2017. TS Dương Hoa Xô. Các nghiên cứu về sinh lý thực vật phục vụ công tác chọn tạo giống cây trồng tại Tp HCM

1. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ SINH LÝ THỰC VẬT PHỤC VỤ
CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG (RAU, HOA,
CÂY DƯỢC LIỆU) TẠI TP. HỒ CHÍ MINH
TS. Dương Hoa Xô – 0913933796 -
hoaxo912@gmail.com
TS. Nguyễn Xuân Dũng
Trung tâm Công nghệ Sinh học TP. HCM
HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC NĂM 2017
SINH LÝ THỰC VẬT ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO

2. NỘI DUNG BÁO CÁO
1- Đặt vấn đề
2- Vài nét về Trung tâm CNSH TP. HCM
3- Các nghiên cứu về sinh lý thực vật phục vụ công tác
chọn giống cây trồng của Trung tâm CNSH TP. Hồ Chí
Minh
4. Hướng nghiên cứu sắp tới

3. ĐẶT VẤN ĐỀ
 Thành phố Hồ Chí Minh là một trung tâm khoa học công nghệ,
có mật độ dân số cao, diện tích đất nông nghiệp ít.
 Chuyển đổi cơ cấu cây trồng cùng với ứng dụng CNC, công
nghệ sinh học là chiến lược của Thành phố trong lĩnh vực
nông nghiệp.
 Nhiều chính sách, chương trình ưu tiên cho phát triển
NNƯDCNC, đặc biệt trong chọn tạo giống cây trồng.
 Hiện tại, Thành phố đang triển khai nhiều biện pháp để hướng
tới trở thành Trung tâm giống cây trồng của khu vực.
 Do đó, cần đẩy mạnh các nghiên cứu liên quan đến sinh
trưởng, phát triển của cây trồng như Sinh lý thực vật.

4. Các nghiên cứu về sinh lý thực vật trong công tác chọn tạo
giống cây trồng tại Trung tâm CNSH TP. HCM
1. Nghiên cứu ứng dụng các chất điều hòa sinh trưởng
thực vật trong kích thích tăng trưởng và nhân giống cây
trồng (tập trung cho cây hoa)
2. Nghiên cứu sự phát sinh phôi sinh dưỡng phục vụ cho
công tác vi nhân giống
3. Nghiên cứu thu nhận sinh khối sâm Ngọc Linh bằng
phương pháp chuyển gen tạo rễ tóc
4. Một số nghiên cứu khác liên quan đến chọn giống hoa,
rau và cây dược liệu

5. QUY HOẠCH TỔNG THỂ
KHU TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ SINH HỌC
1
2
3
11
4
7
6
10
9
8
12
5
1. Khu Hành chính – Tổng hợp
2. Vườn Sinh vật cảnh
3. Khu Đào tạo và Hợp tác quốc tế
4. Khu Thể thao
5. Khu thí nghiệm thực vật
6. Khu phân tích và xét nghiệm
7. Khu Nhà khách, nhà công vụ
8. Khu Sản xuất chế phẩm sinh học
9. Khu nuôi động vật thử nghiệm
10. Khu nhà kính, nhà lưới
11. Khu Nghiên cứu và sản xuất thử
12. Khu xử lý chất thải

6. Bộ sưu tập 360
giống hoa lan
(Mokara, Cattleya,
Dendrobium,
Oncidium, …)
Khu sưu tập lan rừng
Khu sưu tập lan Mokara
Collection of Brassavola

7. 424-2-1 12-11-5
Giới thiệu một số dòng lan lai có triển vọng

8. Đồng tiền cam
Đồng tiền đỏ
Đồng tiền vàng
Thu hải đường kép
Báo xuân vàng
Cúc lá nhám vàng
Cẩm chướng đơnMào gà búa đỏ
Dã yên thảo Hoa Chuông đỏ
Cẩm chướng kép
Bộ sưu tập
77 giống
hoa nền
Hoa Chuông tím
Cúc lá nhám đỏ
Hoa Cúc trắng
Hoa báo xuân

9. Bộ sưu tập
124 giống
kiểng lá
Đại đế nâu
Phú quý
Thịnh vượng
Dương xỉ nhật Ráng ổ phụng
Trầu bà lá xoắn
Thái lan 11
Cẩm thạchRâu rồngĐại đế vàng
Cẩm thạch lá xoắn
Thái lan 1
Cung điện vàng
Đại phát tài
Lá may mắn

10. Giảo cổ lam Hà thủ ô đỏ Đinh lăng Khổ sâm Bình vôi
Xáo tam phân Trinh nữ hoàng cung Ba gạc cuba
Bạch diệpHoắc hương
Thiên niên kiện
Kim ngân hoa Hương nhu tím Bạch hoa xà
Bộ sưu tập
100 giống
cây dược
liệu

11. Nhà máy sản xuất thực vật ( Plant Factory )

12. Nhà máy sản xuất thực vật ( Plant Factory )

13. Nghiên cứu ứng dụng các chất ĐHST thực vật trong
kích thích tăng trưởng và nhân giống cây trồng
 Sự phát triển của cây trồng
chịu sự kiểm soát của
CĐHSTTV.
 Sử dụng hợp lý CĐHSTTV
giúp điều chỉnh sự phát triển
cây trồng theo hướng có lợi
cho mục đích chọn tạo giống.
 Các hướng nghiên cứu đã
triển khai: kích thích tạo chồi,
rễ và khả năng ra hoa trong
điều kiện ex vitro; thiết lập các
quy trình nhân giống in vitro.

14. Cây lan D. White 5N được
phun 10mg/L NAA + 120
mg/L BA (A) tạo nhiều chồi
hơn so với cây đối chứng
không phun CĐHST sau 35
ngày xử lý.
BA
* Nghiên cứu kích thích tạo
chồi, rễ và khả năng ra hoa
trong điều kiện ex vitro:
- Kết quả nghiên cứu trên lan
Dendrobium White 5N:
+ NAA và BA có ảnh hưởng
đến sự nảy chồi của cây.
+ Phun NAA 10 mg/L và BA
120 mg/L giúp nâng cao tỷ lệ
nảy chồi và rút ngắn thời gian
xuất hiện chồi; chồi tăng
trưởng nhanh, cho hoa sớm;
số lượng phát hoa nhiều hơn.

15. Nồng độ NAA
(ppm)
Nồng độ BA (ppm)
Trung
bình NAA0 30 60 90 120
0 55ab 52abc 53abc 53abc 51abc 53A
5 57a 55ab 54abc 48c 50bc 53A
10 56ab 54abc 40d 23g 15h 38D
15 55ab 54abc 50abc 38de 37def 47B
20 53abc 53abc 38de 32f 32ef 41C
Trung bình BA 55A 54A 47B 39C 37C
CV (%) = 7,1; F(N)**; F(B)**; F(NB)**
Ảnh hưởng của nồng độ NAA và BA đến thời điểm xuất hiện chồi
của lan D. White 5N
 Kết quả xử lý CĐHST trên lan Dendrobium White 5N
• Xử lý phối hợp NAA (10 mg/l) và BA (120 mg/l) giúp
cây lan có thời điểm xuất hiện chồi trung bình sớm nhất.

16.  Nghiên cứu thiết lập quy trình nhân giống in vitro:
 Tạo ra quy trình nhân giống các loại hoa lan: Dendrobium,
Mokara, Phalaenopsis và nhiều loại hoa khác.
 BA và NAA được sử dụng để tối ưu hóa hiệu quả nhân giống:
- Tăng sinh PLBs lan M. Chaopraya sunset: 1,0 mg/LNAA+
0,5 mg/L BA.
- Tăng sinh PLBs lan Dendrobium Sonia: 1,0 mg/L NAA +
0,3 mg/L BA.
 Các kết quả này cho thấy CĐHSTTV cũng như kiến thức về
sinh lý thực vật đã và đang được ứng dụng vào nghiên cứu
chọn tạo giống cây trồng.

17. * Kết quả nhân giống in vitro lan
Mokara:
A. Tái sinh PLBs từ phát hoa
B. Tăng sinh PLBs
C, D. Thu nhận cây con từ PLBs
A
B
C D

18. * Kết quả nhân giống in vitro Sâm
cau (Curculio orchioides Gaetn)
A. Tăng trưởng chồi từ thân rễ
B. Tạo cụm chồi
C. Tạo rễ
D. Cây con hoàn chỉnh
A
B
C

19. Nghiên cứu sự phát sinh phôi sinh dưỡng phục vụ
cho công tác vi nhân giống
 Phát sinh phôi sinh dưỡng là một cách tiếp cận hiệu
quả cho nhân giống in vitro .
 Giúp nâng cao hiệu quả nhân giống, cải thiện về độ
đồng nhất, chất lượng cây giống.
 Đã được áp dụng trên các loại hoa lan Dendronium,
Mokara, Phalaenopsis và cây dược liệu như Sâm cau
(Curculigo orchioides Gaetn).

20. - Sự phát sinh phôi được thực hiện với hai loại mô cấy là mô
lá, thân, phát hoa với sự hiện diện của Auxin (NAA, 2,4-D) và
Cytokinin (BA):
+ Tạo PLBs từ mô thân Dendrobium: 1,0 mg/L NAA + 0,5 mg/L
BA.
+ Tạo PLBs từ phát hoa Mokara: BA 2,5 mg/L và NAA 0,5
mg/L.
PLBs tạo thành từ lát cắt mỏng mô thân Dendrobium Sonia trên
môi trường MS + BA 0,5 mg/L và NAA 1,0 mg/L

21.  Tạo phôi từ mô lá
Sâm cau: 0,5 mg/L
2,4-D + 2,0 mg/L
BA.
 Sự hình thành phôi
Sâm cau trải qua
các giai đoạn: phôi
cầu, phôi kim tự
tháp, phôi núi lửa.
D
Các giai đoạn phát triển của phôi sinh dưỡng
Sâm cau.A: phôi cầu; B: phôi núi lửa; C: phôi
kim tự tháp; D: phôi hình thành phát thể lá;
E, F: phôi phát triển thành chồi

22.  Sự thành công trong nghiên cứu
phát sinh phôi là một trong
những kết quả có ý nghĩa quan
trọng đối với vấn đề chọn tạo
giống cây trồng.
 Ngoài việc có thể ứng dụng cho
vi nhân giống, hệ thống tái sinh
phôi vô tính còn giữ một vai trò
then chốt trong các nghiên cứu
tạo giống bằng chuyển gen. Phôi sinh dưỡng tạo
thành từ mô lá Sâm cau

23. Nghiên cứu thu nhận sinh khối sâm Ngọc Linh bằng
phương pháp chuyển gen tạo rễ tóc
 Sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis Ha et Grushv.) là
một loài đặc hữu của Việt Nam.
 Là loại dược liệu quý hiếm.
 Có nhiều giá trị y học.
 Tăng trưởng rất chậm, thích
nghi rất hạn chế.
 Khó khăn trong thu nhận sinh
khối rễ sâm tự nhiên.
Sâm Ngọc Linh
(Nguồn: Vietnamnet.vn)

24.  Giải pháp cho thu nhận sinh
khối rễ: Chuyển gen tạo rễ
tóc.
 Quá trình chuyển gen (rol)
được thực hiện thông qua
việc lây nhiễm (sử dụng
phương pháp tiêm) vi khuẩn
Agrobacterium rhizogene
vào cây sâm nuôi cấy trong
điều kiện in vitro.
Cây Sâm
Ngọc Linh
dùng cho
chuyển gen
Rễ tóc Sâm Ngọc Linh
tạo ra từ cây chuyển gen
Nghiên cứu thu nhận sinh khối sâm Ngọc Linh bằng
phương pháp chuyển gen tạo rễ tóc

25.  Đã xây dựng thành công quy
trình chuyển gen tạo rễ tóc.
 Tạo ra được được 350 dòng
rễ sâm chuyển gen, trong đó
có 31 dòng có khả năng tái
sinh tốt.
 Quy trình nhân sinh khối rễ
sâm có thể đạt được mức
gia tăng gấp 2,4 lần sau 3
tháng nuôi cấy.
Nhân sinh khối rễ tóc Sâm
Ngọc Linh
Nghiên cứu thu nhận sinh khối sâm Ngọc Linh bằng
phương pháp chuyển gen tạo rễ tóc

26. Quy trình chuyển gen tạo rễ tóc Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis)
Nghiên cứu thu nhận sinh khối sâm Ngọc Linh bằng
phương pháp chuyển gen tạo rễ tóc

27. Việc nghiên cứu thành
công Quy trình tạo rễ tóc
sâm Ngọc Linh là một
trong những kết quả nổi
bật, mở ra nhiều hướng
nghiên cứu và ứng dụng
mới liên quan đến vấn đề
khai thác hiệu quả loài
dược liệu quý giá này. Lãnh đạo Đảng và Nhà nước xem
sản phẩm rễ tóc Sâm Ngọc Linh
của Trung Tâm CNSH TP
Nghiên cứu thu nhận sinh khối sâm Ngọc Linh bằng
phương pháp chuyển gen tạo rễ tóc

28. Nghiên cứu tạo tính kháng virus cho hoa lan thông
qua việc ứng dụng công nghệ chuyển gen RNAi
 Kỹ thuật chuyển gen RNAi lần
đầu tiên đã được áp dụng tại
Trung tâm Công nghệ Sinh học
Tp.HCM để tạo giống hoa lan
kháng virus khảm vàng
(Cymbidium mosaic virus).
 Thực hiện trên lan Dendrobium
Sonia, sử dụng phương pháp
chuyển gen bằng vi khuẩn
Agrobacterium tumefaciens. Cây lan
Dendrobium Sonia

29. Quy trình chuyển gen vào PLBs của lan
Dendrobium Sonia bằng vi khuẩn A. tumefaciens
Xây dựng thành
công quy trình
chuyển gen vào
PLBs lan
Dendrobium
Sonia bằng vi
khuẩn A.
tumefaciens với
hiệu quả chuyển
gen đạt trên
70%.
Nghiên cứu tạo tính kháng virus cho hoa lan thông
qua việc ứng dụng công nghệ chuyển gen RNAi

30.  Thiết kế thành công vector
RNAi mang cấu trúc gen CP
của virus khảm vàng phục
vụ cho chuyển gen.
 Chuyển thành công cấu trúc
gen mục tiêu vào mô lan
bằng vi khuẩn A.
tumefaciens chủng.
 Tạo được mô lan (PLBs)
mang cấu trúc gen chuyển.
vector RNAi mang cấu trúc gen
CP của virus khảm vàng
PLBs chyển gen sống sót trên môi
trường chọn lọc kanamycine
Nghiên cứu tạo tính kháng virus cho hoa lan thông
qua việc ứng dụng công nghệ chuyển gen RNAi

31.  Tạo được cây lan in vitro hoàn
chỉnh phục vụ cho đánh giá khả
năng kháng virus.
 Thông qua lây nhiễm virus nhân
tạo trong điều kiện in vitro, đã
chọn được các dòng lan có khả
năng kháng virus.
 Cây không chuyển gen bị tổn
thương (hoại tử lá) và chết sau lây
nhiễm virus trong khi cây chuyển
gen vẫn phát triển bình thường.
Cây chuyển gen (A) phát
triển bình thường; cây đối
chứng (B) bị hoại tử và chết
sau 4 tuần lây nhiễm virus.
Nghiên cứu tạo tính kháng virus cho hoa lan thông
qua việc ứng dụng công nghệ chuyển gen RNAi

32. Nghiên cứu tạo tính kháng virus cho hoa lan thông
qua việc ứng dụng công nghệ chuyển gen RNAi

33. * Nuôi cấy bao phấn ớt ngọt (Capsicum
annuum L.) để tạo dòng thuần- Tạo được
nguồn mẫu bao
phấn in vitro.
- Tạo được mô
sẹo từ bao phấn
in vitro.
- Đang triển khai
các giai đoạn
tiếp theo.
A. Nụ hoa ớt ngọt
B. Bao phấn nuôi cấy in vitro
C. Bao phấn tạo mô sẹo
D. Mô sẹo từ bao phấn
A
B
C D
Một số nghiên cứu khác liên quan đến chọn giống
hoa, rau và cây dược liệu

34. * Nghiên cứu mối liên hệ giữa hình thái, di truyền và hàm
lượng saponin ở cây Đinh lăng (Polyscias fruticosa L.)
- Đã xây dựng
thành công quy
trình PCR cho
phân tích di
truyền các dòng
Đinh lăng bằng
kỹ thuật ISSR.
- Đang triển khai
các giai đoạn tiếp
theo.
A. Lá Đinh lăng dùng cho
tách chiết DNA
B. Kiểm tra DNA tách
chiết
C. PCR kiểm tra di truyền
bằng kỹ thuật ISSR
A
C
B

35. * Xây dựng cơ sở dữ liệu trình tự DNA
cho một số loài Lan rừng Việt Nam dựa
trên DNA barcode
- Xây dựng được
quy trình phân
tích DNA barcode
cho lan rừng.
- Chọn được các
vùng DNA
barcode để xây
dựng cơ sở dữ
liệu cho các loài
phân loại, và xác
định loài. Kết quả điện di kiểm tra sản phẩm khuếch đại
DNA barcode.

36. ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU
 Ứng dụng các nghiên cứu về sinh lý thực vật trong chọn tạo
giống cây trồng là một trong những yếu tố quan trọng giúp
đẩy nhanh tiến trình tạo ra các giống cây trồng mới.
 Việc áp dụng sinh lý thực vật trong chọn giống cây trồng ở
Việt Nam vẫn còn tản mác, chưa thật sự tập trung và hệ
thống hóa.
 Cần có những chính sách khuyến khích và tạo điều kiện
mạnh mẽ hơn nữa cho việc nghiên cứu ứng dụng sinh lý
thực vật để thúc đẩy nhanh hơn nữa quá trình chọn tạo các
giống cây trồng mới phục vụ cho sản xuất.

37. Một số hướng nghiên cứu quan trọng về sinh lý thực vật
 Nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện hệ thống tái sinh cho các
loại cây trồng để phục vụ cho chọn tạo giống cây trồng mới
bằng các công nghệ hiện đại.
 Nghiên cứu khả năng đáp ứng của cây trồng với các điều
kiện bất lợi của môi trường để tìm ra giải pháp nâng cao khả
năng chống chịu của cây trồng với biến đổi khí hậu.
 Nghiên cứu mối tương tác giữa cây trồng và các tác nhân gây
bệnh (nấm, vi khuẩn, virus) để tìm ra giải pháp ngăn chặn
hoặc tạo ra giống có khả năng kháng bệnh.
 Tăng cường các nghiên cứu về sinh lý thực vật ở mức phân
tử nhằm thích ứng với xu hế phát triển hiện nay của thế giới.

38. Định hướng nghiên cứu của Trung tâm Công nghệ
sinh học TP. HCM về Sinh lý thực vật
 Nghiên cứu xây dựng hệ thống tái sinh cho các loại hoa, cây
rau và dược liệu để phục vụ cho công tác vi nhân giống và
chọn tạo giống mới.
 Nghiên cứu biện pháp nâng cao khả năng thích nghi của các
loại hoa, cây rau và dược liệu với điều kiện TP. HCM.
 Nghiên cứu biện pháp ngăn chặn hoặc tạo ra giống hoa, rau
và dược liệu có khả năng kháng bệnh.
 Ứng dụng các công nghệ và kỹ thuật mới trong nghiên cứu
sinh lý thực vật.

39. CHÂN THÀNH
CẢM ƠN!
http://www.pphysio.ulg.ac.be