Ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nuôi cấy in vitro chồi Sa Kê (Artocarpus altilis (Park.) Fosberg)

Nội dung text: Ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nuôi cấy in vitro chồi Sa Kê (Artocarpus altilis (Park.) Fosberg)

1. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T3- 2016 Ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự nuôi cấy in vitro chồi Sa Kê (Artocarpus altilis (Park.) Fosberg) Hà Thị Tuyết Sương Võ Thị Bạch Mai Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM (Bài nhận ngày 12 tháng 11 năm 2015, nhận đăng ngày 06 tháng 05 năm 2016) TÓM TẮT Dưới ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng sung BA 0,45 mg/L, Kinetin (Kin) 0,6 mg/L và trưởng thực vật, sau 8 tuần nuôi cấy in vitro, sự môi trường MS ½ có bổ sung BA 0,45 mg/L , Kin phát triển của chồi Sa Kê (Artocarpus altilis 0,6 mg/L, GA3 0,35 mg/L tỉ lệ chồi phát triển thấp (Park.) Fosberg) rất khác nhau. Các chồi được hơn so với môi trường MS ½ bổ sung BA 10 nuôi cấy trên môi trường BA 1 mg/L sau 10 ngày mg/L. Sự bổ sung GA3 0,35 mg/L vào môi trường được chuyển sang môi trường MS ½ bổ sung BA nuôi cấy đã làm xuất hiện các thêm chồi bên so 10 mg/L, tỉ lệ phát triển của chồi là cao nhất với những thí nghiệm còn lại. Kết quả đo hô hấp (86,8 %), không có sự tiết phenol hay tạo mô sẹo. và hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật Trên môi trường MS ½ bổ sung BA 12 mg/L, chồi cũng được thảo luận để làm rõ những thay đổi phát triển to khỏe song sự tiết phenol và tỉ lệ tạo sinh lý trong quá trình nuôi cấy in vitro chồi Sa mô sẹo cao làm ảnh hưởng đến khả năng phát Kê. triển của chồi. Trên hai môi trường MS ½ có bổ Từ khóa: Artocarpus altilis (Park.) Fosberg, chất điều hòa tăng trưởng thực vật, nuôi cấy in vitro MỞ ĐẦU Sa Kê (Artocarpus altilis (Park.) Fosberg) chính [2]. Do đó, việc vi nhân giống cũng như cải thuộc họ Moraceae (Dâu tằm), là cây thân gỗ thiện chất lượng và năng suất của Sa Kê ngày nhiệt đới. Ngoài giá trị về dinh dưỡng, Sa Kê còn càng được đặc biệt quan tâm. Năm 2000, vi nhân là nguồn dược liệu quý giá vì mỗi bộ phận của nó giống Sa Kê từ chồi đỉnh của cây trưởng thành ở chứa rất nhiều hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh Caribbean được thực hiện bởi Duncan và Rouse- học (terpenoid, flavonoid, chalcon, stilben, các Miller [4]. Năm 2003, Cynthia nuôi cấy in vitro acid béo ), các hợp chất này được sử dụng trong 12 giống Sa Kê ở Hawaii nhằm phục vụ cho công dược phẩm với nhiều chức năng như kháng lao, tác bảo tồn giống [7]. Nhưng nhìn chung việc vi kháng khuẩn, vi rút, kháng nấm, kìm hãm hoạt nhân giống từ chồi đỉnh mang lại hiệu suất thấp động một số enzyme như tyrosinase, α-amylase do gặp phải một số vấn đề khó khăn như: sự và α-glucosidase, chống ung thư [9]. nhiễm khuẩn do vi khuẩn nội cộng sinh trong Hiện nay, một số quốc gia trên thế giới xem chồi đỉnh của cây trưởng thành, sự tiết phenol cây Sa Kê là một trong những cây lương thực của chồi ra môi trường nuôi cấy gây độc làm chồi Trang 33
2. Science & Technology Development, Vol 19, No.T3-2016 bị hoại tử, đặc biệt việc khử trùng chồi Sa Kê rất khó. Năm 2008, Murch cùng cộng sự nuôi cấy in vitro một số giống Sa Kê ở Trung tâm Vườn thực vật nhiệt đới Hawaii phục vụ cho việc nghiên cứu một số yếu tố di truyền nhằm cải thiện chất lượng và năng suất giống. Nghiên cứu cũng đã thiết lập được một số phương pháp nhằm tăng hệ số nhân giống của một vài giống Sa Kê [8]. Ở Việt Nam hiện nay chưa có công bố về nhân giống in vitro cây Sa Kê, việc nhân giống chủ yếu là giâm, chiết cành từ cây mẹ với thời gian kéo dài và thường làm ảnh hưởng đến đời sống cũng như năng suất của cây mẹ. Vì vậy, trong bài này chúng tôi tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của Hình 1. Chồi Sa Kê ngoài tự nhiên dùng làm vật liệu các chất điều hòa tăng trưởng thực vật ngoại sinh nuôi cấy in vitro. cũng như một số phương pháp nhằm cải thiện Ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng những khó khăn trong việc nuôi cấy in vitro chồi thực vật lên sự nuôi cấy in vitro chồi Sa Kê Sa Kê. Mẫu vật sau khi được khử trùng, tiến hành VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP loại bỏ lá kèm và các lá trưởng thành trong đĩa Vật liệu petri chứa 20 mL nước vô trùng cho đến khi chiều dài còn khoảng 0,8–1 cm. Sau đó, nuôi cấy Các chồi con trên thân cây có chiều dài trên các môi trường: khoảng 2–3 cm, đường kính khoảng 0,3 cm được Thí nghiệm 1: MS ½ có bổ sung BA 7,5 thu hái tại huyện Chợ Lách – Bến Tre và Thành mg/L; 10 mg/L; 12 mg/L và than hoạt tính 1 g/L. phố Hồ Chí Minh (Hình 1). Thí nghiệm 2: MS ½ có bổ sung BA 1 mg/L Khử trùng mẫu vật sau 10 ngày tiếp tục chuyển sang môi trường MS Mẫu vật in vivo được rửa sạch bằng xà phòng ½ có bổ sung BA 7,5 mg/L; 10 mg/L; 12 mg/L, và nước vô trùng. Lắc nhẹ với cồn 70 % khoảng không bổ sung than hoạt tính. 1 phút. Loại bỏ lá kèm và các lá trưởng thành. Thí nghiệm 3: MS ½ có bổ sung BA 0,45 Lắc nhẹ với cồn 70 % khoảng 30 giây. Loại bỏ mg/L, Kin 0,6 mg/L và MS ½ có bổ sung BA các phần bị hóa nâu ngay sau khi lắc với cồn 70 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L, GA3 0,35 mg/L. % và rửa sạch bằng nước cất vô trùng. Ngâm Các mô cấy được đặt ngoài sáng trong phòng mẫu vật với dung dịch vitamin C 50 mg/L và acid nuôi có nhiệt độ 27 oC ± 2 oC, độ ẩm 55 % ± 10 citric 150 mg/L khoảng 15 phút, sau đó rửa sạch %, ánh sáng 2000 lux ± 200 lux. Tỉ lệ mẫu phát bằng nước cất vô trùng. Trong tủ cấy vô trùng, triển, số lá của chồi, chiều cao chồi và sự xuất xử lý mẫu vật bằng dung dịch HgCl 0,1 % hoặc 2 hiện của chồi bên cũng như các biến đổi khác: tỉ dung dịch Javel thương phẩm (NaOCl 5 %) và 3 lệ tạo mô sẹo hoặc tiết phenol ra môi trường nuôi giọt Tween 20, sau đó rửa sạch nhiều lần bằng cấy (tỉ lệ tạo mô sẹo hoặc tiết phenol là số mẫu nước cất vô trùng. chồi có tạo mô sẹo hoặc có tiết phenol so với tổng số mẫu chồi phát triển trên mỗi môi trường) được ghi nhận sau 8 tuần nuôi cấy. Trang 34
3. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T3- 2016 Quan sát hình thái giải phẫu so với chuẩn (dung dịch IAA 1 mg/L). Hoạt tính Chồi Sa Kê sau 1 tuần và 4 tuần nuôi cấy ABA tỉ lệ nghịch với sự sai biệt chiều dài khúc trên môi trường MS ½ có bổ sung BA 0,45 mg/L, cắt diệp tiêu so với chuẩn (dung dịch ABA 1 mg/L). Hoạt tính của Zeatin được đo bằng sinh Kin 0,6 mg/L, GA3 0,35 mg/L; được cắt theo chiều dọc; nhuộm hai màu đỏ carmin – xanh iod; trắc nghiệm với tử diệp dưa chuột Cucumis quan sát dưới kính hiển vi và chụp ảnh. sativus L Hoạt tính của Zeatin tỉ lệ thuận với sự sai biệt trọng lượng tươi của các tử diệp so với Đo cường độ hô hấp chuẩn (dung dịch Zeatin 1 mg/L) sau 48 giờ Cường độ hô hấp của chồi Sa Kê ở tuần 0 chiếu sáng. Hoạt tính của GA3 được đo bằng sinh (đối chứng chưa cấy vào môi trường) và các chồi trắc nghiệm với cây mầm xà lách Lactuca sativa ở thí nghiệm 2 và 3 được xác định tại các thời L Hoạt tính của GA3 tỉ lệ thuận với sự sai biệt điểm nuôi cấy khác nhau bằng máy đo sự trao đổi chiều dài trụ hạ diệp so với chuẩn (dung dịch khí (Hansatech) ở 28 °C, trong tối. Kết quả thể GA3 10 mg/L) sau 72 giờ chiếu sáng [6]. hiện bằng lượng oxygen thoát ra/ gam trọng Xử lý số liệu lượng tươi (TLT)/ giờ. Các số liệu ghi nhận được xử lý thống kê Ly trích và xác định hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh bằng phần mềm Statistical Program Scientific System (SPSS), phiên bản 16.0 dành cho Các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội Windows. Sự sai biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05. sinh trong mẫu chồi tại các thời điểm nuôi cấy KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN khác nhau ở thí nghiệm 2 và 3 được chiết xuất và phân tích trên bản mỏng silica gel, trong hệ dung Khử trùng mẫu vật môi là isopropanol: amon hydroxyde: H2O theo tỉ Mẫu vật in vivo dùng để nuôi cấy được khử lệ 10:1:1 (v/v). Hoạt tính của IAA, Zeatin, GA3 trùng bằng dung dịch HgCl2 0,1 % hoặc dung và ABA được xác định bằng các sinh trắc dịch Javel thương phẩm (NaOCl 5 %) và 3 giọt nghiệm. Hoạt tính của IAA và ABA được đo Tween 20 với các thời gian khác nhau. Kết quả bằng sinh trắc nghiệm với diệp tiêu lúa Oryza sau 1 tuần nuôi cấy, ở nồng độ HgCl2 0,1 %, với sativa L Sự gia tăng về chiều dài diệp tiêu lúa thời gian khử trùng 13 phút cho tỉ lệ mẫu sống và được đo sau 24 giờ, trong tối. Hoạt tính IAA tỉ lệ không bị nhiễm cao nhất so với các thời gian còn thuận với sự sai biệt chiều dài khúc cắt diệp tiêu lại (Bảng 1). Bảng 1. Tỉ lệ mẫu chồi sống và không bị nhiễm sau 1 tuần nuôi cấy Thời gian Tỉ lệ mẫu sống và không bị nhiễm (%) khử trùng HgCl 0,1 % Javel thương phẩm (phút) 2 (NaOCl 5 %) 5 0,0 ± 0,0d 0,0 ± 0,0c 10 9,7 ± 2,0c 5,0 ± 0,6b 13 65,3 ± 3,7a 20,3 ± 3,4a 16 32,0 ± 3,2b 19,3 ± 1,7a Các số trong cùng một cột mang các chữ khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở p=0,05 Trang 35
4. Science & Technology Development, Vol 19, No.T3-2016 Ảnh hưởng của các chất điều hòa tăng trưởng và chết sau 4 tuần nuôi cấy. Trên môi trường bổ thực vật lên sự nuôi cấy in vitro chồi Sa Kê sung BA 10 mg/L lá xuất hiện sớm nhất so với Thí nghiệm 1: Nuôi cấy trên môi trường MS ½ có các nghiệm thức còn lại (vào tuần thứ 10 sau khi bổ sung BA 7,5 mg/L; 10 mg/L; 12 mg/L và than nuôi cấy). Tuy nhiên, sự phát triển, số lá cũng hoạt tính 1 g/L. như sự kéo dài của chồi rất chậm, chậm nhất là Trên môi trường MS ½ có bổ sung BA 7,5 trên môi trường có bổ sung BA 7,5 mg/L (Hình mg/L; 10 mg/L và 12 mg/L kết hợp với than hoạt 2). Trên môi trường BA 12 mg/L, tỉ lệ chồi tạo tính 1 g/L, các mẫu cấy phát triển với tỉ lệ rất mô sẹo rất cao (Bảng 2). thấp, sau đó nhiễm khuẩn hoặc dần hóa nâu đen Bảng 2. Sự phát triển của chồi Sa Kê nuôi cấy trên môi trường MS ½ có bổ sung BA và than hoạt tính 1 g/L Nghiệm thức Tỉ lệ chồi sống và xuất hiện lá Tỉ lệ chồi tạo mô sẹo sau 8 sau 12 tuần nuôi cấy (%) tuần nuôi cấy (%) MS ½ + BA 7,5 mg/L 5,2 % 6,4 % MS ½ + BA 10 mg/L 30,0 % 10,7 % MS ½ + BA 12 mg/L 23,8 % 68,5 % Hình 2. Sự phát triển của chồi Sa Kê sau 12 tuần nuôi cấy trên môi trường MS ½ bổ sung BA 7,5 mg/L (A), 10 mg/L (B), 12 mg/L (C) và than hoạt tính 1 g/L. Thí nghiệm 2: Nuôi cấy trên môi trường MS ½ có Kết quả cho thấy sau 8 tuần nuôi cấy, trên bổ sung BA 1 mg/L sau 10 ngày tiếp tục chuyển môi trường có bổ sung BA ở các nồng độ khác sang môi trường MS ½ bổ sung BA 7,5 mg/L; 10 nhau đều kích thích chồi phát triển. Môi trường mg/L; 12 mg/L, không bổ sung than hoạt tính. bổ sung BA 10 mg/L cho tỉ lệ mẫu phát triển cao Sau 10 ngày nuôi cấy trên môi trường BA 1 nhất và tốt nhất, lá xuất hiện ở tuần thứ 3. Ngược mg/L, những mẫu còn sống và không bị nhiễm sẽ lại, trên môi trường BA 7,5 mg/L, tỉ lệ chồi phát được chuyển sang môi trường có bổ sung BA ở triển thấp nhất, các lá của chồi hầu như dày lên, nồng độ cao hơn 7,5 mg/L; 10 mg/L và 12 mg/L. xốp hơn và nhiều nước. Ở môi trường BA 12 Việc đặt nuôi các mẫu chồi trên môi trường bổ mg/L, kích thước của chồi to khỏe hơn (Bảng 3, sung BA 1 mg/L nhằm giảm bớt sự tiết phenol và Hình 3, Hình 4). Sự chuyển các chồi từ môi tạo mô sẹo từ chồi [7]. trường BA 1 mg/L sang môi trường có bổ sung Trang 36
5. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T3- 2016 BA nồng độ cao hơn làm giảm sự tiết phenol, và môi trường nuôi cấy. Tuy nhiên, trên môi trường sự hình thành mô sẹo của mẫu cấy rõ rệt. Trên BA 12 mg/L, một số chồi vẫn còn tạo mô sẹo và môi trường BA 7,5 mg/L và 10 mg/L mẫu cấy tiết phenol ra môi trường nuôi cấy (Bảng 3, Hình hầu như không tạo mô sẹo hoặc tiết phenol ra 3C, Hình 5). Bảng 3. Ảnh hưởng của BA ở các nồng độ khác nhau lên sự phát triển của chồi Sa Kê sau 8 tuần nuôi cấy Chỉ tiêu theo dõi Nghiệm thức MS ½ + BA 7,5 mg/L MS ½ + BA 10 mg/L MS ½ + BA 12 mg/L Tỉ lệ mẫu phát triển (%) 31,0 ± 5,5c 86,8 ± 19,1a 59,9 ± 0,5b Thời gian xuất hiện lá 4 3 4 (tuần) Số lá (sau 8 tuần) 1,0 ± 0,0b 2,6 ± 0,3a 1,1 ± 0,4b Chiều cao chồi (cm) 0,86 ± 0,06b 1,3 ± 0,12a 1,3 ± 0,12a Tỉ lệ tạo mô sẹo (%) 0,0 ± 0,0b 0,0 ± 0,0b 38,0 ± 2,1a Tỉ lệ hóa nâu (%) 0,0 ± 0,0b 0,0 ± 0,0b 10,3 ± 2,3a Các số trong cùng một hàng mang các chữ khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở p=0,05 Hình 3. Chồi Sa Kê sau 3 tuần nuôi cấy trên môi trường MS ½ có bổ sung BA 7,5 mg/L (A); 10 mg/L (B) và 12 mg/L (C). (mũi tên chỉ sự hình thành mô sẹo trên chồi) Hình 4. Chồi Sa Kê sau 8 tuần nuôi cấy trên môi trường MS ½ có bổ sung BA 7,5 mg/L (A); 10 mg/L (B) và 12 mg/L (C) Trang 37
6. Science & Technology Development, Vol 19, No.T3-2016 Thí nghiệm 3: Nuôi trên môi trường MS ½ có bổ sung BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L và MS ½ có bổ sung BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L, GA3 0,35 mg/L. Dưới ảnh hưởng của BA, Kin và GA3, sau 8 tuần nuôi cấy, các chồi đều phát triển tốt. Đặc biệt, trên môi trường có bổ sung GA3 0,35 mg/L kích thích sự phát triển của các chồi bên, lá xuất hiện ở tuần thứ 4 (Bảng 4, Hình 6 và 7). Tuy Hình 5. Sự tiết các hợp chất phenol và hóa nâu đen của chồi Sa Kê sau 8 tuần nuôi cấy trên môi trường MS ½ nhiên, tỉ lệ chồi phát triển thấp hơn so với môi bổ sung BA 12 mg/L trường bổ sung BA 10 mg/L (Bảng 4). Bảng 4. Ảnh hưởng của BA, Kin và GA3 lên sự phát triển của chồi Sa Kê sau 8 tuần nuôi cấy Nghiệm thức Chỉ tiêu theo dõi MS ½ + BA 0,45 mg/L + Kin MS ½ + BA 0,45 mg/L + Kin 0,6 0,6 mg/L mg/L + GA3 0,35 mg/L. Tỉ lệ mẫu phát triển (%) 65,4 ± 2,9 68,1 ± 3,2 Thời gian xuất hiện lá (tuần) 4 4 Số lá (sau 8 tuần) 1 1 Chiều cao chồi (cm) 1,1 ± 0,0 1,4 ± 0,1 Số chồi bên xuất hiện (sau 8 tuần) 0 1, 2 hoặc 3 Hình 6. Chồi Sa Kê sau 4 tuần nuôi cấy trên môi trường MS ½ có bổ sung BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L (A) và MS ½ bổ sung BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L, GA3 0,35 mg/L (B). (mũi tên chỉ vị trí của chồi bên hình thành) Hình 7. Chồi Sa Kê sau 8 tuần nuôi cấy trên môi trường MS ½ bổ sung BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L (A) và MS ½ bổ sung BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L, GA3 0,35 mg/L (B). (mũi tên chỉ vị trí của chồi bên hình thành) Trang 38
7. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T3- 2016 Quan sát hình thái giải phẫu sự xuất hiện sơ khởi chồi bên (Hình 8A), sau 4 Lát cắt dọc qua chồi Sa Kê sau 1 tuần nuôi tuần nuôi cấy sơ khởi này đã phát triển thành cấy trên môi trường MS ½ có bổ sung BA 0,45 chồi bên với các phát thể lá (Hình 8B). mg/L, Kin 0,6 mg/L, GA3 0,35 mg/L cho thấy có Hình 8. Phẫu thức cắt dọc qua một sơ khởi chồi bên Sa Kê sau 1 tuần (A) và chồi bên sau 4 tuần (B) trên môi trường MS ½ bổ sung BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L, GA3 0,35 mg/L. (1): Vùng mô phân sinh ngọn chồi; (2): Các phát thể lá Sự thay đổi cường độ hô hấp gia tăng cường độ hô hấp bắt đầu ở tuần thứ 2, Trên môi trường MS ½ bổ sung BA 7,5 tăng mạnh ở tuần thứ 4 sau đó giảm ở tuần thứ 8. mg/L, cường độ hô hấp của chồi không thay đổi Riêng trên môi trường bổ sung BA 0,45 mg/L, đáng kể qua các tuần. Trên môi trường bổ sung Kin 0,6 mg/L, GA3 0,35 mg/L, cường độ hô hấp BA 10 mg/L; BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L; tăng ở tuần thứ 2, sự gia tăng này mạnh dần ở cường độ hô hấp của chồi tăng sau 2 tuần nuôi tuần thứ 4 và tăng mạnh nhất sau 8 tuần nuôi cấy cấy, tăng mạnh ở tuần thứ 4 và duy trì đến tuần (Bảng 5). thứ 8. Trên môi trường bổ sung BA 12 mg/L, sự Bảng 5. Cường độ hô hấp (µmol O2/g TLT)/giờ) của chồi Sa Kê qua các tuần nuôi cấy trên môi trường MS ½ có bổ sung các chất điều hòa tăng trưởng thực vật khác nhau Nghiệm thức MS ½ bổ sung Thời gian (tuần) 0 2 4 8 BA 7,5 mg/L 1,06 ± 0,11a 1,19 ± 0,18a 1,48 ± 0,10a 1,35 ± 0,18a BA 10 mg/L 1,06 ± 0,11c 9,21 ± 0,49b 16,70 ± 0,85a 16,14 ± 1,37a BA 12 mg/L 1,06 ± 0,11c 9,35 ± 0,76b 13,50 ± 0,53a 7,66 ± 1,00b BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L 1,06 ± 0,11c 8,52 ± 1,45b 16,89 ± 1,08a 15,51 ± 1,66a BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L, 1,06 ± 0,11d 13,23 ± 0,47c 18,13 ± 1,17b 27,79 ± 0,97a GA3 0,35 mg/L Các số trong cùng một hàng mang các chữ khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở p=0,05 Sự thay đổi hoạt tính các chất điều hòa tăng trường nuôi cấy, riêng trên môi trường MS ½ bổ trưởng thực vật nội sinh sung BA 12 mg/L, hoạt tính IAA bắt đầu tăng ở Hoạt tính IAA trong chồi Sa Kê hầu như tuần 2, tăng cao nhất ở tuần 4 và giảm dần ở tuần không thay đổi qua các tuần trên tất cả các môi 8 (Bảng 6, 7, 8 và 9). Trên tất cả các môi trường Trang 39
8. Science & Technology Development, Vol 19, No.T3-2016 nuôi cấy, hoạt tính Zeatin nội sinh trong chồi đều mg/L, GA3 0,35 mg/L; hoạt tính GA3 tăng ở tuần bắt đầu tăng mạnh ở tuần 2 cho tới tuần 4 sau đó 2 sau đó tăng mạnh ở tuần 4 và 8 (Bảng 9). Hoạt hạ thấp dần ở tuần 8 (Bảng 6, 7, 8 và 9). tính ABA nội sinh hầu như không thay đổi sau 2 Hoạt tính GA3 nội sinh bắt đầu tăng mạnh ở tuần nuôi cấy, tuy nhiên sau 4 hoặc 8 tuần nuôi tuần 2, tiếp tục duy trì đến tuần 4 sau đó giảm cấy có sự tăng nhẹ (Bảng 6, 7 và 9). Riêng trên xuống ở tuần 8 trên môi trường MS ½ bổ sung môi trường MS ½ bổ sung BA 0,45 mg/L, Kin BA 10 mg/L; BA 12 mg/L; BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L; hoạt tính ABA trong chồi hầu như 0,6 mg/L (Bảng 6, 7 và 8). Trong khi đó, trên môi không thay đổi (Bảng 8). trường MS ½ bổ sung BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 Bảng 6. Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh trong chồi Sa Kê qua các tuần nuôi cấy trên môi trường MS ½ bổ sung BA 10 mg/L Hoạt tính (mg/L) Tuần 0 Tuần 2 Tuần 4 Tuần 8 IAA 0,67 ± 0,07a 0,83 ± 0,11a 0,79 ± 0,19a 0,63 ± 0,03a Zeatin 0,81 ± 0,12d 2,63 ± 0,26a 2,03 ± 0,11b 1,37 ± 0,06c b a a b GA3 2,98 ± 0,18 6,04 ± 0,07 5,33 ± 0,42 3,63 ± 0,24 ABA 0,35 ± 0,05ab 0,26 ± 0,07b 0,50 ± 0,1a 0,54 ± 0,03a Các số trong cùng một hàng mang các chữ khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở p=0,05 Bảng 7. Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh trong chồi Sa Kê qua các tuần nuôi cấy trên môi trường MS ½ bổ sung BA 12 mg/L Hoạt tính (mg/L) Tuần 0 Tuần 2 Tuần 4 Tuần 8 IAA 0,67 ± 0,07c 1,16 ± 0,09b 1,63 ± 0,04a 0,35 ± 0,08d Zeatin 0,81 ± 0,12c 1,56 ± 0,13b 2,14 ± 0,04a 1,72 ± 0,11b c b a b GA3 2,98 ± 0,18 4,58 ± 0,25 5,46 ± 0,2 3,19 ± 0,09 ABA 0,35 ± 0,05c 0,72 ± 0,06b 1,26 ± 0,04a 1,17 ± 0,1a Các số trong cùng một hàng mang các chữ khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở p=0,05 Bảng 8. Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh trong chồi Sa Kê qua các tuần nuôi cấy trên môi trường MS ½ bổ sung BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L Hoạt tính (mg/L) Tuần 0 Tuần 2 Tuần 4 Tuần 8 a a a a IAA 0,67 ± 0,07 0,59 ± 0,08 0,53 ± 0,08 0,49 ± 0,02 c b a ab Zeatin 0,81 ± 0,12 1,44 ± 0,07 2,05 ± 0,21 1,74 ± 0,15 c a a b GA3 2,98 ± 0,18 5,35 ± 0,33 4,70 ± 0,23 3,96 ± 0,06 a a a a ABA 0,35 ± 0,05 0,33 ± 0,04 0,36 ± 0,05 0,51 ± 0,08 Các số trong cùng một hàng mang các chữ khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở p=0,05 Trang 40
9. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T3- 2016 Bảng 9. Hoạt tính các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh trong chồi Sa Kê qua các tuần nuôi cấy trên môi trường MS ½ bổ sung BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L, GA3 0,35 mg/L Hoạt tính (mg/L) Tuần 0 Tuần 2 Tuần 4 Tuần 8 IAA 0,67 ± 0,07a 0,64 ± 0,08a 0,67 ± 0,09a 0,81 ± 0,05a Zeatin 0,81 ± 0,12c 1,59 ± 0,15b 2,36 ± 0,17a 1,66 ± 0,18b c b a a GA3 2,98 ± 0,18 5,18 ± 0,37 7,67 ± 0,16 8,00 ± 0,39 ABA 0,35 ± 0,05b 0,43 ± 0,06b 0,39 ± 0,06b 0,63 ± 0,03a Các số trong cùng một hàng mang các chữ khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa ở p=0,05 Thảo luận Than hoạt tính được bổ sung vào môi trường các chất điều hòa tăng trưởng thực vật được sinh nuôi cấy có vai trò làm giảm sự tiết phenol của ra trong quá trình đó [5]. Trong sự phát triển của chồi, tuy nhiên, nó còn làm giảm sự hấp thu dinh chồi Sa Kê ở thí nghiệm 2 và 3, hoạt tính Zeatin dưỡng dẫn đến chồi chậm phát triển. Hơn nữa, sự và GA3 nội sinh hầu như đều bắt đầu gia tăng ở nuôi cấy trực tiếp trên môi trường bổ sung BA tuần thứ 2, sau đó tăng mạnh ở tuần thứ 4. GA3 nồng độ cao, các chồi thường tạo mô sẹo ngay có vai trò trong sự tăng trưởng của lá [1]; trên các vết cắt làm ảnh hưởng đến sự phát triển cytokinin thúc đẩy sự trưởng thành của diệp lạp của chồi. Chính vì vậy, trong 3 thí nghiệm chúng và là nhân tố chính điều khiển quá trình tái sinh tôi khảo sát thì ở thí nghiệm 1 tỉ lệ phát triển mạch [5]. Ở tuần thứ 8, khi các chồi phát triển ổn cũng như chất lượng của chồi thấp nhất. định, lá trưởng thành có kích thước lớn hơn; hoạt Các hợp chất phenol hiện diện ở môi trường động thúc đẩy sự trưởng thành diệp lạp không nuôi cấy in vitro thường làm mẫu hóa nâu và hoại còn mạnh mẽ như các tuần đầu, do đó cytokinin tử dẫn đến cản sự phát triển của mẫu cấy. Sự sinh cũng như GA3 nội sinh cũng giảm dần. Điều này tổng hợp phenol ở thực vật được cho là có liên cũng cho thấy rõ sự tương quan với cường độ hô quan đến BA, nồng độ BA càng cao thì lượng hấp của chồi sau 8 tuần nuôi cấy. Nồng độ auxin phenol tổng hợp được càng nhiều và ngược lại cao có tác động hình thành mô sẹo. Do vậy, sự [7]. Chính vì thế, ở thí nghiệm 2 khi các chồi gia tăng hoạt tính IAA nội sinh trong tuần 2 và 4 được nuôi trên môi trường BA 1 mg/L sau đó cộng với nồng độ cao của BA (trên môi trường chuyển sang nuôi trên các môi trường bổ sung bổ sung BA 12 mg/L ở thí nghiệm 2) làm cho mô BA cao hơn (7,5 mg/L, 10 mg/L và 12 mg/L) đã sẹo hình thành tại các vết cắt trên chồi. Qua thực làm giảm được hiện tượng này. Ngoài ra, ở thí nghiệm cho thấy các tế bào mô sẹo xốp, có đời nghiệm 3, việc giảm nồng độ BA cộng với sự kết sống ngắn sau đó hóa nâu đen làm ảnh hưởng xấu hợp của Kin và GA3 cũng tránh được sự tiết đến sự phát triển của chồi. Khi phối hợp ABA và phenol và tạo mô sẹo từ chồi. Ở một số loài thân BA trong môi trường nuôi cấy khúc cắt chồi cây gỗ, trong nuôi cấy in vitro, để kích thích được cam vàng Citrus sinensis (L.) sẽ làm tăng sự hấp chồi phát triển cần phải có cytokinin ở nồng độ thu đường của mô cấy. Đặc biệt ABA còn thúc khá cao. Do vậy, trong thí nghiệm 2, trên môi đẩy sự tích lũy đường bên trong chồi giúp chồi trường bổ sung BA 7,5 mg/L tỉ lệ phát triển của phát triển mạnh [3]. Vì vậy, sự tăng nhẹ hoạt tính chồi là thấp nhất so với các nghiệm thức còn lại. ABA ở tuần thứ 4 hoặc thứ 8 ở hầu hết các môi trường nuôi cấy phần nào giúp mô cấy tăng hấp Các bước phát triển trong cơ thể thực vật là thu đường từ đó cung cấp nguồn carbon cho sự kết quả của hàng loạt phản ứng biến dưỡng. Các phát triển của chồi. hoạt động biến dưỡng này chịu sự chi phối của Trang 41
10. Science & Technology Development, Vol 19, No.T3-2016 Ngoài sự kéo dài tế bào, kéo dài lóng, GA3 trường nhưng nó làm chậm sự phát triển của chồi. còn có tác động kích thích sự tăng trưởng chồi và Các chồi được nuôi trên môi trường MS ½ bổ gỡ sự ngủ của chồi [1]. Do đó, việc bổ sung GA3 sung BA 1 mg/L, sau 10 ngày chuyển sang môi 0,35 mg/L vào môi trường nuôi cấy đã kích thích trường bổ sung BA cao hơn (7,5 mg/L; 10 mg/L sự phát triển các chồi bên trên mẫu cấy; điều này và 12 mg/L) đều phát triển sớm hơn. Tuy nhiên, cũng phù hợp với nghiên cứu của Murch năm trên môi trường bổ sung BA 10 mg/L cho tỉ lệ 2008, khi bổ sung GA 1 µM vào môi trường nuôi chồi phát triển cao nhất, chồi phát triển khỏe, cấy đã làm tăng hệ số nhân giống của chồi Sa Kê không có sự tiết phenol hay tạo mô sẹo trên chồi. [8]. Sự gia tăng hoạt tính GA3 nội sinh và cường Sự kết hợp BA 0,45 mg/L, Kin 0,6 mg/L và độ hô hấp ở tuần 8 trong trường hợp này là cần GA3 0,35 mg/L, cũng làm chồi phát triển sớm và thiết cho việc cung cấp năng lượng cho sự phát giảm được sự tiết phenol hoặc tạo mô sẹo; tuy triển cũng như kéo dài các chồi bên ở giai đoạn nhiên tỉ lệ chồi phát triển thấp hơn so với trường sau này. hợp bổ sung BA 10 mg/L. Sự bổ sung GA3 vào KẾT LUẬN môi trường đã kích thích sự phát triển các chồi Sự bổ sung than hoạt tính 1 g/L với mục đích bên của mẫu cấy, góp phần làm tăng hệ số nhân làm giảm sự tiết phenol của mẫu cấy trong môi giống. Effect of plant hormones on the in vitro culture of breadfruit shoots (Artocarpus altilis (Park.) Fosberg) Ha Thi Tuyet Suong Vo Thi Bach Mai University of Science, VNU – HCM ABSTRACT Under the influence of plant hormones, after affected the ability of the shoot development. On 8 weeks of in vitro culture, the growth of the ½ MS supplemented with 0.45 mg/L BA, 0.6 breadfruit shoot (Artocarpus altilis (Park.) mg/L Kinetin (Kin) medium and on the ½ MS Fosberg) was very different. With shoots that supplemented with 0.45 mg/L BA, 0.6 mg/L Kin, were cultured on 1 mg/L BA medium after 10 days 0.35 mg/L GA3 medium, the percentage of shoot of being transferred to ½ MS supplemented with developed were lower than those on the ½ MS 10 mg/L BA medium, the percentage of shoot supplemented with 10 mg/L medium. The addition development was the highest (86.8 %), and the of 0.35 mg/L GA3 in the culture medium help to secretion of phenolic compounds or forming appear the lateral more than the remaining callus were not observed. On the ½ MS experiments. Roles of respiration rate and supplemented with 12 mg/L BA medium, shoots endogenous hormones were discussed to growed strongly and healthily but the secretion of understand the physiological changes in the in phenolic compounds and the forming of callus vitro culture shoots breadfruit. Key words: Artocarpus altilis (Park.) Fosberg, in vitro culture, plant hormones Trang 42
11. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ T3- 2016 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. B.T. Việt, Sinh lý thực vật đại cương, phần [5]. L. Tait, E. Zeiger, Plant physiology, 3th II: Phát triển, Nhà xuất bản Đại học Quốc edition, Sinauer Associates (2002). gia Thành phố Hố Chí Minh (2000). [6]. N.D. Sanh, Thực tập chuyên ngành Sinh lý [2]. FAO, The International Treaty on Plant thực vật, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Genetic Resources for Food and Thành phố Hồ Chí Minh (2013). Agriculture, Food and Agricultural [7]. S.N. Cynthia, In vitro propagation of Organization of the United Nations, Rome, Breadfruit [Artocarpus altilis (Parkinson) Italy (2009). Fosberg] for germplasm conservation and [3]. I. Giladi, A. Altman, R. Goren, Differential exchange. Master of Science. University of effects of sucrose, abcisic acid, and benzyl Hawaii (2003). adenine on shoot growth and callus [8]. S.J. Murch, D. Ragone, W.L. Shi, A.P. formation in the abscission zone of excised Alan, P.K. Saxena, In vitro conservation Citrus Buds, Plant Physiol, 59, 1161-1164 and sustained production of breadfruit (1997). (Artocarpus altilis, Moraceae): modern [4]. J.E. Duncan, J. Rouse-Miller, In vitro technologies for a traditional tropical crop, propagation of Artocarpus altilis (Park.) Naturwissenschaften, 95, 99-107 (2008). Fosberg (breadfruit) from mature plant [9]. U.B. Jagtap, V.A Bapat, Artocarpus: A material, In vitro Cell Dev Biol Plant, 36, review of its traditional use, phytochemistry 115-117 (2000). and pharmacology, Journal of Ethnopharmacology, 12, 9, 143-144 (2014). Trang 43