Sự Thích Nghi, Sinh Trưởng Và Phát Triển Của Cây Dâu Tây Sau 4 Tuần Và 12 Tuần

Hình 3.12. Sự thích nghi, sinh trưởng và phát triển của cây dâu tây sau 4 tuần và 12 tuần nuôi trồng

a1: cây có nguồn gốc từ nghiệm thức không bổ sung AgNPs và không thay thế FeNPs bằng FeNPs; a2: cây có nguồn gốc từ nghiệm thức bổ sung 0,5 mg/L AgNPs; a3: cây có nguồn gốc từ nghiệm thức thay thế FeNPs bằng 1,4 mg/L FeNPs sau 4 tuần nuôi trồng. b1: cây có nguồn gốc từ nghiệm thức không bổ sung AgNPs và không thay thế FeNPs bằng FeNPs; b2: cây có nguồn gốc từ nghiệm thức bổ sung 0,4 mg/L AgNPs; b3: cây có nguồn gốc từ nghiệm thức thay thế FeNPs bằng 2,8 mg/L FeNPs sau 12 tuần nuôi trồng.

3.4.3. Khả năng sinh trưởng tiếp theo của cây sâm Ngọc Linh in vitronuôi cấy trên môi trường bổ sung AgNPs và thay thế Fe-EDTA bằng FeNPs tối ưu ở giai đoạn ex vitro

Để cây sâm Ngọc linh nuôi cấy in vitro thích nghi, sinh trưởng và phát triển tốt, vườn ươm trồng cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro cần phải được thiết lập ở những khu vực có hệ sinh thái đặc trưng, tương đồng với các điều kiện sinh thái của cây sâm Ngọc Linh sinh sống. Cụ thể là độ ẩm phải dao động từ 85 – 90%, nhiệt độ dao động từ 15 – 200C trong ngày, cường độ ánh sáng dao động từ 6 – 15µmol.m-2.giây-1 trong ngày. Sau 6 và 18 tháng cây con thích nghi, sinh trưởng và phát triển được thể hiện thông qua Bảng 3.13, Bảng 3.14 và Hình 3.13.

Bảng 3.13. Khả năng thích nghi và sinh trưởng cây sâm Ngọc Linh trong vỉ xốp sau 6 tháng nuôi trồng

AgNPs	FeNPs	(%)		(cm)	(cm2)	tươi (g)
0,0	0,0	44,44c*	1,00c	1,16c	0,30b	1,03c	16,73b
1,2	-	93,65a	3,33a	4,66a	3,70a	3,86a	23,95a
-	5,6	63,49b	2,00b	3,30b	1,94b	2,10b	19,65b

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 195 trang tài liệu này.

Nano (mg/L) Tỷ lệ sống

Số lá

Chiều cao cây

Diện tích lá

Khối lượng

Chlorophyll (nmol/cm2)

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.

Kết quả ghi nhận sau một tuần nuôi cấy, các cây con ở đối chứng (không bổ sung AgNPs và không thay thế Fe-EDTA bằng FeNPs) phần thân và lá đã bị rụi; sau đó, ở nồng độ 5,6 mg/L FeNPs là sau 2 tuần; ở nồng độ 1,2 mg/L AgNPs là sau 4 tuần nuôi trồng. Lúc này rễ dưới phần củ rễ đã kịp thời phát triển, khi phần thân giả đã rụi hẳn thì vẫn còn phần củ là nơi dự trữ chất dinh dưỡng giúp phần thân bật lên lại khi gặp điều kiện thuận lợi, cộng thêm rễ đã phát triển từ trước cho tỷ lệ sống sót cao hơn ở nghiệm thức này. Kết quả ghi nhận được sau 6 tháng cho tỷ lệ sống (93,56

%), số lá (3,33), chiều cao cây (4,66 cm), diện tích lá (3,70 cm2), khối lượng tươi (3,86 g), chỉ số chlorophyll (23,95 nmol/cm2) ở nồng độ 1,2 mg/L AgNPs cao hơn so với nồng độ 5,6 mg/L FeNPs (đạt lần lượt 63,49 %; 2,00; 3,30 cm; 1,94 cm2; 2,10 g;

19,65 nmol/cm2) và đối chứng (đạt lần lượt 44,44 %; 1,00; 1,16 cm; 0,30 cm2; 1,03

g; 16,73 nmol/cm2).

Bảng 3.14. Khả năng sinh trưởng và phát triển của cây sâm Ngọc Linh trong rổ nhựa sau 12 tháng nuôi trồng

Chiều cao

Nano (mg/L)

AgNPs	FeNPs		cây (cm)	lá (cm2)	tươi (g)	(nmol/cm2)
0,0	0,0	1,66b*	1,63c	0,52c	1,43c	19,73b
1,2	-	4,33a	6,73a	6,02a	5,20a	24,95a
-	5,6	2,33b	3,90b	2,68b	2,66b	20,98b

Số lá

Diện tích

Khối lượng

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.

Các cây con ở thí nghiệm này sau đó được chuyển qua rổ nhựa để theo dõi tiếp sự sinh trưởng và phát triển của cây qua năm thứ 2. Số lá (4,33), chiều cao cây (6,73 cm), diện tích lá (6,02 cm2), khối lượng tươi (5,20 g), chỉ số Chlorophyll (24,95 nmol/cm2) ở nồng độ 1,2 mg/L AgNPs cao hơn đáng kể so với nồng độ 5,6 mg/L FeNPs (lần lượt là 2,33; 3,90 cm; 2,68 cm2; 2,66 g; 20,98) và đối chứng (lần lượt là 1,66; 1,63 cm; 0,52 cm2; 1,43 g; 19,73) sau 12 tháng nuôi trồng. Kết quả này cho thấy cây con có nguồn gốc từ môi trường bổ sung 1,2 mg/L AgNPs có sự sinh trưởng vượt trội hơn so với môi trường thay thế Fe-EDTA bằng 5,6 mg/L FeNPs và đối chứng.

Hình 3.13. Sự thích nghi, sinh trưởng và phát triển của cây salem sau 6 tháng và 12 tháng nuôi trồng

a1: cây có nguồn gốc từ nghiệm thức không bổ sung AgNPs và không thay thế FeNPs bằng FeNPs; a2: cây có nguồn gốc từ nghiệm thức bổ sung 1,2 mg/L AgNPs; a3: cây có nguồn gốc từ nghiệm thức thay thế FeNPs bằng 5,6 mg/L FeNPs sau 6 tháng nuôi trồng. b1: cây có nguồn gốc từ nghiệm thức không bổ sung AgNPs và không thay thế FeNPs bằng FeNPs; b2: cây có nguồn gốc từ nghiệm thức bổ sung 1,2 mg/L AgNPs; b3: cây có nguồn gốc từ nghiệm thức thay thế FeNPs bằng 5,6 mg/L FeNPs sau 12 tháng nuôi trồng.

Các cây này sau đó được chuyển qua nuôi trồng trong điều kiện nhà kính. Kết quả cho thấy khối lượng tươi của củ (Biểu đồ 3.5) và khả năng tích lũy saponin (Biểu đồ 3.6) của cây sâm Ngọc Linh có nguồn gốc từ môi trường có bổ sung 1,2 mg/L AgNPs có sự khác biệt đáng kể so với môi trường thay thế Fe-EDTA bằng 5,6 mg/L FeNPs và đối chứng (không bổ sung AgNPs và không thay thế Fe-EDTA bằng

FeNPs). Khối lượng tươi của củ có nguồn gốc từ môi trường bổ sung 1,2 mg/L AgNPs (77,5 g) cao hơn so với cây có nguồn gốc từ môi trường thay thế Fe-EDTA bằng 5,6 mg/L FeNPs (61,75) và đối chứng (43,5 g) sau 2 năm nuôi trồng trong điều kiện nhà kính. Như vậy, củ của cây sâm Ngọc Linh thu được từ môi trường nuôi cấy có bổ sung 1,2 mg/L AgNPs cho từ 12 đến 13 củ/kg khối lượng tươi; trong khi đó, 22 đến 27 củ/kg khối lượng tươi ở đối chứng (Hình 3.13).

Biểu đồ 3.5. Khối lượng tươi của củ sâm Ngọc Linh sau 2 năm trồng trong điều kiện nhà kính

6.041

4.762

3.713

3.120

2.414

1.284

1.550

1.313

1.417

1.370

1.012 1.035

Hàm lượng saponin trong củ (%)

G-Rg1 M-R2 G-Rb1 G-Rg1 + M-R2 +

Loại saponin

G-Rb1

Không bổ sung AgNPs và không thay thế Fe-EDTA bằng FeNPs Bổ sung 1,2 mg/L AgNPs

Thay thế Fe-EDTA bằng 5,6 mg/L FeNPs

Biểu đồ 3.6. Hàm lượng saponin của củ sâm Ngọc Linh sau 2 năm trồng trong điều kiện nhà kính

Kết quả cho thấy củ của cây sâm Ngọc Linh có nguồn gốc từ môi trường nuôi cấy có bổ sung 1,2 mg/L AgNPs có hàm lượng G-Rg1 (1,550%), M-R2 (3,120%), G- Rb1 (1,370%) và saponin tổng (6,040%) cao hơn đáng kể so với cây con có nguồn gốc từ môi trường thay thế Fe-EDTA bằng 5,6 mg/L FeNPs (lần lượt là 1,149%, 1,389%, 0,988%, 3,526%) và đối chứng (lần lượt là 1,284%, 1,417%, 1,012%, 3,677%). Đặc biệt, hợp chất điển hình và đặc trưng của sâm Ngọc Linh là M-R2 cao hơn gấp đôi so với đối chứng (Biểu đồ 3.5). Như vậy có thể thấy rõ hiệu quả của 1,2 mg/L AgNPs trong vi nhân giống cây sâm Ngọc Linh.

Hình 3.14. Sự sinh trưởng, phát triển của cây sâm Ngọc Linh sau 24 tháng nuôi trồng trong điều kiện nhà kính

a: cây có nguồn gốc từ môi trường không bổ sung AgNPs và không thay thế Fe- EDTA bằng FeNPs; b: cây có nguồn gốc từ môi trường bổ sung 1,2 mg/L AgNPs; c: cây có nguồn gốc từ môi trường thay thế Fe-NPs bằng 5,6 mg/L FeNPs.

Thích nghi ở giai đoạn vườn ươm là giai đoạn cuối cùng trong toàn bộ quá trình vi nhân giống. Chất lượng của cây giốngin vitro quyết định đến khả năng sống sót, sinh trưởng và phát triển của cây giống trong điều kiện ex vitro. Bên cạnh đó, chúng cần được quan sát nhiều hơn nữa trong các giai đoạn tiếp theo ngoài điều kiện ex vitro sau khi đã được hấp thu các loại nano vào trong cây. Kết quả thí nghiệm thu được cho thấy, những nghiệm thức có các chỉ tiêu theo dõi trên ba đối tượng cây trồng ở giai đoạn trước đạt tối ưu thì trong giai đoạn này chúng tiếp tục thích nghi, sinh trưởng

và phát triển vượt trội. Trong thí nghiệm này, lần đầu tiên AgNPs và FeNPs được tiến hành đánh giá nhằm so sánh quá trình thích nghi, sinh trưởng và phát triển ở giai đoạn ex vitro trên ba đối tượng cây trồng được nghiên cứu. Kết quả cho thấy, việc bổ sung AgNPs nồng độ thích hợp vào môi trường nuôi cấy cây salem và sâm Ngọc Linh in vitro đã cho thấy hiệu quả tích cực trong việc thúc đẩy hệ rễ, lá phát triển mạnh, hạn chế được hiện tượng thối nhũng, mất nước quá mức, rối loạn trao đổi khí của cây con ở giai đoạn ex vitro. Do đó, hiệu quả thích nghi và sinh trưởng cây con ngoài điều kiện ex vitro cũng được tăng cường hơn so với 2 nghiệm thức còn lại (thay thế FeNPs và đối chứng). Kết quả này cũng phù hợp với Aghdaei và cộng sự (2012) đã ghi nhận hiện tượng rụng lá giảm, tăng hệ số nhân chồi, chiều cao cây, và tỷ lệ số sót của cây con được thuần hoá trong điều kiện ex vitro khi AgNPs được bổ sung trong quá trình vi nhân giống cây thuộc họ chùm ớt (Tecomella undulata) [23]. Kết quả này cũng tương tự như nghiên cứu của Bernard và cộng sự (2015) trên cây cỏ xạ hương (Thymus daenensis) [37]. Tác động của FeNPs lên cây giống trong giai đoạn ex vitro có nguồn gốc từ nuôi cấy in vitro vẫn chưa được nghiên cứu và làm rõ. Phần lớn FeNPs được sử dụng ở dạng dung dịch phun trên lá [26] hay làm phân bón cho cây con ngoài đồng ruộng [32]. Trong nghiên cứu này có thể thấy FeNPs có ảnh hưởng tích cực đến sự phát triển hệ thống rễ cây con ex vitro, gia tăng tỷ lệ cây sống sót, thúc đẩy cây sinh trưởng và phát triển mạnh. Cụ thể trên đối tượng cây dâu tây cho chất lượng cây khoẻ mạnh, sinh trưởng, phát triển tốt, và có hiệu quả kinh tế cao hơn so với các nghiệm thức khác.

Kết quả về khối lượng tươi và hàm lượng saponin tương tự như kết quả của Razzaq và cộng sự trên cây lúa mì (Triticum aestivum) cho thấy năng suất và chất lượng hạt cao nhất ở 0,25 mg/L AgNPs [127]. Một nghiên cứu khác của Seif và cộng sự (2011) đã nghiên cứu ảnh hưởng của AgNPs đến năng suất hạt của cây lưu ly (Borago officinalis). Kết quả cho thấy năng suất hạt được cải thiện khi sử dụng nồng độ AgNPs trong khoảng 20 – 60mg/L [140]. Kết quả tương tự đã được báo cáo bởi Pokhrel và Dubey (2013) trên cây ngô (Zea mays) và cây cải bắp (Brassica oleracea) [125]. Ngoài ra, AgNPs đã được nghiên cứu như là chất kích thích (còn gọi là nanoelicitors) trong sản xuất paclitaxel ở cây thông đỏ (Taxus chinensis) [47],