Cây Dâu Tây Sinh Trưởng Và Phát Triển Trên Môi Trường Bổ Sung Agnps Và Thay Thế

Hình 3.9. Cây dâu tây sinh trưởng và phát triển trên môi trường bổ sung AgNPs và thay thế Fe-EDTA bằng FeNPs ở các nồng độ khác nhau sau 4 tuần nuôi cấy

a1, b1: cây trên môi trường không bổ sung AgNPs; a2, b2: cây trên môi trường bổ sung 0,5 mg/L AgNPs; a3, b3: cây trên môi trường bổ sung 1,0 mg/L AgNPs; a4, b4: cây trên môi trường bổ sung 1,5 mg/L AgNPs; a5, b5: cây trên môi trường bổ sung 2,0 mg/L AgNPs; c1, d1: cây trên môi trường không thay thế Fe-EDTA bằng FeNPs; c2, d2: cây trên môi trường thay thế Fe-EDTA bằng 0,7 mg/L FeNPs; c3, d3: cây trên môi trường thay thế Fe-EDTA bằng 1,4 mg/L FeNPs; c4, d4: cây trên môi trường thay thế Fe-EDTA bằng 2,8 mg/L FeNPs; c5, d5: cây trên môi trường thay thế Fe-EDTA bằng 5,6 mg/L FeNPs; c6, d6: cây trên môi trường thay thế Fe-EDTA bằng 11,2 mg/L FeNPs sau 4 tuần nuôi cấy.

Như vậy có thể thấy việc thay thế Fe-EDTA có trong môi trường nuôi cấy bằng 1,4 mg/L FeNPs là phù hợp cho giai đoạn ra rễ trong vi nhân giống cây dâu tây.

3.3.3. Ảnh hưởng của AgNPs và FeNPs lên quá trình tạo cây con hoàn chỉnh từ chồi cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro

Kết quả cho thấy rễ bắt đầu hình thành ở tất cả các môi trường bổ sung AgNPs và thay thế Fe-EDTA bằng FeNPs sau 4 tuần nuôi cấy; trong khi đó, sự hình thành rễ ở tuần thứ 6 trong môi trường không bổ sung AgNPs và không thay thế Fe-EDTA bằng FeNPs (đối chứng). Tỷ lệ ra rễ đạt 100% ở tất cả các nồng độ AgNPs, FeNPs và đối chứng sau 12 tuần nuôi cấy (Bảng 3.8). Các chỉ tiêu theo dõi như chiều cao cây ở 1,2 mg/L AgNPs (6,75 cm) tương đồng với các nồng độ 0,7 – 2,8 mg/L FeNPs (5,16 – 6,56 cm) và cao hơn so với đối chứng (3,93 cm). Đồng thời kết quả cũng ghi nhận khối lượng tươi ở nồng độ 0,4 – 1,6 mg/L AgNPs (1,25 – 1,56 g) tương đồng so với 1,4 – 5,6 mg/L FeNPs (1,11 – 1,32 g). Bên cạnh đó, kết quả cũng ghi nhận số rễ, đường kính củ, chiều dài củ ở nồng độ 1,2 mg/L AgNPs (lần lượt là 8,66; 1,16 cm; 2,43 cm) cao hơn so với các nồng độ AgNPs khác, FeNPs và đối chứng (lần lượt là 2,66; 0,43 cm; 1,53 cm). Đặc biệt, chỉ số chlorophyll đạt tối ưu ở nồng độ 1,2 mg/L AgNPs (26,56 nmol/cm2) so với đối chứng (18,90 nmol/cm2) (Bảng 3.8).

Về hình thái cho thấy các cây phát triển chậm, yếu và củ nhỏ ở đối chứng (Hình 3.10a1, b1, c1, d1). Bên cạnh đó, hình thái của cây con ở nồng độ 5,6 mg/L FeNPs cho cây cao, thân to, lá mở rộng, có màu xanh đậm (Hình 3.10). Ở nồng độ 0,4; 1,6 mg/L AgNPs cho các cây con thấp, lá rộng (Hình 3.10); cây con cao, thân nhỏ, lá xoăn, mỏng, có màu xanh nhạt ở nồng độ 0,4 – 1,2 mg/L AgNPs và 0,7 – 2,8 mg/L FeNPs (Hình 3.10). Cây con có hiện tượng già hoá mặc dù vẫn có rễ, thân, lá đầy đủ trong môi trường được bổ sung 2,0 mg/L AgNPs (Hình 3.10a6). Đặc biệt, các cây con trong môi trường được thay thế bằng FeNPs đều xuất hiện các mô phôi tròn, nhỏ ở gốc cây; riêng ở nghiệm thức được thay thế bằng 11,2 mg/L FeNPs kết quả ghi nhận sự hình thành phôi nhiều nhất (Hình 3.10a6). Như vậy, 5,6 mg/L FeNPs là thích hợp cho quá trình tạo cây hoàn chỉnh sâm Ngọc Linh

Bảng 3.8. Ảnh hưởng của AgNPs và FeNPs lên quá trình tạo cây con hoàn chỉnh từ chồi cây sâm Ngọc Linh sau 12 tuần nuôi cấy

AgNPs	FeNPs	(%)	cây (cm)		(cm)	(cm)	(g)	(nmol/cm2)
0,0	0,0	100,00a*	3,93bc	2,66df	0,43e	1,53c	0,86bc	18,90bcd
0,4	-	100,00a	4,33bc	4,33cde	0,70bc	1,46c	1,19abc	19,70bcd
0,8	-	100,00a	5,31b	6,33b	0,86b	2,03b	1,31ab	21,10bc
1,2	-	100,00a	6,75a	8,66a	1,16a	2,43a	1,56a	26,56a
1,6	-	100,00a	3,89bc	4,66bcd	0,73bc	2,40a	1,25abc	18,80bcd
2,0	-	100,00a	3,39c	6,00bc	0,66bcd	2,53c	0,89bc	16,93cde
-	0,7	100,00a	5,16ab	4,33cde	0,46de	1,60c	0,76c	14,13e
-	1,4	100,00a	5,33ab	5,33bcd	0,53cde	1,63c	1,11abc	15,90de
-	2,8	100,00a	6,56a	3,66def	0,60cde	1,66c	1,20abc	17,03cde
-	5,6	100,00a	4,26bc	5,00bcd	0,86b	1,93b	1,32ab	21,76b
-	11,2	100,00a	2,93c	2,33f	0,53cde	1,66c	0,73c	9,60f

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 195 trang tài liệu này.

Nano (mg/L) Tỷ lệ ra rễ

Chiều cao

Số rễ Đường kính củ

Chiều dài củ

Khối lượng tươi

Chlorophyll

Ghi chú: *Những chữ cái khác nhau (a,b,c...) trong cùng một cột thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa ở mức = 0,05 trong phép thử Duncan.

Hình 3.10. Cây sâm Ngọc Linh sinh trưởng và phát triển trên môi trường bổ sung AgNPs và thay thế Fe-EDTA bằng FeNPs ở các nồng độ khác nhau sau 12 tuần nuôi cấy

a1, a2, a3, a4, a5, a6: cây trên môi trường bổ sung các nồng độ AgNPs khác nhau (0,0; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2,0 mg/L; từ trái qua phải). b1, b2: củ trong môi trường bổ sung các nồng đô AgNPs khác nhau (0,0; 1,2 mg/L; từ trái qua phải). c1; c2; c3; c4; c5; c6: cây được nuôi cấy trên môi trường thay thế Fe-EDTA bằng FeNPs các nồng độ khác nhau (0,0; 0,7; 1,4; 2,8; 5,6; 11,2 mg/L; từ trái qua phải). d1, d2: củ trong môi trường thay thế Fe-EDTA bằng FeNPs các nồng độ khác nhau (0,0; 2,8 mg/L; từ trái qua phải) sau 12 tuần nuôi cấy.

Kết quả phân tích sự hấp thu AgNPs trên 3 đối tượng cây trồng (salem, dâu tây và sâm Ngọc Linh) có liên quan chặt chẽ với lượng khí ethylene tích luỹ trong bình nuôi cấy được thể hiện qua biểu đồ 3.2; 3.3; 3.4.

1.1

0.9

0.8

0.6

0.5

0.3

0.2

0.0

Nồng độ AgNPs (m

g/L)

Hàm lượng AgNPs

Hàm lượng ethylene

0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0

0.00 0.18 0.24 0.47 0.61 0.82

2.94 0.64 0.88 1.58 2.92 2.92

Hàm lượng AgNPs hấp thu (µg/kg)

Hàm lượng khí ethylene tích luỹ (ppm)

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

Biểu đồ 3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng AgNPs được hấp thu đến sự biến động khí ethylene trong bình nuôi cấy cây con salem hoàn chỉnh

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

Nồng độ AgNPs (mg/L)

Hàm lượng AgNPs Hàm lượng ethylene

0.0

0.00

3.55

0.5

0.17

0.66

1.0

0.27

1.75

1.5

0.74

3.74

2.0

1.56

3.88

Hàm lượng AgNPs hấp thu (µg/kg)

Hàm lượng khí ethylene tích luỹ (ppm)

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng AgNPs được hấp thu đến sự biến động khí ethylene trong bình nuôi cấy cây con dâu tây hoàn chỉnh

6.0

5.0

4.0

3.0

2.0

1.0

Nồng độ AgNPs ( 0.0L)

mg/

Hàm lượng AgNPs

Hàm Lượng ethylene

0.0

0.00

3.15

0.4

1.04

2.9

0.8

2.00

1.39

1.2

2.33

0.92

1.6

4.31

4.06

2.0

4.89

4.17

Hàm lượng khí ethylene tích luỹ (ppm)

4.5

Hàm lượng AgNPs hấp thu (µg/kg)

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

Biểu đồ 3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng AgNPs được hấp thu đến sự biến động khí ethylene tích luỹ trong bình nuôi cấy cây con sâm Ngọc Linh hoàn chỉnh

Kết quả phân tích hàm lượng AgNPs trong cây cho thấy nếu lượng AgNPs bổ sung vào môi trường nuôi cấy càng nhiều thì hàm lượng Ag được hấp thu trong cây càng lớn trên cả ba đối tượng (salem, dâu tây, sâm Ngọc Linh). Kết quả cũng ghi nhận hàm lượng AgNPs được hấp thu ở mức phù hợp đối với mỗi loài cây trồng sẽ cho lượng khí ethylene tích luỹ thấp nhất trong bình nuôi cấy dẫn đến các cây ở các nồng độ AgNPs này hình thành rễ, sinh trưởng và phát triển tốt hơn so với AgNPs khác và đối chứng. Khi tiếp tục bổ sung AgNPs vào môi trường nuôi cấy thì kết quả ghi nhận hàm lượng khí ethylene tăng lên đẫn đến các cây này sinh trưởng, phát triển kém và bị hiện tượng vàng lá. Trên các đối tượng cây ngắn ngày như salem và dâu tây sau 4 tuần nuôi cấy kết quả cho thấy nồng độ AgNPs bổ sung vào môi trường lần lượt 0,5 mg/L và 0,4 mg/L cho sự hấp thu các hạt AgNPs ở mức phù hợp nhất lần lượt 0,18 µg/kg và 0,17 µg/kg, dẫn đến lượng khí ethylene thu được ở mức tối thiểu trong hai nghiệm thức này lần lượt 0,64 ppm và 0,66 ppm (Biểu đồ 3.2, 3.3). Ở đối tượng cây dài ngày như sâm Ngọc Linh sau 12 tuần nuôi cấy nồng độ AgNPs tối ưu được bổ sung vào môi trường nuôi cấy cần nhiều hơn so với hai đối tượng trên (1,2 mg/L AgNPs) cho sự hấp thu các hạt AgNPs vào trong cây cũng tăng lên (0,23

µg/kg), dẫn đến lượng khí ethylene ở mức 0,92 ppm là thích hợp nhất cho sự sinh trưởng và phát triển loài dược liệu này (Biểu đồ 3.4).

Trong các nghiên cứu trước đây cho thấy thời gian hình thành rễ và tỷ lệ ra rễ phụ thuộc vào loài cũng như chất điều hoà sinh trưởng thực vật sử dụng trong nghiên cứu. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy AgNPs có vai trò trong kích thích quá trình ra rễ sớm hơn, các rễ này thường to và dài hơn so với các nghiệm thức đối chứng. Kết quả này tương tự với nghiên cứu của Mirzajani và cộng sự (2013) trên cây Lúa (Oryza sativa), bổ sung 30 mg/L AgNPs vào môi trường nuôi cấy cho hệ rễ sinh trưởng tốt hơn so với không bổ sung AgNPs [105]. Ảnh hưởng của AgNO3 đến sự sinh trưởng và phát triển của cây dừa cạn (Decalepis hamiltonii) nuôi cấy in vitro cũng đã được nghiên cứu. Bổ sung 0,4 mg/L AgNO3 đã dẫn đến sự kéo dài rễ và các cây con thu được phát triển rất tốt [128], [31]. Syu và cộng sự (2014) đã nghiên cứu ảnh hưởng của AgNPs lên các biểu hiện gen có liên quan tới sự phát triển tế bào, quang hợp và các tín hiệu hormone trên cây cải (Arabidopsis thaliana). Kết quả ghi

nhận ở nồng độ 100 µM đã cho thấy sự tương tác của AgNPs với auxin dẫn đến thay đổi cấu trúc rễ cây [152]. Ngoài ra, AgNPs ở nồng độ thấp (25 – 50 mg/L) cũng đã được chứng minh là có khả năng làm chậm quá trình lão hóa của cây [142].

AgNPs không những có tác động lên quá trình ra rễ mà còn có ảnh hưởng tích cực lên chất lượng cây giống. Theo như nghiên cứu của Salama trên cây đậu (Phaseolus vulgaris) và cây ngô (Zea mays) [135], ở nồng độ 20 – 60 mg/L AgNPs có tác động tích cực đến sự phát triển của cây con và các chỉ tiêu tăng trưởng thực vật như chiều cao cây, diện tích lá, hàm lượng chlorophyll, carbohydrate và protein. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của chúng tôi khi AgNPs ở nồng độ tối ưu cho thấy các chỉ tiêu sinh trưởng của cây salem, dâu tây, sâm Ngọc Linh cao hơn so với các nghiệm thức có bổ sung AgNPs khác và nghiệm thức đối chứng. Thông qua hàm lượng Chlorophyll chúng tôi nhận thấy ở nồng độ AgNPs tối ưu cho sự quang hợp tương đối mạnh, trong khi đó ở đối chứng kết quả này ghi nhận thấp hơn; bên cạnh đó các nồng độ AgNPs càng cao cho sự quang hợp càng thấp. Kết quả này tương tự với nghiên cứu của Sarmast và cộng sự (2011) khi cho rằng bổ sung AgNPs tối ưu vào môi trường nuôi cấy giúp tăng cường tổng hợp chlorophyll của cây con in vitro, cây duy trì được màu lá xanh đậm hơn so với khi bổ sung AgNPs khác và đối chứng [138].

Tất cả các kết quả trên phù hợp với nghiên cứu của Dương Tấn Nhựt và cộng sự (2014) khi cho thấy AgNPs không những có vai trò kích thích quá trình hình thành rễ mà còn tác động đến sự sinh trưởng và phát triển của cây cúc (Chrysanthemum spp.), dâu tây (Fragaria spp.), đồng tiền (Gerbera jamesonii) nuôi cấy in vitro [13]. Trong nghiên cứu này nồng độ AgNPs tối ưu có ảnh hưởng tích cực đến quá trình tạo cây hoàn chỉnh ở các đối tượng được sử dụng trong nghiên cứu.

Bên cạnh đó, sự thay thế Fe-EDTA bằng FeNPs ở nồng độ tối ưu có ảnh hưởng tích cực đến sự phát triển cũng như hình thái rễ của cây salem, dâu tây và sâm Ngọc Linh. Trên các đối tượng nghiên cứu, kết quả cho thấy hệ rễ phát triển chậm ở các nồng độ FeNPs thấp; hoặc rễ dài và có nhiều lông hút ở các nồng độ FeNPs cao. Điều này cũng tương tự như kết quả nghiên cứu của Giordani và cộng sự (2012) trên cây cà chua (Lycopersicum esculentum) nuôi cấy thuỷ canh [65]. Tác giả giải thích rằng