi trường R1-R2.2.3. Môi trường và điều kiện nuôi cấyCác tổ hợp môi trường nuôi cấy được trình bày trong bảng1.Bảng 1: Thành phần các môi trường tái sinh cây và tạo đa chồi3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1. Cảm ứng tạo đa chồiTrên môi trường không có chất điều khiển sinh trưởng C0,phôi nhanh chóng vươn dài thành cây con và phát triển lá.Trong khi đó, trên tất cả cảc môi trường cảm ứng đa chồi(C1-C20), 100% phôi không phát triển thành cây hoànchỉnh mà phình to, phát sinh mô sẹo màu trắng. Như vậy,sự kết hợp 2,4-D, BAP và NAA đã có tác dụng làm kìmhãm quá trình biệt hoá, tạo ra nhiều tế bào liên tục phânchia. Trong thí nghiệm của chúng tôi thì môi trường C16cho mức độ cảm ứng vừa phải và đồng đều nhất. Sau 10ngày trên môi trường C16, chiều cao trung bình của phôi là1,5 cm, dao động từ 1cm đến 4cm. Đỉnh chồi được cắt làmnguyên liệu tạo đa chồi.3.2. Sự hình thành cụm chồiCác đỉnh chồi của phôi (hình 1B) được đặt lên các môitrường kích thích tạo đa chồi S1-S5 chứa các tổ hợp khácnhau của Kinetin, BAP và NAA. Sau 5 tuần, chồi mới chỉxuất hiện ở dạng 1 chồi (đơn chồi), hoặc dạng 2-3 chồi(cụm 2-3 chồi).Từ bảng 2, một số mẫu vật ngả màu nâu, ít khả năng sốngsót có thể do đỉnh chồi có kích thước rất nhỏ và được cấytrên môi trường với mật độ cao, nên mẫn cảm đối với thaotác nuôi cấy và các hợp chất phenol do chính mẫu vật tiếtra. Tỉ lệ sống sót của mẫu vật sẽ tăng lên khi kỹ thuật nuôicấy được tối ưu hoá. Môi trường tạo đa chồi tốt phải cho tỉlệ chết thấp và tỉ lệ tạo cụm chồi cao. Môi trường S1, S2 vàS5 cho tỉ lệ chết gần tương đương nhau (20, 28 và 29%),nhưng môi trường S2 và S5 cho tỉ lệ tạo cụm 2-3 chồi caohơn hẳn (46, 47% so với 33%). Bảng 2: Sự hình thành chồi sau 5 tuần nuôi cấySau giai đoạn 5 tuần, các đỉnh chồi đã hình thành 0-3 chồi,đều được cấy chuyển lên chính môi trường tạo đa chồi banđầu là S2-S4 (bỏ qua môi trường S1 ...