Tải bản đầy đủ

NGHIÊN cứu ẢNH HƯỞNG của NANO bạc lên sự NHÂN CHỒI, SINH TRƯỞNG và PHÁT TRIỂN của cây HOA HỒNG (ROSA SP ) IN VITRO

Tạp chí Công nghệ Sinh học 13(2): 231-239, 2015

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NANO BẠC LÊN SỰ NHÂN CHỒI, SINH TRƯỞNG
VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY HOA HỒNG (ROSA SP.) IN VITRO
Dương Tấn Nhựt1, Nguyễn Xuân Tuấn1, Nguyễn Thị Thùy Anh1, Hồ Viết Long1, Hoàng Thanh Tùng1,
Nguyễn Bá Nam1, Nguyễn Phúc Huy1, Vũ Quốc Luận1, Vũ Thị Hiền1, Lê Thị Thu Hiền2, Nguyễn Hoài
Châu3, Ngô Quốc Bưu3
1

Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Viện Nghiên cứu hệ gen, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3
Viện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
2

Ngày nhận bài: 19.5.2015
Ngày nhận đăng: 30.6.2015
TÓM TẮT
Hoa hồng là một trong những loại hoa được trồng phổ biến trên thế giới, được ưa thích bởi sự đa dạng về
màu sắc và chủng loại. Tuy nhiên, việc vi nhân giống loài hoa này lại gặp nhiều khó khăn như vàng lá ở cụm
chồi, rụng lá và rễ hóa đen ở cây in vitro. Gần đây, nano bạc được sử dụng trong nuôi cấy mô thực vật, nhằm

tăng cường khả năng sinh trưởng, phát triển của cây trồng với ưu điểm tăng tiếp xúc, bám dính lên bề mặt tế
bào, dẫn tới hiệu quả tác động cao. Trong nghiên cứu này, nồng độ nano bạc khác nhau (0; 1; 3; 5; 7; 9; 11
mg/l) được sử dụng để khảo sát hiệu quả nhân nhanh chồi, sinh trưởng và phát triển của cây hoa hồng. Kết quả
sau 30 ngày nuôi cấy, sự sinh trưởng và phát triển của chồi trên môi trường MS bổ sung 30 g/l sucrose, 8 g/l
agar, 2,5 mg/l BA và 7 mg/l nano bạc cho hiệu quả tốt nhất trong việc nhân nhanh chồi (tăng số chồi hình
thành gấp 4,09 lần so với đối chứng không sử dụng nano bạc). Môi trường MS có bổ sung 30 g/l sucrose, 8 g/l
agar, 0,5 mg/l IBA và 9 mg/l nano bạc là tối ưu cho quá trình ra rễ, sinh trưởng và phát triển của cây hoa hồng
in vitro so với đối chứng với các chỉ tiêu chiều cao cây, số lá/cây, chiều dài lá, chiều rộng lá, khối lượng tươi,
khối lượng khô, chlorophyll a và b đều cao vượt trội (2,93 cm; 8 lá; 1,9 cm; 1,6 cm; 517, 67 mg; 52 mg; 6,80
µg/g; 3,49 µg/g; tương ứng). Đồng thời, chồi và cây đều sinh trưởng khỏe mạnh, ít hoặc không quan sát thấy
hiện tượng vàng lá, rụng lá so với đối chứng trong trường hợp này. Cây con có chiều cao đồng đều, bộ lá xanh,
hệ rễ dày đều và phát triển khỏe mạnh so với đối chứng.
Từ khóa: Hoa hồng, nano bạc, nhân chồi, sinh trưởng và phát triển, vi nhân giống

ĐẶT VẤN ĐỀ
Hoa hồng là một loài hoa được trồng phổ biến ở
nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có nước ta bởi
khả năng phân bố rộng từ miền ôn đới đến nhiệt đới,
đa dạng về chủng loại và màu sắc. Sản lượng hoa
hồng hàng năm chiếm tỉ trọng cao nhất, chiếm trên
35% tổng sản lượng hoa cắt cành trên toàn thế giới.
Dự kiến nhu cầu về hoa hồng cắt cành sẽ tăng mạnh
trong những năm tiếp theo (Nguyễn Xuân Linh,
2000). Với khả năng tăng trưởng nhanh về mặt
thương mại, nhu cầu về giống hoa hồng chất lượng
cao (đồng đều, sạch bệnh) với số lượng lớn ngày
càng trở nên cần thiết.
Kể từ khi ra đời, kỹ thuật nuôi cấy mô thực vật
đóng vai trò quan trọng trong việc nhân giống. Đây
là phương pháp làm tăng nhanh số lượng cũng như
chất lượng cây trồng, cung cấp nguồn cây sạch bệnh

với số lượng cây giống lớn trong thời gian ngắn và
có thể sản xuất được quanh năm (Dhawan,
Bhojwani, 1986). Kỹ thuật này đã và đang được ứng
dụng cho nhiều loại cây khác như cúc, cẩm
chướng,… trong đó có hoa hồng. Tuy nhiên, việc vi
nhân giống in vitro cây hoa hồng thường gặp nhiều
vấn đề như vàng lá ở cụm chồi, rụng lá và rễ hóa đen
ở cây in vitro, sinh trưởng và phát triển kém; kết quả
là chất lượng cây giống và khả năng sống sót của cây
con ngoài vườn ươm giảm. Sự ra đời của vật liệu
nano đã khắc phục được một vài bất lợi kể trên trên
một số loài thực vật. Vật liệu nano gồm rất nhiều loại
khác nhau như: nano bạc, nano vàng, nano sắt, nano
kẽm, … với kích thước hạt rất nhỏ (1-100 nm) nên
các hạt nano có diện tích bề mặt lớn làm tăng khả
năng tiếp xúc với không gian bên ngoài. Do đó, sự
bám dính lên bề mặt tế bào gia tăng dẫn đến hiệu quả
tác động cao (Shah, Belozerova, 2008). Hiệu quả của
dung dịch nano được báo cáo là phụ thuộc vào kết
231


Dương Tấn Nhựt et al.
hợp hóa học, kích cỡ, bề mặt bao phủ, tương tác hóa
học (Khodakovskaya et al., 2012), nồng độ cũng như
loài thực vật được sử dụng (Ma et al., 2010).
Hiệu quả tác động của nano bạc đã được báo cáo
trên rất nhiều đối tượng vi sinh vật và tế bào động
vật. Tuy nhiên trên đối tượng thực vật in vitro còn
nhiều hạn chế (Monica, Cremonini, 2009). Nano bạc
có ảnh hưởng lên sự nảy mầm của hạt Bacopa
monnieri, cảm ứng tổng hợp protein và carbohydrate,
giảm lượng phenol tổng và hoạt động của các
enzyme peroxidase (Krishnaraj et al., 2012). Hiệu
quả của nano bạc trong việc tăng cường khả năng
sinh trưởng, phát triển và giải quyết một số bất lợi
không mong muốn trên một số loại thực vật in vitro
cũng đã được báo cáo. Nano bạc cũng làm tăng
cường các chỉ tiêu sinh trưởng và các thuộc tính hóa
học ở loài cây Brassica juncea, đậu và ngô (Sharma
et al., 2012); giúp cảm ứng sự hình thành rễ do khóa
tín hiệu ethylene ở cây Crocus sativus (Rezvani et
al., 2012).
Trong nghiên cứu này, nano bạc được sử dụng
nhằm đánh giá hiệu quả của loại nano này lên quá
trình nhân nhanh chồi, ra rễ, sinh trưởng và phát
triển cây hoa hồng in vitro.
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Vật liệu
Nguồn mẫu được sử dụng trong các thí nghiệm
là các chồi hoa hồng cam (Rosa sp.) in vitro 1 tháng
tuổi, cao khoảng 1 cm, được cấy chuyền nhiều lần
trên cùng một môi trường, hiện có sẵn tại phòng Sinh
học phân tử và Chọn tạo giống cây trồng, Viện
Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên.
Môi trường thí nghiệm
Môi trường MS (Murashige, Skoog, 1962) bổ
sung 30 g/l sucrose, 8 g/l agar. Các chất điều hòa
sinh trưởng thực vật được bổ sung vào môi trường
với loại và nồng độ khác nhau tùy vào mục đích thí
nghiệm trước khi điều chỉnh pH về 5,8. Môi trường
được hấp khử trùng ở 121°C, 1 atm trong 20 phút.
Dung dịch nano bạc do Viện Công nghệ
Môi trường cung cấp với các hạt nano bạc có kích
thước trung bình ≤ 20 nm được thiết lập theo tỷ
lệ: [AgNO3] = 750-1000 ppm, [β-chitozan] = 250300 ppm, [NaBH4] = 200 ppm, tỷ lệ mol
[NaBH4]/[AgNO3] = ¼ và với tốc độ nhỏ giọt
của NaBH4 là 10-12 giọt/phút (Chau et al., 2008).


232

Phương pháp
Xác định hàm lượng chlorophyll
Hàm lượng chlorophyll a và b được đánh giá
bằng phương pháp phân tích quang phổ hấp phụ của
dịch chiết lá trong dung dịch acetone bằng máy đo
quang phổ UV-2900 Hitachi, Nhật Bản). Độ hấp phụ
(OD) được đo ở bước sóng 662 và 645 nm
(Lichtentaler, Wellburn, 1985).
Bố trí thí nghiệm
Ảnh hưởng của BA lên khả năng nhân nhanh chồi
hoa hồng in vitro
Các chồi hoa hồng (0,5 cm) được cấy vào các
bình thủy tinh (thể tích 250 ml) có chứa 40 ml môi
trường khoáng MS bổ sung 8 g/l agar, 30 g/l sucrose
và BA (0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3 mg/l) nhằm tìm ra
môi trường thích hợp nhất cho khả năng nhân nhanh
chồi. Sau 30 ngày nuôi cấy ghi nhận các chỉ tiêu: Số
chồi, chiều cao chồi (cm), số đốt, khối lượng tươi
(mg), khối lượng khô (mg).
Ảnh hưởng của nồng độ nano bạc lên khả năng
nhân nhanh chồi hoa hồng in vitro
Các cụm chồi hoa hồng (0,5 x 0,5 cm) cấy vào
môi trường thích hợp nhất cho quá trình nhân nhanh
chồi ở thí nghiệm trên có bổ sung các nồng độ nano
bạc khác nhau (0; 1; 3; 5; 7; 9; 11 mg/l). Sau 30
ngày nuôi cấy ghi nhận các chỉ tiêu: Số chồi, chiều
cao chồi (cm), số đốt, khối lượng tươi (mg), khối
lượng khô (mg).
Ảnh hưởng của IBA lên khả năng ra rễ, sinh trưởng
và phát triển của cây hoa hồng in vitro
Các chồi hoa hồng khoảng 1 cm được được cấy
vào vào môi trường MS bổ sung 8 g/l agar, 30 g
sucrose và các nồng độ khác nhau của IBA (0; 0,5;
1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3 mg/l) nhằm tìm ra môi trường
thích hợp nhất cho quá trình ra rễ, sinh trưởng và phát
triển của chồi hoa hồng in vitro. Sau 30 ngày nuôi cấy
ghi nhận các chỉ tiêu: Chiều cao cây (cm), số lá, số rễ,
chiều dài rễ (cm), khối lượng tươi (mg), khối lượng
khô (mg).
Ảnh hưởng của nồng độ nano bạc lên khả năng sinh
trưởng, phát triển cây hoa hồng in vitro
Các chồi hoa hồng khoảng 1 cm được được cấy
vào vào môi trường tốt nhất cho khả năng ra rễ, sinh
trưởng và phát triển của chồi hoa hồng in vitro ở trên
và bổ sung thêm các nồng độ khác nhau của nano bạc
(0; 1; 3; 5; 7; 9; 11 mg/l). Sau 30 ngày nuôi cấy
ghi nhận các chỉ tiêu: Chiều cao cây (cm), số lá, số rễ,


Tạp chí Công nghệ Sinh học 13(2): 231-239, 2015
chiều dài rễ (cm), khối lượng tươi (mg), khối lượng
khô (mg).
Điều kiện thí nghiệm
Mẫu được nuôi cấy dưới đèn huỳnh quang với
thời gian chiếu sáng 16 giờ/ngày, cường độ chiếu
sáng 40-45 µmol.m-2.s-1, nhiệt độ 25 ± 2°C, độ ẩm
trung bình khoảng 55-60%.
Bố trí thí nghiệm và xử lý số liệu
Mỗi thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn
ngẫu nhiên một yếu tố. Các số liệu được xử lý bằng
phần mềm SPSS 22.0 theo Ducan’s test (Duncan,
1955).
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Ảnh hưởng của BA lên khả năng nhân nhanh
chồi hoa hồng in vitro
Sau 30 ngày nuôi cấy, ở tất cả các nghiệm thức bổ
sung BA, chỉ tiêu số chồi đều cao hơn so với đối
chứng. Nồng độ BA ở 3 mg/l cho hiệu quả tái sinh

nhiều chồi nhất (8,66 chồi/mẫu); tuy nhiên, trong
nghiệm thức này chồi nhỏ, mảnh, thấp hơn so với các
nghiệm thức còn lại, khối lượng tươi (826 mg) và khối
lượng khô (83 mg) của cụm chồi cũng thấp (Bảng 1,
Hình 1). Trong khi đó, ở nồng độ 2,5 mg/l BA số chồi
không khác biệt có ý nghĩa so với nồng độ 3 mg/l BA.
Ở nồng độ này, số chồi/mẫu (8,00 chồi) không nhiều
nhất nhưng các chồi có kích thước lớn hơn các chồi ở
nồng độ 3 mg/l BA (nồng độ có số chồi đạt cao nhất),
cao đồng đều (1,00 cm), nhiều lá xanh (5 lá/chồi),
khỏe mạnh; đặc biệt là khối lượng tươi cụm chồi
(1279,33 mg), khối lượng khô cụm chồi (135,33 mg)
thu được đạt cao nhất (Bảng 1).
Trong quy trình nhân nhanh chồi ở các loài thực
vật được nuôi cấy mô, BA là cytokinin được sử dụng
nhiều nhất. Nồng độ phù hợp cho đáp ứng nhân chồi
tốt nhất được báo cáo là từ 0,1-3,0 mg/l BA (Posada
et al., 1999).
Như vậy, từ kết quả thí nghiệm này có thể kết
luận rằng, nồng độ BA tối ưu cho nhân chồi hoa hồng
trên môi trường MS bổ sung 8 g/l agar và 30 g/l
sucrose là 2,5 mg/l.

Bảng 1. Ảnh hưởng của BA lên khả năng nhân nhanh chồi hoa hồng in vitro.
BA
(mg/l)

Số chồi

Chiều cao chồi
(cm)

Số lá/chồi

Khối lượng tươi
(mg)

Khối lượng khô
(mg)

0

1,00d*

1,00c

3,00d

170,00e

16,67e

0,5

1,67d

1,08c

4,67c

325,67d

32,00de

1,0

3,33c

1,25bc

6,00a

411,00d

41,67d

1,5

3,33c

1,67a

5,67ab

901,00c

92,67c

2,0

5,33b

1,50ab

5,33ab

1144,33b

113,67b

2,5

8,00a

1,00c

5,00bc

1297,33a

135,33a

3,0

8,66a

0,58d

3,33d

826,00c

83,00c

Ghi chú: * Các kí tự khác nhau (a,b,c…) trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa ở mức α = 0,05 theo Duncan’s
test.

Hình 1. Chồi hoa hồng sau 30 ngày được nuôi cấy trên môi trường có bổ sung BA (0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 mg/l lần lượt từ
trái sang phải).


 

233


Dương Tấn Nhựt et al.
Ảnh hưởng của nồng độ nano bạc lên khả năng
nhân nhanh chồi hoa hồng in vitro
Sau 30 ngày nuôi cấy trên môi trường tối ưu của
thí nghiệm 1 có bổ sung nano bạc ở các nồng độ
khác nhau (0; 1; 3; 5; 7; 9; 11 mg/l), kết quả cho thấy
có sự khác nhau rõ rệt giữa các chỉ tiêu sinh trưởng
chồi ở các nghiệm thức (Bảng 2). Ở cả 6 nghiệm
thức bổ sung nano bạc đều cho số chồi tạo ra cao
hơn đối chứng. Đồng thời, các chồi được tạo thành
trên môi trường này cao đồng đều nhau, lá nhiều, to,
màu xanh đậm, hiện tượng vàng lá ít xuất hiện so với
đối chứng (Hình 2).
Trong các nghiệm thức có bổ sung nồng độ
nano bạc ở 1, 3 và 5 mg/l, sự sinh trưởng của cụm
chồi hoa hồng tăng đáng kể so với đối chứng.
Trong đó, số chồi (17,67; 17,33 và 18,67; tương
ứng) và gấp 2,65; 2,58; 2,80 lần so với đối chứng.
Đặc biệt, ở nghiệm thức bổ sung 7 mg/l nano bạc,
số chồi (27,33 chồi), chiều cao chồi (1,87 cm/chồi),
số lá (8,33 lá/chồi), khối lượng tươi (9240 mg/cụm
chồi), khối lượng khô (907 mg/cụm chồi) cao vượt
trội so với đối chứng và các nghiệm thức bổ sung
nano bạc với nồng độ khác (Bảng 2). Tại nồng độ
này, số chồi hình thành cao gấp 4 lần so với đối
chứng. Các chồi khỏe mạnh này sẽ là nguồn mẫu

chất lượng, được dùng cho các thí nghiệm tiếp theo.
Tuy nhiên, trên môi trường được tăng nồng độ nano
bạc lên 9 và 11 mg/l thì các chỉ tiêu này đều giảm
dần (Bảng 2).
Như vậy, bổ sung nano bạc vào môi trường nhân
chồi hoa hồng thúc đẩy sự hình thành chồi từ cụm
chồi hoa hồng so sánh với đối chứng và nồng độ tối
ưu là 7 mg/l. Vượt quá nồng độ này, số lượng chồi
tạo ra giảm, chồi cũng sinh trưởng kém trong điều
kiện in vitro.
Nano bạc đã cho thấy tính năng kháng khuẩn
cao (Abdi et al., 2008), ảnh hưởng tới sinh sản và hô
hấp của sinh vật (Lok et al., 2007), kéo dài khả năng
tồn tại của lá (An et al., 2008) và tăng cường khả
năng trao đổi chất ở thực vật (Giraldo et al., 2014).
Mặc dù ảnh hưởng của nano bạc đã được báo cáo
trên rất nhiều đối tượng vi sinh vật và tế bào động
vật; tuy nhiên, chỉ có một vài nghiên cứu hoàn thành
trên đối tượng thực vật (Krishnaraj et al., 2012;
Monica, Cremonini, 2009). Hiệu quả của nano bạc
nói chung và các dung dịch nano nói riêng phụ
thuộc vào kết hợp hóa học, kích cỡ, bề mặt bao phủ,
tương tác hóa học (Khodakovskaya et al., 2012),
nồng độ cũng như loài thực vật được sử dụng (Ma et
al., 2010).

Bảng 2. Ảnh hưởng của nồng độ nano bạc lên khả năng nhân nhanh chồi hoa hồng in vitro.
Nano bạc
(mg/l)

Số
chồi/mẫu

Chiều cao chồi
(cm)

Số
lá/chồi

Khối lượng tươi
(mg)

Khối lượng khô
(mg)

0

6,67e

1,43c

6,33c

4400d

441,67d

1

17,67c

1,67ab

6,67bc

8320b

828,33b

3

17,33c

1,67ab

7,67ab

8530b

847,67b

5

18,67c

1,83a

8,00a

8360b

839,00b

7

27,33a

1,87a

8,33a

9240a

907,00a

9

23,67b

1,50bc

6,33c

7380c

732,00c

11

9,33d

1,43c

6,67c

3980d

388,33d

Ghi chú : * Các kí tự khác nhau (a,b,c,…) trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa ở mức α = 0,05 theo Duncan’s
test.

Hình 2. Chồi hoa hồng sau 30 ngày được nuôi cấy trên môi trường có bổ sung nano bạc (0; 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9 ; 11 mg/l lần
lượt từ trái sang phải).


 
234


Tạp chí Công nghệ Sinh học 13(2): 231-239, 2015
Trong nghiên cứu của chúng tôi, nano bạc cho
hiệu quả gia tăng lượng chồi hình thành, giảm sự già
hóa lá. Điều này có thể được giải thích là do ion Ag+
trong dung dịch nano ức chế sự hoạt động của
enzyme tổng hợp ethylen (Macnish et al., 2004).
Con đường diễn ra như sau Ag+ có thể thay thế các
ion Cu2+ (có vai trò quan trọng trong việc gắn
ethylen lên tế bào thực vật) hiện diện trên các thụ thể
protein, ngăn chặn sự nhận biết ethylene (Khan,
2006). Ethylen là hormone gây ra các hiện tượng già
hóa như vàng và rụng lá trên nhiều loại thực vật
(Cameron, Reid, 2001; Celikel et al., 2002) đã không
được hình thành. Nồng độ nano bạc cao (9 và 11
mg/l) làm cho chồi hoa hồng giảm sinh trưởng có thể
được giải thích là do tế bào bị ngộ độc kim loại nặng

(bạc) dẫn đến hiện tượng trùng hợp phenol do hoạt
động của enzyme peroxidase (Backor, 2009).
Ảnh hưởng của IBA lên khả năng ra rễ, sinh
trưởng và phát triển của cây hoa hồng in vitro
Sau 30 ngày nuôi cấy trên môi trường ra rễ có bổ
sung IBA với các nồng độ khác nhau, kết quả cho
thấy nồng độ 0,5 mg/l IBA cho khả năng ra rễ, sinh
trưởng và phát triển chồi hoa hồng tốt nhất trong số
các nồng độ khảo sát và so với đối chứng. Chiều cao
cây đạt 2,33 cm; số lá 7,17 lá/cây; lá rộng (1,07 cm)
và dài (1,53 cm); khối lượng tươi 433,67 mg; khối
lượng khô 41,33 mg; cây in vitro cũng có nhiều rễ
nhất và chiều dài rễ cao nhất, đạt 8,33 rễ và 0,87 cm;
tương ứng (Bảng 3, Hình 3).

Bảng 3. Ảnh hưởng của IBA lên khả năng ra rễ, sinh trưởng và phát triển của cây hoa hồng in vitro.
IBA
(mg/l)

Chiều
cao cây
(cm)

Số
lá/cây

Số rễ

Chiều
rễ

Chiều
rộng lá
(cm)

Chiều
dài lá
(cm)

Khối
tươi
(mg)

0

1,16c*

2,67b

2,00b

0,5

1,76a

5,00a

8,33a

0,27bc

0,73b

0,87ab

189,67c

21,67c

0,87a

0,97a

1,5a

333,67a

41,33a

1

1,56b

3,33b

1,5

1,36c

3,00b

7,00a

0,60ab

1,07a

1,33ab

250,33b

30,33b

1,33b

0,37abc

0,63b

1,2b

201,33c

2

--

--

24,33c

--

--

--

--

--

--

dài

lượng

Khối
khô
(mg)

lượng

Ghi chú: * Các kí tự khác nhau (a, b, c…) trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa ở mức α = 0,05 theo Duncan’s
test. Kí hiệu “-“: mẫu chết.

Hình 3. Các cây hoa hồng sau 30 ngày nuôi cấy trên môi trường bổ sung IBA (0; 0,5; 1; 1,5; 2 mg/l tương ứng từ trái qua phải).


 
Trên môi trường đối chứng, chỉ có trung bình 2
rễ/cây hình thành. Trong khi đó, nồng độ 0,5 mg/l
IBA cho tới 8,33 rễ hình thành. Các rễ này đều nhau
và cũng dài hơn so với rễ ở các nghiệm thức khác
(0,83 cm). Tuy nhiên, khi nồng độ IBA trong môi
trường nuôi cấy tăng lên, số rễ giảm dần. Mức giảm
thấp đột ngột (1,33 rễ/chồi) khi chồi được nuôi cấy
trong môi trường có bổ sung 1,5 mg/l IBA và tại 2
mg/l đã không có rễ nào được quan sát (mẫu chết)
(Hình 3).

Sự hình thành rễ từ các chồi nuôi cấy là giai
đoạn quan trọng trong vi nhân giống cây trồng.
Trong giai đoạn ra rễ, auxin như NAA, IAA, IBA là
chất điều hòa sinh trưởng được sử dụng nhiều nhất.
Auxin có tác dụng kích thích sự hình thành rễ, rút
ngắn thời gian ra rễ và làm tăng số lượng cũng như
chiều dài rễ (Erwin et al., 1997) nhưng không phải
loại nào cũng có kết quả tương tự nhau. Auxin chỉ có
tác dụng phản biệt hóa tế bào làm xuất hiện mầm rễ
trong giai đoạn đầu của sự hình thành rễ, cơ quan. Ở
235


Dương Tấn Nhựt et al.
giai đoạn kéo dài rễ, auxin ngăn cản sự phát triển và
ức chế sự dài rễ do đó ảnh hưởng tới sức sống và sự
sinh trưởng của chồi cấy (Davies, 1987).
Rễ hoa hồng dễ dàng cảm ứng trên môi trường
MS bổ sung auxin (IAA, IBA hoặc NAA) ở nồng độ
thấp từ 0,1-0,5 mg/l (Hasegawa, 1980). Nồng độ 0,5
mg/l IBA thu được cho kết quả ra rễ hoa hồng tốt
nhất cũng được báo cáo bởi Syamal và Singh (1996);
tuy nhiên, các tác giả này có kết hợp thêm với 0,2
mg/l NAA. Kết quả của chúng tôi khác với báo cáo
của Rout và đồng tác giả (1991) cho kết quả ra rễ
hoa hồng tối ưu ở 1 mg/l IBA. Điều này có thể được
giải thích là do độ tuổi mẫu và giống hoa hồng được
sử dụng trong thí nghiệm này.
IBA là một loại auxin thường được dùng cho
nuôi cấy in vitro hoa hồng (Sahoo, Debata, 1997).
IBA cũng được biết đến như chất kích thích ra rễ
hiệu quả trên một số đối tượng thực vật khác như
Bixia orellana (De Paiva Neto et al., 2003). Đặc biệt,
IBA có thể có hiệu quả gấp 2 lần so với IAA trong
xử lý rễ cây Prunus (Mateja et al., 2005) và rút ngắn
thời gian ra rễ tới 4 lần so với xử lý với IAA (Van
der Krieken et al., 1993). Như vậy, nồng độ IBA tối

ưu cho sự ra rễ, sinh trưởng của hoa hồng trong
nghiên cứu này là 0,5 mg/l.
Ảnh hưởng của nồng độ nano bạc lên khả năng
sinh trưởng, phát triển cây hoa hồng in vitro
Sau 30 ngày nuôi cấy chồi hoa hồng trên môi
trường tối ưu của thí nghiệm 3 có bổ sung nano bạc
với nồng độ khác nhau (0; 1; 3; 5; 7; 9; 11 mg/l), kết
quả thu được cho thấy tại tất cả các nồng độ nano
bạc được khảo sát đều cho các chỉ tiêu sinh trưởng,
phát triển cao hơn so với đối chứng. Nồng độ nano
bạc tăng dần thì các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển
cây hoa hồng cũng tăng dần (Bảng 4). Đặc biệt, nồng
độ tối ưu nhất thu được là 9 mg/l nano bạc, các cây
con in vitro đều đạt chiều cao (2,93 cm), số lá/cây (8
lá), chiều dài lá (1,9 cm), chiều rộng lá (1,6 cm),
khối lượng tươi (517, 67 mg), khối lượng khô (52
mg), chlorophyll a (6,80 µg/g) và b (3,49 µg/g) cao
nhất. Quan sát thấy các cây con khỏe mạnh với chiều
cao đồng đều, thân chắc, mập, có hệ rễ dày và bộ lá
xanh, to khỏe, ít bị vàng lá, rụng lá so với đối chứng
(Bảng 4, Hình 4). Trên môi trường bổ sung 11 mg/l
nano bạc, các chỉ tiêu theo dõi này lại giảm, cây con
thấp hơn, các chỉ tiêu theo dõi đều giảm so với
nghiệm thức bổ sung 9 mg/l nano bạc.

Bảng 4. Ảnh hưởng của nồng độ nano bạc lên khả năng sinh trưởng, phát triển cây hoa hồng in vitro.
Nano
bạc

Chiều
cao
cây
(cm)

Số
lá/cây

Chiều
dài lá
(cm)

Chiều
rộng lá
(cm)

Số rễ

Chiều
dài rễ
(cm)

Chlorophyl
la
(µg/g)

Chlorophyl
lb
(µg/g)

Khối
lượng
tươi
(mg)

Khối
lượng
khô
(mg)

0

1,67e*

5,00d

1,53c

0,97d

8,00e

0,87c

2,64e

1,72f

333,67f

32,67f

1

2,07d

5,33d

1,57c

1,07cd

8,67e

0,87c

3,73d

2,12d

378,00e

37,00e

3

2,43c

6,63bc

1,60c

1,17bc

10,00d

0,97c

3,85d

2,15cd

428,67d

41,67d

5

2,47c

6.67b

1,67bc

1,30b

11,00d

1,23b

4,04c

2,23c

463,00c

44,33c

1,57a

13,67b

1,40a

4,28b

2,46b

496,33b

48,67b

7

2,70b

7,00b

1,80a
b

9

2,93a

8,00a

1,90a

1,60a

15,00a

1,50a

6,80a

3,49a

517,67a

52,00a

11

2,53c

5,67cd

1,63c

1,27b

12,33c

1,37a
b

4,10c

2,02e

444,00cd

42,67cd

Ghi chú: * Các kí tự khác nhau (a, b, c…) trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa ở mức α = 0,05 theo Duncan’s
test.

Hình 4. Cây hoa hồng sau 30 ngày nuôi cấy trên môi bổ sung nano bạc với các nồng độ khác nhau (0, 1, 3, 5, 7, 9, 11 mg/l).


 
236


Tạp chí Công nghệ Sinh học 13(2): 231-239, 2015
Hiệu quả tích cực lên sự tạo rễ, sinh trưởng và
phát triển chồi trong trường hợp này có thể là do
hiệu quả cộng gộp của IBA (0,5 mg/l) kết hợp với
nano bạc.
Nano bạc có vai trò quan trọng trong nuôi cấy
mô thực vật. Nano bạc không chỉ có vai trò làm tăng
cường khả năng sinh trưởng, phát triển (chiều dài
chồi và rễ, diện tích lá), tăng cường các quá trình
biến dưỡng trong cây (tổng hợp chlorophyll, tăng
hàm lượng carbohydrate và protein và tổng hợp các
enzyme oxi hóa) của cải Brassica juncea, đậu và ngô
(Salama, 2012) mà còn tăng cường khả năng hình
thành rễ , ức chế hình thành ethylene ở cây Crocus
sativus (Rezvani et al., 2012).
Nồng độ nano bạc tối ưu cho quá trình sinh,
trưởng phát triển trên cây cúc (10 mg/l), đồng tiền (5
mg/l) và dâu tây (10 mg/l) cũng đã được khảo sát
(Dương Tấn Nhựt et al., 2014). Với cây hoa hồng in
vitro ở thí nghiệm của chúng tôi là 9 mg/l nano bạc.
Các nồng độ tối ưu khác nhau có thể là do kiểu gene
khác nhau của mỗi loại thực vật.
Quang hợp là quá trình cơ bản của thực vật trên
trái đất để chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành
năng lượng hóa học tích lũy trong các hợp chất hữu
cơ. Ngày nay, các nhà khoa học nỗ lực cải thiện tính
hiệu quả của bó mạch thực vật bởi rất nhiều kỹ thuật
và các thao tác gene. Nhằm làm tăng tốc độ quang
hợp ở thực vật, Rubisco - một enzyme quan trọng
trong quá trình quang hợp khi xúc tác cho sự hợp
nhất của CO2 vào các hợp chất sinh học cũng được
nghiên cứu. Theo Lei và đồng tác giả (2007), khoáng
nano thúc đẩy toàn bộ quá trình vận chuyển electron,
hoạt động quang khử của quang hệ thống II, giải
phóng oxi và hoạt động quang phophoryll hóa các
chlorophyll dưới ánh sáng khả kiến và ánh sáng cực
tím. Các kim loại nano vai trò quan trọng trong hệ
thống quang hợp. Chlorophyll trong trung tâm phản
ứng quang hợp gắn kết với tinh thể nano vàng hoặc
nano bạc. Do đó, hình thành nên hệ thống lai mới lạ
có thể sản xuất gấp 10 lần electron vì cộng hưởng
gene nguyên sinh (plasmon resonance) và phân ly
các lỗ electron nhanh, cơ chế tăng cường có thể giúp
thiết kế hệ thống ánh sáng nhân tạo. Đây có thể là lý
do vì sao trong các nghiệm thức bổ sung nano bạc,
hàm lượng chlorophyll a và b đều cao hơn so với
nghiệm thức đối chứng không bổ sung nano bạc.
Trên thế giới có khá nhiều nghiên cứu về nano
nói chung và nano bạc nói riêng trong nuôi cấy mô tế
bào thực vật. Nano bạc có hiệu quả lên sự kéo dài rễ,
thân và tăng khối lượng khô trên các cây Phaseolus
vulgaris L., Zea mays L. (Salama, 2012); Boswellia

ovaliofoliolata (Savithramma et al., 2012). Ở Việt
Nam gần đây cũng có một vài nghiên cứu in vitro về
nano bạc cũng cho thấy rằng nano bạc có hiệu quả
cao trong việc thúc đẩy quá trình sinh trưởng và phát
triển trên các đối tượng cúc, dâu tây, đồng tiền
(Dương Tấn Nhựt et al., 2014).
KẾT LUẬN
Hiệu quả của nano bạc trong nhân giống in vitro
hoa hồng đã được khẳng định trong nghiên cứu này.
Bổ sung bạc nano kết hợp với BA hoặc IBA cho hiệu
quả tốt hơn việc sử dụng BA (2 mg/l) riêng lẻ trong
nhân chồi và IBA (0,5 mg/l) riêng lẻ trong tạo rễ,
sinh trưởng và phát triển cây con hoa hồng in vitro.
Trong đó, nồng độ nano bạc tối ưu ảnh hưởng lên
khả năng nhân nhanh chồi in vitro và lên khả năng
sinh trưởng phát triển của cây hoa hồng in vitro lần
lượt là 7 và 9 mg/l. Chồi và cây con quan sát được
trên môi trường trên có đặc điểm nổi bật là bộ lá
xanh, khỏe, ít hoặc không bị vàng lá; chiều cao đồng
đều và cao hơn so với đối chứng. Bộ rễ của cây con
khỏe mạnh, nhiều và đồng đều sẽ là nguồn cây con
in vitro chất lượng sau này. Với các hiệu quả nhân
giống hoa hồng trong nghiên cứu này, nano bạc
chứng tỏ được sự ưu việt trong hệ thống nuôi cấy in
vitro hoa hồng và sẽ được quan tâm trong tương lai.
Lời cảm ơn: Các tác giả xin chân thành cảm ơn
Chương trình “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ
nano trong nông nghiệp” (Viện Hàn lâm Khoa học
và Công nghệ Việt Nam) đã hỗ trợ kinh phí cho
nghiên cứu này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Abdi G, Salehi H, Khosh-khuri M (2008) Nano silver:
Anovel nanomaterial for removal of bacterial
contamination in Valerian (V. officinalis) tissue culture.
Acta Physiol Plant 30: 709-714.
An J, Zhang M, Wang SH, Tang J (2008) Physical,
chemical and microbiological change in stored green
asparagus spears as affected by coating of silver
nanoparticle-pvp. LWT - Food Sci Tech 41: 1100-1107.
Backor M, Kovik J, Dzubaj A, Bakorova M (2009)
Physiological comparison of copper toxicity in the lichens
Peltigera rufescens (Weis) Humb. and Cladina arbuscula
subsp. Mitis (Sandst.) Ruoss. Plant Grow Reg 58: 279-286.
Cameron, AC, Reid MS (2001) 1-MCP blocks ethyleneinduced petal abscission of Pelargonium peltatum but the
effect is transient. Postharvest Biol Tech 22: 169-177.

237


Dương Tấn Nhựt et al.
Celikel FG, Dodge LL, Reid MS (2002) Efficacy of 1MCP (1-methylcyclopropene) and Promalin for extending
the post-harvest life of Oriental lilies (Lilium × ‘Mona
Lisa’ and ‘Stargazer’). Sci Hort 93: 149-155.
Chau HN, Bang LA, Buu NQ, Dung TTN, Ha HT, Quang
DV (2008) Some results in manufacturing of
nanosilver and investigation of its application for
disinfection. Adv Nat Sci 9: 241-248.

of nanoanatase TiO2 on photosynthesis of spinach
chloroplasts under different light illumination. Biol Trace
Elem Res 119: 68-76.
Lichtentaler HK, Wellburn AR (1985) Determination of
total carotenoids, chlorophyll a và b of leaf in different
solvents. Biolchem Soc Trans 11: 591-592.

Dhawan V, Bhojwani SS (1986) Micropropagation in crop
plants. Glimpses Plant Res 7: 1-75.

Lok CN, Ho CM, Chen R, He QY, Yu WY, Sun H, Tam
PKH, Chiu JF, Che CM (2007) Silver nanoparticles:
partial oxidation and antibacterial activities. Biol Inorg
Chem 12: 527-534.

Davies PJ (1987) The plant hormones: their nature,
occurrence and functions. In Davies PJ, ed. Plant
hormones and their role in plant growth and development.
Martinus Nijhoff publishers, the Netherlands: 1-12.

Ma X, Geiser-Lee J, Deng Y, Kolmakov A (2010)
Interactions between engineered nanoparticles (ENPs) and
plants: phytotoxicity, uptake and accumulation. Sci Total
Environ 408(16): 3053-3061.

De Paiva Neto VB, Da Mota TR, Otoni WC (2003) Direct
organogenesis from hypocotyl derived explants of annatto
(Bixa orellana). Plant Cell Tiss Org Cult 7(5): 159-167.

Macnish AJ, Irvig DE, Joyce DC, Vithanage V, Wearing
AH (2004) Anatomy of ethyelen-induced floral organ
abscission Chamelauciumuncinatum (Myrtaceae), Austr J
Bot 53(2): 119-131.

Duncan DB (1955) Multiple range and multiple F test.
Biometrics 11: 1-42.
Dương Tấn Nhựt, Hồ Thanh Tâm, Nguyễn Thị Thanh
Hiền, Lê Kim Cương,Vũ Quốc Luận, Nguyễn Bá Nam,
Nguyễn Phúc Huy, Vũ Thị Hiền, Trịnh Thị Hương,
Nguyễn Hồng Hoàng, Nguyễn Xuân Tuấn, Nguyễn Thanh
Sang, Nguyễn Việt Cường, Đỗ Mạnh Cường, Nguyễn
Hoài Châu, Ngô Quốc Bưu (2014) Khảo sát ảnh hưởng của
nano bạc lên sự sinh trưởng và phát triển của cây cúc, dâu
tây, đồng tiền nuôi cấy in vitro. Tạp chí Công nghệ Sinh
học 12(1): 103-111.
Erwin JE, Schwarze D, Donahue R (1997) Factors
affecting propagation of Clematis by stem cuttings. Hort
Technol 7: 408-410.
Giraldo JP, Landry MP, Faltermeier SM, McNicholas TP,
Iverson NM, Boghossian AA, Reuel NF, Hilmer AJ, Sen
F, Brew JA, Strano MS (2014) Plant nanobionics approach
to augment photosynthesis and biochemical sensing. Nat
Mater 13(4): 400-408.

Mateja S, Franci S, Gregor O (2005) Influence of IAA and
IBA on root development and quality of Prunus ‘GselA5’
leafy cuttings. Hortsci 40(7): 2052-2055.
Monica RC, Cremonini R (2009) Nanoparticles and higher
plants. Caryologia 62(2): 161-165.
Murashige T, Skoog F (1962) A revised medium for rapid
growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol
Plant 15(3): 473-497.
Nguyễn Xuân Linh (2000) Kỹ thuật trồng hoa. Nxb Nông
nghiệp Hà Nội.
Posada M, Ballesteros N, Obando W, Angarita A (1999)
Micropropagation of Gerbera from floral buds. Acta Hort
482: 329-332.
Rezvani N, Sorooshzadeh A, Farhadi N (2012) Effect of
nano-silver on growth of saffron in flooding stress. World
Acad Sci Eng Technol 1: 517-522.

Hasegawa PM (1980) Factors affecting shoot and root
initiation from cultured rose shoot tips. J Am Soc Hortic
Sci 105(2): 216-236.

Rout GR, Debata BK, Das P (1991) Somatic
embryogenesis in callus cultures of Rosa hybrida L. cv.
Landora. Plant Cell Tiss Org Cult 27: 65-69.

Khan NA (2006) Ethylene action in plants. SpringerVerlag Berlin Heidelberg, German.

Sahoo S, Debata BK (1997) A note on in vitro
micropropagation and induction of flowering in the
miniature rose-dThe FairyT. Orissa J Hortic 25: 87-89.

Khodakovskaya MV, de Silva K, Biris AS, Dervishi E,
Villagarcia H (2012) Carbon nanotubes induce growth
enhancement of tobacco cells. ACS Nano 6(3): 2128-2135.
Krishnaraj C, Jagan EG, Ramachandran R, Abirami SM,
Mohan N, Kalaichelvan PT (2012) Effect of biologically
synthesized silver nanoparticles on Bacopa monnieri
(Linn.) Wettst. plant growth metabolism. Process Biochem
47(4): 51-658.
Lei Z, Mingyu S, Chao L, Liang C, Hao H, Xiao W,
Xiaoqing L, Fan Y, Fengqing G, Fashui H (2007) Effects

238

Salama HMH (2012) Effects of silver nanoparticles in
some crop plants, common bean (Phaseolus vulgaris L.)
and corn (Zea mays L.). Int Res J Biotech 3(10): 190-197.
Savithramma N, Ankanna S, Bhumi G (2012) Effect of
nanoparticles on seed germination and seedling growth of
Boswellia ovalifoliolata an endemic and endangered
medicinal tree taxon. Nano Vision 2: 61-68.
Shah V, Belozerova I (2008) Influence of metal
nanoparticles on the soil microbial community and


Tạp chí Công nghệ Sinh học 13(2): 231-239, 2015
germination of lettuce seeds. Water Air Soil Pollut 197:
143-148.

Syamal MM, Singh SK (1996) In vitro propagation of
rose. Hortic J 9: 57- 62.

Sharma P, Bhatt D, Zaidi MG, Saradhi PP, Khanna PK,
Arora S (2012) Silver nanoparticlemediated enhancement
in growth and antioxidant status of Brassica juncea. Appl
Biochem Biotechnol 167: 2225-2233.

Van der Krieken WM, Breteler H, Visser MHM, Mavridou
D (1993) The role of the conversion of IBA into IAA on
root regeneration in apple: introduction of a test system.
Plant Cell Rep 12: 203-206.

THE EFFECT OF NANO SILVER ON SHOOT MULTIPLICATION, GROWTH AND
DEVELOPMENT OF IN VITRO ROSE (ROSA SP.) PLANTLETS
Duong Tan Nhut1,* , Nguyen Xuan Tuan1, Nguyen Thi Thuy Anh1, Ho Viet Long1, Hoang Thanh
Tung1, Nguyen Ba Nam1, Nguyen Phuc Huy1, Vu Quoc Luan1, Vu Thi Hien1, Le Thi Thu Hien2, Nguyen
Hoai Chau3, Ngo Quoc Buu3
1

Tay Nguyen Institute for Scientific Research, VAST
Institute of Genome Research, VAST
3
Institute of Environmental Technology, VAST
2

SUMMARY
Rose is one of the most popular flowers which are planted all over the world, and this is due to their
diversity of colors and types. However, the success of micropropagation protocol is still limited due to some
issues including yellow leaves, leaves senescence and brown or black roots. In recent years, silver nano has
been used in in vitro plant tissue culture for enhancing growth and development owing to its high ability of cell
surface contacting. In this research, different concentrations of nano silver (1, 3, 5, 7, 9 and 11 mg/l) were used
to investigate its effect on shoot multiplication, growth and development of rose plantlets. After 30 days of
culture, the best shoot multiplication were on MS medium supplemented with 30 g/l sucrose, 8 g/l agar, 2,5
mg/l BA and 7 mg/l nano silver (the number of newly formed shoots was 4.09 times larger than control). In
addition, MS medium supplemented with 30 g/l sucrose, 8 g/l agar, 0,5 mg/l IBA and 9 mg/l nano silver was
the optimal for rooting, growth and development of in vitro rose plantlets. Compared to the control, the
plantlet’s height, number of leaves per plantlet, leaf’s length, leaf’s width, fresh and dry weights, contents of
chlorophyll a and b were remarkably increased (2,93 cm; 8 leaves; 1,9 cm; 1,6 cm; 517, 67 mg; 52 mg; 6,80
µg/g and 3,49 µg/g; respectively). Simultaneously, both shoots and plantlets grew well, rarely or not observed
yellow leaves or leaf senescence. Most of the plantlets were uniform in height with green leaves and thick root
system.
Keywords: Rose, silver nano, shoot multiplication, growth and development, micropropagation


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

*

Author for correspondence: Tel.: +84-63-3831056; Fax: +84-63-3831028; E-mail: duongtannhut@gmail.com
239



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×