Ảnh hưởng của benzyl adenine đến khả năng ra hoa của giống lan lai dendrobium bch 12-15-15

61 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 9(94)/2018 Effect of culture conditions on degradation of cellulose and starch by two bacteria strains isolated from trash of edible-canna Nguyen Xuan Canh, Bui Thi Hoa, Pham Hong Hien, Trinh Thi Van Abstract The degradation of cellulose and starch by enzymes from bacteria was studied and applied in a variety of fields. This research focused on the isolation and identification of culture conditions affecting on degradation of cellulose and starch by bacteria strains isolated from trash of edible-canna. Among 13 selected bacterial isolates, D4 and X1.2 strains showed high activity on degradation of both cellulose and starch. The activity of both strains was influenced by culture conditions including time, temperature, pH and concentration of the substrates. The optimum culture time for strains was three days for cellulose degradation and six days for starch digestion. Both strains showed the activity when the temperature increased to 500C, but the activity was highest at 370C. Optimal pH for degradation of cellulose and starch was 5 - 7 and 5 - 9, respectively. The amount of substrate suitable for the highest activity ranged from 3 - 4%. Keywords: Bacteria, cellulose, starch, trash of edible-canna. Ngày nhận bài: 20/6/2087 Ngày phản biện: 2/7/2018 Người phản biện: PGS. TS. Nguyễn Văn Giang Ngày duyệt đăng: 18/9/2018 1 Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh ẢNH HƯỞNG CỦA BENZYL ADENINE ĐẾN KHẢ NĂNG RA HOA CỦA GIỐNG LAN LAI Dendrobium BCH 12-15-15 Lê Thị Thu Hằng1, Phan Diễm Quỳnh1, Hà Thị Loan1 TÓM TẮT Dendrobium BCH 12-15-15 là giống lan mới của Trung tâm Công nghệ sinh học TP. Hồ Chí Minh đã được bảo hộ trong năm 2017. Hoa có màu trắng, kích thước bông lớn và có mùi thơm nhẹ. Cây có ưu thế trong sản xuất lan cắt cành. Nghiên cứu này được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của Benzyl Adenine đến khả năng ra hoa của Dendrobium BCH 12-15-15. Nồng độ BA (0, 100, 150, 200, 250 và 300 ppm) được phun lên cây lan ở độ tuổi 18 tháng sau khi cấy mô. Kết quả cho thấy lan Dendrobium BCH 12-15-15 được xử lý với BA 250 ppm có tỷ lệ ra hoa cao nhất, đạt 84%; chồi hoa xuất hiện sớm nhất ở 27 ngày sau phun; số lượng phát hoa đạt 2,02 phát hoa trên mỗi cây và số lượng hoa đạt 17 hoa/phát hoa. Tuổi thọ của hoa là 51 ngày và dài hơn đối chứng không xử lý là 14 ngày. Từ khóa: BA, giống hoa lan Dendrobium BCH 12-15-15, Cytokinin, ra hoa I. ĐẶT VẤN ĐỀ Lan Dendrobium được trồng phổ biến làm hoa cắt cành do cây siêng hoa, năng suất hoa cao, lâu tàn, màu sắc hoa đa dạng. Chu kỳ khai thác lan cắt cành vào khoảng 3 năm. Do vậy, việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật phù hợp nhằm làm tăng giá trị sản phẩm của lan Dendrobium qua đó có khả năng cạnh tranh cao trong ngành công nghiệp sản xuất hoa cắt cành có tính cạnh tranh cao như hiện nay là rất cần thiết. Sự ra hoa của hoa lan phụ thuộc vào cường độ ánh sáng, nhiệt độ và thời gian chiếu sáng (Kataoka et al., 2004), hoặc thay đổi hoóc môn trong quá trình sinh trưởng (Campos and Kerbauy, 2004). Một số các chất điều hòa sinh trưởng như gibberellin, auxin, cytokinin đã được sử dụng thành công trong ngành trồng hoa lan cắt cành cho nhiều mục đích khác nhau, trong đó Benzyl Adenine (BA) được biết đến như là chất kích thích sinh trưởng có ảnh hưởng tích cực đến quá trình ra hoa của cây. Cytokinin kích thích sự phát triển của chồi bên, thúc đẩy hình thành mầm hoa và nở hoa (Phillips et al., 1991). BA đã được xác nhận có khả năng điều khiển cảm ứng và gây ra hoa ở lan Doritaenopsis và Phalaenopsis trong điều kiện nhiệt độ trong nhà kính được điều chỉnh từ 28°C xuống 23°C (Blanchard and Runkle, 2007). BAP cũng là tác nhân thúc đẩy tăng trưởng cây trồng để đẩy nhanh tốc độ ra lá và quá trình hình thành hoa cho giống Dendrobium Angle White (Nambiar et al., 2012). Ngoài ra BA còn được thử nghiệm để kích thích sự nảy chồi hoặc nảy phát hoa ở nách lá của lan Miltoniopsis trồng chậu (Newton and Runkle, 2015). Nghiên cứu này được thực hiện nhằm làm rõ ảnh hưởng của BA đến khả năng ra hoa của giống lan lai mới Dendrobium BCH 12-15- 62 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 9(94)/2018 15 qua đó tiến tới hoàn thiện quy trình trồng lan Dendrobium cắt cành thương phẩm để chuyển giao cho sản xuất. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu - Vật liệu là giống lan Dendrobium BCH 12-15- 15 ở độ tuổi cây 18 tháng sau cấy mô, được trồng bằng giá thể 50% than củi và 50% xơ dừa. Cây đã thu hoạch lứa hoa đầu tiên. - Chất điều hòa sinh trưởng Benzyl Adenine (BA) độ tinh khiết 99% (Sản phẩm của công ty Duchefa Biochemie). 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm một yếu tố được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD), 3 lần lặp lại. Nồng độ BA: 0, 100, 150, 200, 250 và 300 ppm được phun cho cây vào lúc 16 - 17 h. Các nghiệm thức thí nghiệm được phun định kỳ 15 ngày/lần cho đến khi có ít nhất 50% số cây thí nghiệm có số hoa/ phát hoa nở được 50%. Liều lượng phun 10 mL/ chậu. Sau phun lần 1 được 3 ngày tiến hành phun phân bón chăm sóc cho cây. Chế độ chăm sóc và BVTV được thực hiện theo quy trình trồng và chăm sóc lan Dendrobium của Trung tâm Công nghệ sinh học TP. HCM. Thí nghiệm được thực hiện trên giống lan D. BCH 12-15-15 ở tuổi cây 18 tháng sau cấy mô. Bố trí 30 chậu lan/ô cơ sở. Quy mô thí nghiệm: 540 chậu lan. - Chỉ tiêu theo dõi: Các chỉ tiêu nông sinh học: tỷ lệ ra hoa, thời điểm xuất hiện chồi hoa, thời điểm nở hoa đầu tiên, số phát hoa/chậu, chiều dài phát hoa, số hoa/phát hoa, đường kính hoa, tuổi thọ hoa. Các chỉ tiêu được thu thập của 10 chậu/ô cơ sở, lấy giá trị trung bình. - Xử lý số liệu: Số liệu được xử lý thống kê bằng Microsoft Office Excel và SAS 9.1.3. 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 1 đến tháng 6/2018 tại Trung tâm Công nghệ sinh học TP. Hồ Chí Minh. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hưởng của BA đến tỷ lệ ra hoa và thời điểm xuất hiện phát hoa của lan Dendrobium BCH 12-15-15 Sau khi được kích thích bởi chất điều hòa sinh trưởng BA ngoại sinh, cây lan cảm ứng và xuất hiện chồi hoa. Tỷ lệ ra hoa ở các mức BA thí nghiệm được trình bày trong Bảng 1. Kết quả trong bảng cho thấy ảnh hưởng của BA đến tỷ lệ ra hoa của cây có sự khác biệt rất có ý nghĩa thống kê giữa các mức xử lý. Tỷ lệ ra hoa thấp nhất là ở đối chứng (36,7%), trong khi đó cao nhất là ở mức BA 250 ppm (84%), sau đó lần lượt là 300 ppm (79,3%), 200 ppm (52%). Điều này khẳng định rằng ảnh hưởng của BA ngoại sinh thúc đẩy việc hình thành chồi hoa của lan D. BCH 12-15-15. Kết quả này phù hợp với kết quả của Po- Hung Wu và cộng tác viên (2009) khi xử lý BA ở mức 70 ppm tại nhiệt độ 26/18oC cho lan Phalaenopsis thì cây có xử lý BA đạt 98% số cây xuất hiện chồi hoa, trong khi đối chứng chỉ đạt 58%. Bảng 1. Ảnh hưởng của BA đến tỷ lệ ra hoa và thời điểm xuất hiện hoa của lan D. BCH 12-15-15 Ghi chú: Bảng 1, 2, 3: Trong cùng nhóm trung bình, các số đi liền với cùng ký tự khác biệt không có nghĩa thống kê; **: khác biệt rất có ý nghĩa ở mức P ≤ 0,01. Kết quả cũng cho thấy phát hoa xuất hiện đầu tiên ở mức xử lý BA 250, 300 ppm và 200 ppm sau khi phun được 27 - 30 ngày. Trong khi đó đối chứng phải mất 48 ngày mới xuất hiện phát hoa. Trong nghiên cứu của Blanchard và cộng tác viên (2007) cũng cho thấy xử lý BA ở nồng độ 200, 400 ppm cho lan Doritaenopsis và Phalaenopsis xuất hiện chồi hoa sớm hơn nghiệm thức không xử lý BA từ 3 - 9 ngày. Bảng 2. Ảnh hưởng của BA đến thời điểm nở hoa và số phát hoa/chậu của lan D. BCH 12-15-15 Nồng độ BA Tỷ lệ ra hoa (%) (45 ngày sau phun) Thời điểm xuất hiện phát hoa (Ngày sau phun) 0 ppm (ĐC) 36,7c 48,3a 100 ppm 38,0c 47,7a 150 ppm 43,3c 37,7b 200 ppm 52,0b 30,7c 250 ppm 84,0a 26,7c 300 ppm 79,3a 30,3c CV (%) 8,69 6,64 F tính ** ** Nồng độ BA Thời điểm nở hoa đầu (ngày sau phun) Số phát hoa/chậu (phát hoa) 0 ppm (ĐC) 59,8a 1,03d 100 ppm 56,7a 1,03d 150 ppm 47,0b 1,33c 200 ppm 43,0b 1,31c 250 ppm 37,3c 2,02a 300 ppm 38,0c 1,57b CV (%) 5,33 5,79 F tính ** ** 63 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 9(94)/2018 Kết quả trong bảng 2 cho thấy BA có ảnh hưởng đến quá trình nở hoa đầu tiên. Việc này là cần thiết trong quá trình kiểm soát thời điểm nở hoa của lan trong sản xuất. Số ngày cần thiết cho hoa nở ở nghiệm thức có xử lý BA ngắn hơn so với đối chứng. Cây được xử lý BA 250 ppm và 300 ppm có hoa nở sớm nhất (37 - 38 ngày), tiếp theo là BA 200 ppm (43 ngày), 150 ppm (47 ngày) và 100 ppm (57 ngày). Đối chứng nở hoa muộn nhất (60 ngày). Như vậy trong nghiên cứu này, tất cả các nghiệm thức được phun BA đều có số ngày cần thiết để cho hoa đầu tiên nở thấp hơn so với đối chứng. Điều này có thể là do đặc tính sinh lý của BA có tác dụng thúc đẩy nhanh quá trình phân hóa tế bào, dẫn đến cây được phun BA hình thành chồi hoa sớm và nở hoa cũng sớm hơn so với đối chứng. Số phát hoa là một trong nhiều chỉ tiêu thể hiện năng suất hoa của lan cắt cành. Năng suất hoa càng cao thì người trồng mau thu hồi vốn và có lợi nhuận sớm. Kết quả trong bảng 2 cho thấy ở mức BA 250 ppm cho số phát hoa/chậu nhiều nhất (2,02), trong khi đối chứng là 1,03. Kết quả này cũng phù hợp so với nghiên cứu của Po-Hung Wu và cộng tác viên (2009) cho thấy khi xử lý BA cho lan Phalaenopsis ở 150 ppm cho thấy hoa nhiều hơn đối chứng không xử lý từ 1,3 - 2 phát hoa/cây. Tương tự như khi Saika và cộng tác viên (1998) đã tiêm BA ở nồng độ 10 mM cho giống lan D. Jap Hawaii “UH 306” cho thấy số phát hoa hình thành là 1,7 phát hoa, nhiều hơn hai lần so với đối chứng không xử lý (0,8 phát hoa). Chiều dài phát hoa và số hoa/phát hoa là những yếu tố quyết định đến chất lượng hoa cắt cành vì có liên quan đến thị hiếu của người tiêu dùng. Người tiêu dùng thường ưa thích phát hoa lan dài và có nhiều hoa để dễ trang trí. Kết quả theo dõi cho thấy lan được xử lý BA 250 ppm có chiều dài phát hoa lớn nhất (52,7 cm), tiếp theo đó là ở mức BA 300 ppm (50,7 cm), đối chứng có chiều dài phát hoa ngắn nhất (37 cm). Bảng 3. Ảnh hưởng của BA đến chất lượng hoa của lan D. BCH 12-15-15 Số hoa/phát hoa xuất hiện nhiều nhất ở cây có xử lý BA 250 ppm (17 hoa), cao hơn khác biệt rất có ý nghĩa thống kê so với đối chứng (8,3 hoa). Kết quả này cũng tương đối phù hợp so với nghiên cứu của Blanchard và cộng tác viên (2007) khi thử nghiệm BA để điều khiển ra hoa cho lan Doritaenopsis và Phalaenopsis cho thấy ở mức BA 200 và 400 mg/L thì cây có số hoa/ phát hoa tăng cao hơn đối chứng không xử lý từ 3 - 8 hoa. Nambiar và cộng tác viên (2012) đã xử lý BAP với nồng độ từ 100 - 300 mg/L cho lan D. Angle White cho thấy khi bổ sung BAP ngoại sinh đều làm tăng số lượng hoa và chiều dài phát hoa của cây. Hình 1. Phát hoa lan ở các nghiệm thức có xử lý BA (a): BA 100 ppm; (b): BA 150 ppm; (c): BA 200 ppm; (d): BA 250 ppm; (e): BA 300 ppm (a) (b) (c) (d) (e) Nồng độ BA Chiều dài phát hoa (cm) Số hoa/ phát hoa (hoa) Đường kính hoa (cm) Tuổi thọ hoa (ngày) 0 ppm (Đc) 37,0c 8,3c 7,1 36,7b 100 ppm 37,3c 10,1bc 7,2 37,3b 150 ppm 44,3b 11,3bc 7,3 40,0b 200 ppm 50,3a 12,3bc 7,3 47,7a 250 ppm 52,7a 17,0a 7,1 51,0a 300 ppm 50,7a 13,0b 6,8 34,7b CV (%) 6,27 9,56 4,28 7,03 F tính ** ** ns ** 64 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 9(94)/2018 Kết quả trong bảng 3 cho thấy các mức BA bổ sung không làm ảnh hưởng đến kích thước hoa, nhưng có ảnh hưởng đến tuổi thọ của hoa. Tuổi thọ hoa thấp nhất ở mức BA 300 ppm (35 ngày). Điều này có thể là do khi bổ sung BA ở nồng độ cao, kích thích quá trình phân hóa tế bào mạnh, cây rút ngắn quá trình sinh trưởng, do vậy hoa nở sớm và tuổi thọ của hoa thấp. Lorteu và cộng tác viên (2001) cho thấy rằng BAP có thể kích thích sản xuất etylen trong thực vật dẫn đến quá trình chín sớm ở thực vật. Trong nghiên cứu này, những chồi hình thành sớm thì bị vàng úa sớm ở giai đoạn đầu khi hình thành. Điều này có thể là do sự hình thành ethylene ở thực vật đã được xử lý bằng BAP ở nồng độ cao hơn. Nghiên cứu của Nguyễn và cộng tác viên (2006) cho thấy khi bổ sung BA cho sự ra hoa in vitro của hoa hồng ở mức cao thì nụ hoa bị héo vàng và rụng trước khi chúng kịp nở. Hình 2. Phát hoa lan của nghiệm thức xử lý BA 250 ppm (A) và đối chứng không xử lý BA (B) IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1. Kết luận Benzyl Adenine có ảnh hưởng đến quá trình hình thành hoa của lan D. BCH 12-15-15 ở giai đoạn vườn sản xuất. Phun BA ở nồng độ 250 ppm cho cây lan có tỷ lệ ra hoa cao nhất, thời điểm xuất hiện phát hoa sớm nhất và thời gian để hoa nở cũng sớm hơn so với đối chứng. Số lượng và chất lượng hoa đều cao hơn đối chứng không có xử lý BA. Như vậy, nghiên cứu này cho thấy việc bổ sung chất điều hòa sinh trưởng thực vật, đặc biệt là BA có tiềm năng lớn để thúc đẩy quá trình ra hoa của cây lan D. BCH 12-15- 15, hỗ trợ cải tiến năng suất và chất lượng hoa. 4.2. Đề nghị Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu đạt được, đề nghị đưa phương pháp xử lý BA để kích thích ra hoa vào quy trình trồng và sản xuất giống lan lai mới Dendrobium BCH 12-15-15 nhằm tạo sự ra hoa đồng bộ và góp phần làm gia tăng hiệu quả kinh tế của nghề trồng lan cắt cành. LỜI CẢM ƠN Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Trung tâm Công nghệ sinh học thành phố Hồ Chí Minh đã hỗ trợ nguồn mẫu, kinh phí và cơ sở vật chất để thực hiện nghiên cứu này. TÀI LIỆU THAM KHẢO Blanchard M.  G. and Runkle E.  S., 2007. Benzyladenine promotes flowering in Doritaenopsis and Phalaenopsis  Orchids. J Plant Growth Regul (2008) 27: 141-150. Campos, KA, Kerbauy, GB, 2004. Thermoperiodic effect on flowering and endogenous hormonal status in Dendrobium (Orchidaceae). J Plant Physiol, 161: 1385-1387. Kataoka K1, Suzuki Y, Kitada M, Hashimoto T, Chou H, Bai H, Ohta M, Wu S, Suzuki K, Ide C., 2004. Alginate enhances elongation of early regenerating axons in spinal cord of young rats. Tissue Eng, 10 (3-4): 493-504. Lorteau MA, James BJ, Catherine F, 2001. Effects of cytokinin on ethylene production and nodulation in pea (Pisum sativum) cv. Sparkle. Physiol Plantarum, 112: 421-428. Nambiar N., Siang T. C., Mahmood M., 2012. Effect of 6-Benzylaminopurine on flowering of a Dendrobium orchid. AJCS. 6(2): 225-231. Newton L.A., Runkle E.S., 2015. Effects of Benzyladenine on vegetative growth and flowering of potted Miltoniopsis orchids. Acta Horticulturae, V. 1078, p: 121-127. Nguyen HV, Phan HA, Duong TN, 2006. The role of sucrose and different cytokinins in the in vitro floral morphogenesis of rose (hybrid tea) cv. “First Prize”. Plant Cell Tiss Org Culture, 87: 315-320. Po-Hung Wu and Doris C.N. Chang1, 2009. The Use of N-6-benzyladenine to Regulate Flowering of Phalaenopsis Orchids. Hort Technology. Vol. 19 (No.1): 200-203. Phillips W. D., Chilton T. J., 1991. Biology. Oxford University Press, Vol 2. p: 51-62. Sakai W. S., Joanne Courtney - Suttle, John C., Mark M. and Ron K., 1998. Inducing Dendrobium Orchid inflorescence growth by injection of a solution of benzyladenine. J. Hawaiian Pacific Agric, 9: 33 - 36.