Nghiên cứu đặc điểm thực vật học, sinh lý, hóa sinh và nhân giống in vitro một số giống sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) trồng ở..

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu đặc điểm thực vật học, sinh lý, hóa sinh và nhân giống in vitro một số giống sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) trồng ở..

1. ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ QUỲNH TRANG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC, SINH LÝ, HÓA SINH VÀ NHÂN GIỐNG IN VITRO MỘT SỐ GIỐNG SEN (Nelumbo nucifera Gaertn.) TRỒNG Ở THỪA THIÊN HUẾ N n : SINH LÝ HỌC THỰC VẬT M số: 94.20.112 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Huế, 2021
2. Côn trìn đƣợc hoàn thành tại: Khoa Sinh học Trƣờn Đại Học Khoa Học, Đại Học Huế N ƣời ƣớng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Hoàng Thị Kim Hồng 2. PGS. TS. Võ Thị Mai Hƣơn Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Thị Quỳnh Viện Sinh học Nhiệt đới Thành phố Hồ Chí Minh Phản biện 2: PGS.TS. Lê Thị Thủy Tiên Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh Phản biện 3: PGS.TS. Phạm Bích Ngọc Viện Công Nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Huế tại Đại học Huế vào hồi giờ , ngày tháng năm 2021 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Trường Đại học Khoa Học, Đại học Huế - Thư viện Quốc gia Việt Nam
3. CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Nguyễn Thị Quỳnh Trang, Hoàng Thị Kim Hồng, Võ Thị Mai Hương (2017). Điều tra thực trạng sản xuất cây sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) ở tỉnh Thừa Thiên Huế. Hội thảo khoa học Sinh lý thực vật toàn quốc lần 2 (Sinh lý thực vật ứng dụng trong nông nghiệp công nghệ cao). 1(1): 121-130. 2. Nguyễn Thị Quỳnh Trang, Đặng Thanh Long, Hoàng Thị Kim Hồng (2018). Nghiên cứu nhân giống in vitro giống Sen Trắng Trẹt Lõm Huế. Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc lần thứ 2, 1267- 1274. 3. Nguyễn Thị Quỳnh Trang, Hoàng Thị Kim Hồng, Võ Thị Mai Hương, Bùi Ninh, Ngô Quý Thảo Ngọc (2018). Đặc điểm hình thái và khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất của giống Sen Cao Sản trồng tại Thừa Thiên Huế. Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Khoa học Tự nhiên, 1(127): 192-202. 4. Nguyễn Thị Quỳnh Trang, Hoàng Thị Kim Hồng, Đặng Thanh Long, Trần Thị Hương Giang, Trần Thị Mỹ Loan (2018). Nghiên cứu xây dựng sơ đồ phân bố các giống sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) ở tỉnh Thừa Thiên Huế. Tạp chí Khoa học và công nghệ Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế, 13(2):165-176. 5. Nguyen Thi Quynh Trang, Trương Thi Hieu Thao, Hoang Thi Kim Hong (2019). Study on the anatomical morphology of Lotus varieties (Nelumbo nucifera Gaertn.) in Viet Nam. Plant cell Biotechnology and Molecular Biology, 20(3&4):95-105. 6. Nguyễn Thị Quỳnh Trang, Đặng Thanh Long, Võ Thị Mai Hương, Hoàng Thị Kim Hồng (2019). Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các giống sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) trồng ở tỉnh Thừa Thiên Huế. Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn, 13: 46-54. 7. Nguyen Thi Quynh Trang, Hoang Thi Kim Hong, Vo Thi Mai Huong, Dang Thanh Long (2020). In vitro propagation of red lotus (Nelumbo nucifera Gaertn) - an aquatic edible plant in Vietnam. Agriculture Science Digest. 10.18805/ag.D-257 (Online First Article).
4. MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) là loại cây thủy sinh được con người trồng và s dụng từ rất lâu đời trên thế giới. Ở nước ta sen được trồng phổ biến ở nhiều làng quê Việt Nam. Cây sen có nhiều giá trị quan trọng và được s dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống của con người như làm cảnh, làm thực phẩm và làm thuốc. Điều đặc biệt là hầu như tất cả các bộ phận của cây sen đều có giá trị s dụng. Thừa Thiên Huế - một trong những trung tâm phật giáo lớn của Việt Nam với hàng trăm ngôi chùa cổ kính trầm mặc - giá trị cây sen không chỉ dừng lại ở ý nghĩa vật chất mà còn nhiều ý nghĩa về mặt tinh thần. Bên cạnh đó, chúng còn tạo nên vẻ đẹp hài hòa, mềm mại, vẻ duyên dáng đặc biệt cho các công trình kiến trúc truyền thống của Huế. Tuy nhiên, hiện nay các giống sen có các đặc tính quý đang suy giảm một cách nghiêm trọng và đứng trước nguy cơ mất dần theo thời gian. Ở Thừa Thiên Huế việc nghiên cứu về cây sen chưa nhiều, chủ yếu tập trung vào các lĩnh vực thực phẩm và dược liệu dùng làm thuốc, thực phẩm chức năng thông thường. Công tác thu thập, bảo tồn, đánh giá tập đoàn cây sen dựa vào sự phân bố, đặc điểm sinh học đặc trưng của giống và nhân giống cây sen bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào vẫn chưa được quan tâm đúng mức. Nghiên cứu tập đoàn sen ở Thừa Thiên Huế nhằm cung cấp đầy đủ các dữ liệu quản lý, dữ liệu mô tả, đánh giá đặc điểm thực vật học, đặc điểm sinh lý, hóa sinh, năng suất và chất lượng của các giống sen là việc làm tất yếu, cấp bách phục vụ công tác bảo tồn và khai thác tài nguyên hoa sen trong nền kinh tế hiện nay. Xuất phát từ những cơ sở trên, chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu đặc điểm thực vật học, sinh lý, hóa sinh và nhân giống in 1
5. vitro một số giống sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) trồng ở Thừa Thiên Huế”. Nghiên cứu này nhằm cung cấp cơ sở dữ liệu về đặc điểm sinh học của các giống sen và nhân giống in vitro một số giống sen có giá trị, làm cơ sở cho việc khai thác, bảo tồn và phát triển cây sen ở Thừa Thiên Huế. 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2.1. Mục tiêu chung Xác định được đặc điểm thực vật học, sinh lý, hóa sinh và nhân giống in vitro một số giống sen chính trồng tại Thừa Thiên Huế để làm cơ sở cho việc bảo tồn nguồn gen cây sen và phát triển cây sen có hiệu quả tại Thừa Thiên Huế. 2.2. MỤC TIÊU CỤ THỂ - Đánh giá được thực trạng sản xuất cây sen và xây dựng sơ đồ phân bố của các mẫu giống sen trồng ở Thừa Thiên Huế. - Đánh giá được đa dạng di truyền dựa vào kiểu hình của các mẫu giống sen trồng ở Thừa Thiên Huế nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc xác định các giống sen. - Đánh giá được đặc điểm thực vật học (bao gồm cả hình thái bên trong và bên ngoài) của các giống sen phục vụ cho công tác nhận diện và phân biệt các giống sen. - Cung cấp được các cơ sở dữ liệu về đặc điểm sinh lý (đặc điểm sinh trưởng, phát triển, năng suất) và hóa sinh của một số giống sen chính ở Thừa Thiên Huế. - Nghiên cứu nhân giống in vitro một số giống sen địa phương - Làm cơ sở cho việc bỏa tồn cây sen ở Thừa Thiên Huế. 3. Nhữn đón góp mới của luận án Đề tài đã xác định được tập đoàn 66 mẫu giống sen thuộc 6 giống sen chính hiện đang được trồng ở Thừa Thiên Huế (gồm 1 giống sen nhập và 5 giống sen địa phương) với đầy đủ dữ liệu về phân bố, dữ liệu 2
6. mô tả là nguồn vật liệu di truyền quý phục vụ công tác bảo tồn và khai thác s dụng nguồn gen cây sen ở Thừa Thiên Huế. Đề tài đã đánh giá được đa dạng di truyền dựa vào một số kiểu hình của 66 mẫu giống sen. Từ đó, cung cấp cơ sở khoa học đáng tin cậy cho việc xác định các giống sen trồng chính ở Thừa Thiên Huế. Đề tài đã đánh giá được đầy đủ và hệ thống các đặc điểm thực vật học, sinh lý và hóa sinh của 6 giống sen chính tại Thừa Thiên Huế như đặc điểm hình thái, đặc điểm giải phẫu; đặc điểm sinh trưởng và phát triển; năng suất và chất lượng hạt. Những kết quả nghiên cứu này đã bổ sung các dẫn liệu khoa học mới, có giá trị phục vụ cho công tác bảo tồn và khai thác hợp lý nguồn gen cây sen ở Thừa Thiên Huế. Đề tài đã giới thiệu được 2 giống sen địa phương với nhiều đặc tính quý về màu sắc hoa, năng suất, chất lượng hạt, có tiềm năng trong sản xuất và lợi thế thị trường là giống Sen Trắng Trẹt Lõm và giống sen Đỏ Ợt để bảo tồn, khai thác và phát triển. Đề tài đã bước đầu nghiên cứu thành công việc nhân giống in vitro hai giống sen quý là Sen Trắng Trẹt Lõm và Sen Đỏ Ợt từ tim sen. Kết quả này góp phần bảo tồn và phục tráng các giống sen quý đang bị thoái hóa tại Thừa Thiên Huế. 4. Kết cấu của luận án Luận án gồm 150 trang (kể cả tài liệu tham khảo) chia thành các phần: Phần mở đầu 4 trang; Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu 30 trang; Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 18 trang; Chương 3: Kết quả và thảo luận 82 trang; Phần kết luận và kiến nghị 2 trang; Các công trình đã công bố liên quan đến luận án 1 trang; Phần tài liệu tham khảo 13 trang với 125 tài liệu tham khảo bằng tiếng Việt, tiếng Anh và Internet. Luận án có 43 bảng, 42 hình. 3
7. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Luận án đã tham khảo và tổng kết về 4 vấn đề chính với các nội dung liên quan: (1) Tổng quan chung về cây sen; (2) Tình hình nghiên cứu về cây sen trên thế giới và ở Việt Nam; (3) Kỹ thuật trồng và chăm sóc cây sen; (4) Nuôi cấy mô tế bào thực vật. C ƣơn II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU - Nguồn vật liệu được s dụng trong nghiên cứu đặc điểm thực vật học, sinh lý, hóa sinh là 6 giống sen được lựa chọn từ 66 mẫu giống sen bao gồm 5 giống sen địa phương: Sen Hồng Phú Mộng, Sen Hồng Gia Long, Sen Đỏ Ợt (Sen Đỏ Vinh Thanh), Sen Trắng Trẹt Lõm, Sen Trắng Trẹt Lồi và 1 giống sen nhập có nguồn gốc Đồng Tháp là Sen Cao Sản. - Nguồn vật liệu s dụng trong nghiên cứu nhân giống in vitro là hạt sen tươi khoảng 23-25 ngày tuổi của 2 giống Sen Trắng Trẹt Lõm và Sen Đỏ Ợt. 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.2.1. Điều tra tình hình sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm từ cây sen, xây dựng sơ đồ phân bố các mẫu giống sen ở Thừa Thiên Huế. 2.2.2. Nghiên cứu đa dạng di truyền các mẫu giống sen dựa vào kiểu hình - Đánh giá nguồn vật liệu khởi đầu 2.2.3. Nghiên cứu đặc điểm thực vật học của một số giống sen ở Thừa Thiên Huế 2.2.4. Nghiên cứu đặc điểm sinh lý của một số giống sen ở Thừa Thiên Huế 2.2.5. Nghiên cứu đặc điểm hóa sinh hạt sen của một số giống sen ở Thừa Thiên Huế 2.2.6. Nhân giống in vitro một số giống sen địa phương được chọn lọc 4
8. 2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1. Phƣơn p áp điều tra tình hình sản xuất, tiêu thụ các sản phẩm từ cây sen, xây dựn sơ đồ phân bố các mẫu giống sen ở Thừa Thiên Huế Điều tra hiện trạng sản xuất và tiêu thụ sen Phương pháp xây dựng sơ đồ phân bố các mẫu giống sen 2.3.2. P ƣơn pháp phân tíc đa dạng di truyền các mẫu giống sen dựa vào kiểu hình 2.3.3. P ƣơn p áp t u t ập các giống sen - tạo nguồn nguyên liệu 2.3.4. P ƣơn p áp đán iá đặc điểm thực vật học, sinh lý và hóa sinh của một số giống sen trồng ở Thừa Thiên Huế Phương pháp bố trí thí nghiệm Phương pháp đánh giá đặc điểm thực vật học của một số giống sen Phương pháp đánh giá đặc điểm sinh lý của một số giống sen Phương pháp đánh giá các đặc điểm hóa sinh của hạt một số giống sen 2.3.5. Phƣơn p áp nghiên cứu nhân giống in vitro một số giống sen địa p ƣơn 2.3.6. P ƣơn p áp xử lý số liệu C ƣơn 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CÁC GIỐNG SEN Ở THỪA THIÊN HUẾ 3.1.1. Địa điểm trồng sen và thành phần các giống sen trồng tại Thừa Thiên Huế Năm 2017-2018, Thừa Thiên Huế có 66 địa điểm trồng sen với 66 mẫu giống sen, được phân thành 2 nhóm: nhóm sen nhập (1 giống Sen Cao Sản), Nhóm sen địa phương với 2 nhóm nhỏ là nhóm sen hồng (gồm 3 giống: Sen Hồng Phú Mộng, Sen Đỏ Ợt, Sen Hồng Gia Long) và nhóm sen trắng (gồm 2 giống: Sen Trắng Trẹt Lõm, Sen Trắng Trẹt Lồi). 5
9. 3.1.2. Diện tíc v cơ cấu các giống sen hiện trồng ở Thừa Thiên Huế Bản 3.2. Diện tích trồng sen của các khu vực điều tra ở Thừa Thiên Huế năm 2017-2018 Diện Tổng diện Tỷ lệ STT Khu vực điều tra Tên giống sen tích (ha) tích (ha) (%) 1 Khu vực bên trong Đại Sen Trắng Trẹt Lõm 4,49 4,57 1,34 Nội, thành phố Huế Sen Cao Sản 0,08 (2 giống) 2 Thành phố Huế Sen Trắng Trẹt Lõm 7,03 19,90 5,84 (ngoài khu vực Đại Nội) Sen Trắng Trẹt Lồi 0,05 (5 giống) Sen Hồng Phú Mộng 0,05 Sen Đỏ Ợt 0,50 Sen Cao Sản 12,27 3 Phong Điền Sen Hồng Phú Mộng 28,50 196,70 57,66 (2 giống) Sen Cao Sản 168,20 4 Hương Trà Sen Trắng Trẹt Lồi 0,13 41,60 12,20 (4 giống) Sen Trắng Trẹt Lõm 1,00 Sen Hồng Gia Long 0,97 Sen Cao Sản 39,50 5 Hương Thủy (1 giống) Sen Đỏ Ợt 0,15 0,15 0,04 6 Phú Vang (1 giống) Sen Đỏ Ợt 64,20 64,20 18,82 7 Phú Lộc (1 giống) Sen Cao Sản 14,00 14,00 4,10 Tổng diện tích 341,12 341,12 100 Năm 2017-2018, Thừa Thiên Huế có tổng diện tích trồng sen là 341,12 ha. Diện tích giống Sen Cao Sản đạt 234,05 ha, chiếm 68,61% và được trồng phổ biến ở cả 5 khu vực điều tra. Các giống sen địa phương có diện tích là 107,07 ha, chiếm 31,39% diện tích trồng sen toàn tỉnh và được trồng tập trung ở các hồ thuộc khu vực nội thành thành phố Huế. 3.1.3. P ƣơn t ức canh tác cây sen tại các điểm điều tra - Về phương thức để giống: giống s dụng cho vụ sau chủ yếu là cây giống và củ giống. 6
10. - Về thời vụ trồng: đa số sen được trồng vào vụ xuân, bắt đầu từ giữa tháng 1 đến đầu tháng 4 âm lịch. - Về địa hình trồng sen: diện tích sen trồng trên đất ruộng là 314,77 ha, đạt 92,28%, sen trồng trên đất hồ là 26,35 ha, đạt 7,72%. 3.1.4. Các sản phẩm từ cây sen và giá trị kinh tế Các sản phẩm được khai thác từ cây sen ở các giống địa phương rất đa dạng như gương sen, hoa sen, lá sen, hạt sen, tim sen, củ sen, ngó sen, cuống lá Có thể nói, không bộ phận nào của cây sen là không được s dụng. Riêng giống Sen Cao Sản chỉ được trồng chủ yếu để khai thác hạt, với giá thấp hơn nhiều so với sen địa phương. 3.1.5. Xây dựn sơ đồ phân bố các giống sen ở Thừa Thiên Huế Hình 3.7. Sơ đồ phân bố 66 mẫu giống sen ở Thừa Thiên Huế năm 2017-2018 3.2. ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÁC MẪU GIỐNG SEN DỰA VÀO KIỂU HÌNH Hệ số tương đồng di truyền về mặt hình thái của 66 mẫu giống sen biến động từ 0,40 -1,00. Như vậy dựa trên chỉ thị hình thái mức độ đa dạng của các mẫu giống sen nghiên cứu là không cao với độ khác biệt di truyền giữa các mẫu giống đạt từ 0-60%. Ở mức tương đồng di truyền 0,92, tập đoàn 66 mẫu giống sen ở Thừa Thiên Huế được phân 7
11. thành 6 nhóm ở một số tính trạng hình thái đặc trưng bao gồm: nhóm 1 (gồm 14 mẫu giống Sen Trắng Trẹt Lõm: ST01-ST14), nhóm 2 (gồm 3 mẫu giống Sen Trắng Trẹt Lồi: ST15-ST17), nhóm 3 (35 mẫu giống Sen Cao Sản: SH01-SH35), nhóm 4 (gồm 5 mẫu giống Sen Hồng Phú Mộng: SH36-SH40), nhóm 5 (8 mẫu giống Sen Đỏ Ợt: SH41-SH48) và nhóm 6 (01 mẫu giống Sen Hồng Gia Long: SH49). Đây có thể xem là một trong những cơ sở khoa học ban đầu để nhận biết giống trong công tác bảo tồn và chọn lọc các giống sen tại Thừa Thiên Huế. Từ các kết quả về điều tra, đặc điểm hình thái đặc trưng của giống và phân tích đa dạng di truyền dựa vào chỉ thị hình thái chúng tôi xác định được 6 giống sen (giống cây trồng) đang được trồng ở Thừa Thiên Huế: Sen Cao Sản, Sen Hồng Phú Mộng, Sen Đỏ Ợt, Sen Trắng Trẹt Lõm, Sen Trắng Trẹt Lồi, Sen Hồng Gia Long. Kết hợp với cơ sở sơ đồ phân bố các mẫu giống sen, chúng tôi thu thập 6 giống sen trên để trồng tại Hương Sơ, thành phố Huế nhằm tiến hành thí nghiệm đánh giá các chỉ tiêu tiếp theo. Hình 3.8. Sơ đồ hình cây về mối quan hệ di truyền của 66 mẫu giống sen dựa vào kiểu hình với 17 tính trạng hình thái 8
12. 3.3. ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC CỦA CÁC GIỐNG SEN Ở THỪA THIÊN HUẾ 3.3.1. Đặc điểm hình thái của các giống sen Tổng số 52 chỉ tiêu bao gồm các tính trạng hình thái và tính trạng số lượng về đặc điểm thân, lá, rễ, nụ hoa, hoa, nhị hoa, gương sen, hạt sen của 6 giống đã được mô tả, đánh giá và phân nhóm theo các tính trạng đặc trưng (bảng 3.6-3.13). Bản 3.6. Đặc điểm hình thái thân, lá, rễ của các giống sen Sen Sen Sen Sen Sen Sen Đặc điểm và các trạng thái Hồng Hồng Trắng Trắng STT Cao Đỏ biểu iện Phú Gia Trẹt Trẹt Sản Ợt Mộng Long Lõm Lồi To - x x x - - Trung bình x - - - - x 1 Kích cỡ cây Trung bình - nhỏ - - - - x - Nhỏ - - - - - - Rất nhỏ - - - - - - 2 Màu sắc rễ non Trắng x x x x x x 3 Hình dạng lá mới Gần tròn x x x x x x 4 Tím x - - - - - Màu sắc lá mới Xanh pha hồng - x x x - - Xanh lá mạ - - - - x x 5 Màu lá trưởng Xanh x x - x x x thành Xanh đậm - - x - - - 6 Mặt trên nhẵn bóng x x x x x x Bề mặt lá Mặt dưới hơi ráp x x x x x x 7 Ít - - - - x x Gai trên cuống Nhiều x - - - - - Rất nhiều - x x x - - 8 Lá dù hình phễu x x x x x x Kiểu lá Lá trãi phẳng x x x x x x Chú thích: Kích cỡ cây: To: 1,5-2 m; Trung bình: 1-1,5 m, Trung bình - nhỏ: 0,5-1 m, nhỏ 20-50 cm; Rất nhỏ: < 20 cm. “x”: có đặc điểm, kí hiệu “-”: không có đặc điểm. Bảng 3.13. Tính trạng số lượng về gương và hạt của các giống sen Chỉ tiêu Đƣờng kính Chiều dài Chiều rộng Giống ƣơn sen (cm) hạt (cm) hạt (cm) Sen Cao Sản 11,52b 2,12b 1,63a Sen Hồn P ú Mộn 13,12a 2,05bc 1,37b Sen Hồn Gia Lon 9,85c 2,43a 1,55a Sen Đỏ Ợt 11,39b 2,38a 1,21c Sen Trắn Trẹt Lõm 9,24d 1,74d 1,09d Sen Trắn Trẹt Lồi 9,23d 1,97c 1,31b Chú thích: Các chữ cái khác nhau trên cùng một cột chỉ sự sai khác có ý nghĩa thống kê với p< 0,05 (Duncan’s test), chú thích này dùng chung cho tất cả các bảng (ngoại trừ bảng 3.23, 3.24). 9
13. Kết quả cho thấy: 6 giống sen biểu hiện sự sai khác ở một số tính trạng đặc trưng, có thể tóm tắt đặc điểm hình thái và dấu hiệu nhận biết 6 giống sen nghiên cứu như sau: Giống Sen Cao Sản: kích cỡ cây trung bình, lá non màu tím, nụ hoa bầu dục dài chóp nhọn, màu tím; hoa màu hồng tím, đều màu, không thay đổi màu sắc cho đến khi hoa tàn, gương sen lồi hình cái ô; hạt hình cầu; số lượng hạt trên gương sen nhiều; sắc tố bên trong vỏ hạt có màu hồng nhẹ ở chóp, trắng dần ra phía sau. Giống Sen Hồng Phú Mộng: Kích cỡ cây to; lá non có màu xanh pha hồng, nụ hoa bầu dục dài chóp nhọn, màu tím đỏ, hoa có màu hồng đậm ở chóp, nhạt dần xuống phía dưới, màu hồng nhạt dần đến khi hoa tàn, gương sen lồi; hạt hình bầu dục, sắc tố bên trong vỏ hạt có màu hồng đậm. Giống Sen Hồng Gia Long: Kích cỡ cây to; lá non màu xanh pha hồng, nụ hoa bầu dục dài chóp nhọn, màu tím đỏ, hoa màu hồng tím, đậm màu, không thay đổi màu sắc khi hoa tàn, gương sen lồi, hạt hình bầu dục; sắc tố bên trong vỏ hạt có màu hồng đậm. Giống Sen Đỏ Ợt: Kích cỡ cây to; lá non màu xanh pha hồng, nụ hoa bầu dục dài chóp nhọn, màu tím đỏ; hoa màu hồng đậm hơi ngả sang đỏ, màu hồng của hoa nhạt dần và đến ngày 4-5 thì chuyển sang màu trắng, chỉ còn phơn phớt hồng ở đầu chóp cánh hoa; gương sen lồi; hạt hình bầu dục; sắc tố bên trong vỏ hạt có màu hồng đậm. Giống Sen Trắng Trẹt Lõm: Kích cỡ cây trung bình - nhỏ; lá non màu xanh; nụ hoa bầu dục dài chóp nhọn, màu xanh non; hoa màu trắng; gương sen bằng; hạt sen hình elip, sắc tố bên trong vỏ hạt màu trắng. Giống Sen Trắng Trẹt Lồi: Kích cỡ cây trung bình; lá non màu xanh; nụ hoa bầu dục tròn chóp nhọn, màu xanh non; hoa màu trắng; gương sen lồi; hạt sen hình elip, sắc tố bên trong vỏ hạt có màu trắng. 10
14. 3.3.2. Cấu tạo giải phẫu rễ, thân rễ, lá của các giống sen 3.3.2.1. Cấu tạo giải phẫu rễ Bản 3.14. Kích thước thành phần cấu tạo chính của rễ các giống sen Biểu bì Vỏ Trụ Giống ĐKM (µm) %BK (µm) %BK %BK SLMG (µm) (µm) Sen Cao Sản 101,00bc 7,90a 921,80d 72,06d 256,00e 20,03c 20,30a 10,34c Sen Hồng Phú Mộng 124,00a 7,39b 1256,40c 74,92c 296,50c 17,69d 19,10b 13,61a Sen Hồng Gia Long 117,50a 6,82c 1314,50b 76,34b 290,00d 16,84e 20,60a 12,43b Sen Đỏ Ợt 103,00bc 8,14a 854,50e 67,45f 309,00a 24,41a 20,70a 12,63ab Sen Trắng Trẹt Lõm 106,50b 5,91d 1392,70a 77,29a 302,50b 16,80e 18,30c 11,88b Sen Trắng Trẹt Lồi 97,50c 8,29a 836,40e 71,11e 242,30f 20,60b 19,10b 10,69c Chú thích: : Giá trị trung bình; BK: Bán kính; SLMG: Số lượng mạch gỗ; ĐKM: Đường kính mạch 3.3.2.2. Cấu tạo giải phẫu thân rễ Bản 3.15. Kích thước biểu bì và trụ của thân rễ các giống sen Biểu bì Trụ Giống (µm) %BK (µm) %BK Sen Cao Sản 120,40c 2,87b 4077,50b 97,13b Sen Hồng Phú Mộng 120,70bc 3,06a 3830,00cd 96,94c Sen Hồng Gia Long 121,80ab 2,77c 4280,00a 97,23a Sen Đỏ Ợt 120,20c 3,10a 3762,50d 96,90c Sen Trắng Trẹt Lõm 122,80a 3,05a 3907,50c 97,00c Sen Trắng Trẹt Lồi 119,70c 2,83c 4122,50b 97,18ab Chú thích: - : Giá trị trung bình; - BK: Bán kính 3.3.2.3. Cấu tạo giải phẫu lá Bản 3.16. Kích thước biểu bì và mô đồng hóa của phiến lá các giống sen Biểu bì trên Mô đồng hóa Biểu bì dƣới Giống (µm) %BK (µm) %BK (µm) %BK Sen Cao Sản 126a 8,83bc 1238a 86,55a 66a 4,62c Sen Hồng Phú Mộng 119ab 9,09bc 1125b 85,87ab 66a 5,04b Sen Hồng Gia Long 121a 8,67bc 1207a 86,45a 68a 4,87bc Sen Đỏ Ợt 122a 8,61c 1228a 86,52a 69a 4,86bc Sen Trắng Trẹt Lõm 113b 11,16a 832c 82,12c 68a 6,72a Sen Trắng Trẹt Lồi 124a 9,24b 1151b 85,69b 68a 5,07b Chú thích: - : Giá trị trung bình; - BK: Bán kính 11
15. 3.3.2.4. Đặc điểm khí khổng ở lá Bản 3.17. Số lượng khí khổng trên 1 mm2 diện tích bề mặt trên lá sen Số lƣợng khí Số lƣợng khí khổng ở Giống sen khổng ở lá dù lá trãi Sen Cao Sản 66,7a 62,7a Sen Hồn P ú Mộn 59,3b 45,3c Sen Hồn Gia Lon 68,0a 44,0c Sen Đỏ Ợt 60,7b 62,0a Sen Trắn Trẹt Lõm 58,0b 56,7b Sen Trắn Trẹt Lồi 59,3b 48,0c Kết quả nghiên cứu về đặc điểm giải phẫu rễ, thân rễ, lá của các giống sen cho thấy sự thích nghi cao độ của cây sen đối với môi trường nước. Các thành phần cấu tạo thân rễ, rễ và lá của 6 giống sen là tương đồng nhau. Chủ yếu sự sai khác được biểu thị ở kích thước và tỉ lệ phần trăm của các thành phần. Nghiên cứu đặc điểm thực vật học với các đặc trưng liên quan đến sinh thái học là một việc làm hết sức cần thiết làm cơ sở cho các nghiên cứu sinh lý, hóa sinh và nhân giống cây sen có hiệu quả. 3.4. NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÝ CỦA CÁC GIỐNG SEN 3.4.1. Thời ian sin trƣởng Thời gian từ trồng đến khi sen tàn trung bình của các giống là 159,3 ngày, dao động từ 152-171 ngày. Giống Sen Trắng Trẹt Lõm có thời gian sinh trưởng dài nhất là 171 ngày. Ngắn nhất là giống sen Đỏ Ợt với 152 ngày. 3.4.2. Độn t ái tăn trƣởng của lá 3.4.2.1. Động thái tăng trưởng lá trãi Bản 3.19. Động thái tăng trưởng đường kính lá trãi (cm) của các giống sen qua các thời gian theo dõi Ngày * 0 7 14 21 28 35 42 Giống Sen Cao Sản 12,73c 20,78c 30,97c 38,63bc 44,06c 52,30d 53,73c Sen Hồng Phú Mộng 15,66b 22,36b 28,87d 37,90c 45,22c 57,67b 58,20b Sen Hồng Gia Long 13,47c 22,02bc 33,84b 47,21a 49,83b 53,30d 54,20c Sen Đỏ Ợt 17,87a 25,15a 37,20a 47,13a 56,33a 61,33a 62,00a Sen Trắng Trẹt Lõm 16,15b 24,02a 33,99b 40,13b 54,95a 61,24a 63,60a c b c a b c b 8 Sen Trắng Trẹt Lồi 12,13 22,40 31,47 46,98 49,00 56,13 58,31 Chú thích*: Thời điểm bắt đầu xuất hiện lá trãi 12
16. Tốc độ tăng trưởng lá trãi của các giống sen tăng dần theo thời gian và tăng nhanh nhất vào các thời điểm 7 và 14 ngày. Từ 35 đến 42 ngày thì đường kính lá trãi tăng rất ít, tăng khoảng 1-2 cm/7 ngày, đạt kích thước tối đa từ 53,73-63,60 cm vào giai đoạn 42 ngày, lá thối rữa dần và bắt đầu giai đoạn phát triển của lá dù. 3.4.2.2. Động thái tăng trưởng lá dù Bản 3.20. Động thái tăng trưởng đường kính của lá dù (cm) của các giống sen qua các thời gian theo dõi Ngày 0* 7 14 21 28 35 42 Giống Sen Cao Sản 15,05c 34,17b 43,53c 49,53c 52,89e 57,13e 60,97e Sen Hồng Phú Mộng 18,40b 43,33a 51,80a 57,13b 62,20b 65,20b 68,93b Sen Hồng Gia Long 20,67a 42,33a 50,90a 57,03b 58,53c 63,33c 66,07c Sen Đỏ Ợt 18,33b 35,00b 48,00b 59,47a 67,27a 74,31a 81,00a Sen Trắng Trẹt Lõm 15,17c 31,43c 39,00d 44,54e 50,00f 51,31f 52,63f Sen Trắng Trẹt Lồi 16,45c 26,31d 38,21d 46,43d 54,63d 59,85d 63,39d Chú thích: *: Thời điểm bắt đầu xuất hiện lá dù. Đường kính lá dù ở 6 giống sen tăng mạnh nhất vào thời điểm 7 ngày đạt 26,31-43,33 cm. Đến các thời điểm 28, 35 và 42 ngày sự tăng trưởng đường kính lá dù chậm lại, trung bình mỗi tuần tăng 1,31-7,04 cm và đạt kích thước lớn nhất là 52,63-81 cm vào 42 ngày. 3.4.2.3. Động thái tăn trƣởng về chiều cao cuống lá dù Bản 3.21. Động thái tăng trưởng chiều cao cuống lá dù (cm) của các giống sen qua các thời gian theo dõi Ngày 0* 7 14 21 28 35 42 Giống Sen Cao Sản 20,97e 34,27c 44,03c 48,17e 51,93e 60,47d 81,80b Sen Hồng Phú Mộng 33,27a 40,07a 47,07ab 56,13c 62,87c 69,07c 71,53c Sen Hồng Gia Long 32,53b 40,80a 44,53c 51,93d 55,23d 77,00b 91,07a Sen Đỏ Ợt 24,00d 31,50d 46,25b 59,50b 70,04b 80,95a 91,47a Sen Trắng Trẹt Lõm 18,51f 26,59e 33,61d 42,44f 47,15f 50,21e 52,11d Sen Trắng Trẹt Lồi 26,09c 36,53b 47,70a 62,43a 72,43a 80,86a 83,03b Chú thích: *: Thời điểm bắt đầu xuất hiện lá dù. Qua 42 ngày theo dõi, chiều cao cuống lá dù của các giống sen tăng mạnh từ 18,51-91,47 cm. Trong đó, giống Sen Trắng Trẹt Lõm có chiều cao cây thấp nhất với 52,11 cm. Giống Sen Đỏ Ợt và Sen 13
17. Hồng Gia Long có chiều cao cuống lá dù lớn nhất trong 6 giống nghiên cứu, đạt 91,07-91,47 cm. 3.4.3. Độn t ái tăn trƣởn đƣờn kín ƣơn sen Bản 3.22. Động thái tăng trưởng đường kính gương (cm) của các giống sen qua các thời kỳ theo dõi Ngày Thu 0* 7 14 Giống hoạch Sen Cao Sản 4,33b 6,37b 8,93a 11,52b Sen Hồng Phú Mộng 4,49b 6,42b 7,83c 13,12a Sen Hồng Gia Long 4,60b 5,81c 7,47d 9,85c Sen Đỏ Ợt 4,50b 6,53b 8,50b 11,39b Sen Trắng Trẹt Lõm 2,90c 4,61d 5,77e 9,24d Sen Trắng Trẹt Lồi 3,51a 7,15a 8,20b 9,23d Chú thích*: Thời điểm hoa bắt đầu tàn. 3.4.4. Khối lƣợn tƣơi, k ối lƣợn k ô, cƣờn độ tíc lũy c ất khô ở lá của các giốn sen qua các iai đoạn sin trƣởng Bản 3.23. Khối lượng tươi, khối lượng khô, cường độ tích lũy chất khô ở lá của các giống sen qua các giai đoạn sinh trưởng Sen Sen Giai Sen Cao Sen Hồng Sen Hồng Sen Đỏ Chỉ tiêu Trắng Trắng đoạn Sản Phú Mộng Gia Long Ợt Trẹt Lõm Trẹt Lồi P tươi (g) 51,37a 40,24c 48,20b 43,46bc 21,97e 28,76d Lá trãi P khô (g) 11,84b 19,82a 9,27cd 19,26a 9,11d 10,68bc trƣởng I tích lũy chất khô 0,086d 0,282b 0,065d 0,330a 0,184c 0,105d thành (g/dm2xngày) P tươi (g) 40,47d 53,94b 52,88b 80,95a 46,32c 45,98c Lá dù P khô (g) 10,75e 32,46b 20,18c 42,39a 15,28d 11,96e trƣởng I tích lũy chất khô 0,020c 0,020c 0,010c 0,10a 0,067b 0,013c thành (g/dm2xngày) P tươi (g) 47,56c 61,66b 39,60d 75,74a 43,13cd 47,86c Tạo P khô (g) 18,72cd 27,09b 15,72de 31,79a 19,93c 13,84e hạt I tích lũy chất khô 0,037c 0,027c 0,040c 0,413a 0,023c 0,107b (g/dm2xngày) Chú thích: Các chữ cái khác nhau trên cùng một hàng chỉ ra sự sai khác có ý nghĩa thống kê của trung bình mẫu với p<0,05 (Duncan’s test), P: khối lượng, I: Cường độ. Kết quả bảng 3.23 cho thấy giống Sen Đỏ Ợt cho kết quả cao nhất về hầu hết các chỉ tiêu nghiên cứu ở cả 3 giai đoạn theo dõi. Ngoài ra, khi so sánh các chỉ tiêu sinh lý của các giống qua 3 giai đoạn, cường độ tích lũy chất khô có sự giảm mạnh khi đến giai đoạn lá dù nhưng 14
18. tăng lên lại vào giai đoạn tạo hạt, vì ở giai đoạn này cây tập trung chất dinh dưỡng để phát triển các bộ phận như hoa, gương, hạt và củ. 3.4.5. H m lƣợng chlorophyll (Chl) của các giống sen Bản 3.24. Hàm lượng Chl (mg/g) của lá các giống sen qua các giai đoạn sinh trưởng Sen Sen Sen Sen Sen Giai Hồng Hồng Sen Trắng Trắng Chỉ tiêu Cao đoạn Phú Gia Đỏ Ợt Trẹt Trẹt Sản Mộng Long Lõm Lồi Lá trãi Chla 0,196f 0,506c 0,230e 0,814a 0,619b 0,443d trƣởng Chlb 0,079e 0,210b 0,094d 0,291a 0,214b 0,175c thành Chla/Chlb 2,51b 2,41b 2,45b 2,80a 2,90a 2,54b Lá dù Chla 0,152f 0,479c 0,264e 0,620a 0,580b 0,283d trƣởng Chlb 0,056f 0,195c 0,103d 0,255a 0,224b 0,105d thành Chla/Chlb 2,72a 2,45b 2,57ab 2,43b 2,59ab 2,70b Chla 0,599c 0,747b 0,474e 0,891a 0,619c 0,535d Tạo Chlb 0,225c 0,306b 0,184d 0,353a 0,214c 0,217c hạt Chla/Chlb 2,67b 2,45c 2,58bc 2,53bc 2,89a 2,47bc Chú thích: Các chữ cái khác nhau trên cùng một hàng chỉ ra sự sai khác có ý nghĩa thống kê của trung bình mẫu với p<0,05 (Duncan’s test). Qua 3 giai đoạn theo dõi, giống Sen Đỏ Ợt vẫn đạt kết quả cao nhất về cả hàm lượng Chla và Chlb, đây cũng là giống có khối lượng tươi, khối lượng khô và cường độ tích lũy chất khô cao nhất trong các giống sen nghiên cứu ở hầu hết các giai đoạn theo dõi. 3.4.6. Năn suất và các yếu tố cấu t n năn suất Bản 3.25. Các chỉ tiêu cấu thành năng suất và năng suất hạt của các giống sen Tỷ lệ hạt Khối NSLT Số Số Số hạt NSLT chắc/ ƣơ lƣợng hạt sen Giống ƣơn / hạt/ chắc/ ƣ hạt sen ng sen 100 hạt (kg/10 10 m2 ƣơn ơn (tấn/ha) (%) (g) m2) Sen Cao Sản 75,60b 36,20a 29,87a 82,56a 202,60d 4,57a 4,57a Sen Hồng Phú Mộng 54,40d 36,43a 27,03b 74,15b 220,00b 3,24d 3,24d Sen Hồng Gia Long 41,60e 28,27c 9,83e 35,00e 210,46c 0,86f 0,86f Sen Đỏ Ợt 61,40c 33,40b 21,83c 65,52c 262,20a 3,52c 3,52c Sen Trắng Trẹt Lõm 101,60a 29,13c 19,07d 66,39c 196,00e 3,80b 3,80b Sen Trắng Trẹt Lồi 45,40e 34,20b 20,53cd 60,71d 198,60e 1,85e 1,85e 15
19. NSLT hạt sen của 6 giống đạt 0,86-4,57 tấn/ha. Giống Sen Cao Sản có năng suất cao nhất với 4,57 tấn/ha tiếp đến là giống Sen Trắng Trẹt Lõm (3,80 tấn/ha), giống Sen Đỏ Ợt (3,52 tấn/ha), giống Sen Hồng Phú Mộng (3,24 tấn/ha), thấp nhất là giống Sen Trắng Trẹt Lồi và giống Sen Hồng Gia Long với 1,85 và 0,86 tấn/ha. 3.5. NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA SINH TRONG HẠT CỦA CÁC GIỐNG SEN 3.5.1. H m lƣợng các thành phần din dƣỡng Bản 3.26. Hàm lượng của một số thành phần dinh dưỡng cơ bản (g/100g) trong hạt sen khô Chỉ tiêu Protein Lipid Đƣờng khử Giống Sen Cao Sản 7,00e 5,39a 6,29d Sen Hồng Phú Mộng 8,21c 3,33c 8,71a Sen Hồng Gia Long 7,90d 2,21d 7,09c Sen Đỏ Ợt 8,69b 2,59d 8,17b Sen Trắng Trẹt Lõm 9,41a 4,55b 7,14c Sen Trắng Trẹt Lồi 9,15a 3,70c 6,98c Ngoài hàm lượng lipid, hạt sen của giống Cao Sản luôn có giá trị thấp hơn các giống sen địa phương về hàm lượng protein, đường kh . Chứng tỏ, giá trị dinh dưỡng trong hạt sen của các giống sen địa phương cao hơn nhiều so với giống Sen Cao sản. 3.5.2. H m lƣợng một số nguyên tố khoáng Bản 3.27. Hàm lượng một số nguyên tố khoáng (mg/100 g) trong hạt sen khô Chỉ tiêu K Ca P Giống Sen Cao Sản 580,00e 33,33e 198,67e Sen Hồng Phú Mộng 850,00b 56,67b 665,67b Sen Hồng Gia Long 283,33f 43,33d 459,00d Sen Đỏ Ợt 726,67c 51,67c 462,67d Sen Trắng Trẹt Lõm 890,00a 60,67a 705,00a Sen Trắng Trẹt Lồi 663,33d 61,33a 555,67c 16
20. Hàm lượng các nguyên tố khoáng K, Ca, P ở các giống sen địa phương đều cho kết quả cao hơn giống Sen Cao Sản. Trong đó, giống Sen Trắng Trẹt Lõm đạt kết quả cao nhất trong 6 giống nghiên cứu. 3.5.3. H m lƣợng enzyme catalase và vitamin C Bản 3.28. Hàm lượng của vitamin C và catalase trong 100 g hạt sen khô Chỉ tiêu Catalase Vitamin C (%) Giống (U/mg protein) Sen Cao Sản 0,26b 0,011c Sen Hồng Phú Mộng 0,40a 0,033ab Sen Hồng Gia Long 0,26b 0,031ab Sen Đỏ Ợt 0,42a 0,039a Sen Trắng Trẹt Lõm 0,25b 0,026b Sen Trắng Trẹt Lồi 0,25b 0,022bc 3.5.4. Thành phần các hoạt chất của cao chiết hạt sen Đã xác định được sự hiện diện của 27 hợp chất chủ yếu trong cao chiết của các giống sen nghiên cứu. Trong đó, giống Sen Hồng Phú Mộng và Đỏ Ợt có 20 hợp chất, giống Sen Hồng Gia Long và Sen Cao Sản đều có 19 hợp chất và giống Sen Trắng Trẹt Lõm có 18 hợp chất, giống Sen Trắng Trẹt Lồi có 17 hợp chất. Trong 27 hợp chất có mặt ở 6 giống sen nghiên cứu, có một số hợp chất đã được xác định hoạt tính sinh học trong các nghiên cứu trước đây. 3.5.5. Các chỉ tiêu liên quan đến độ bở, độ dẻo của hạt sen 3.5.5.1. Hàm lượng amylose Bản 3.30. Hàm lượng Amylose (g) trong 100g hạt sen khô Chỉ tiêu Amylose Giống Sen Cao Sản 7,70bc Sen Hồng Phú Mộng 8,28b Sen Hồng Gia Long 8,97a Sen Đỏ Ợt 7,39cd Sen Trắng Trẹt Lõm 9,15a Sen Trắng Trẹt Lồi 6,98d 17
21. 3.5.5.2. Độ bền gel và độ trở hồ Bản 3.31. Đán iá độ bền el v độ trở ồ ở các iốn sen Chỉ tiêu Độ bền gel Độ trở hồ Điểm theo Kích thước gel Giống sen Đánh giá thang điểm (mm) chuẩn Sen Cao Sản 152, 67d Gel rất mềm 2 Sen Hồng Phú Mộng 162,33b Gel rất mềm 3 Sen Hồng Gia Long 157,00c Gel rất mềm 3* Sen Đỏ Ợt 150,00e Gel rất mềm 3 Sen Trắng Trẹt Lõm 138,67f Gel rất mềm 3 Sen Trắng Trẹt Lồi 169,33a Gel rất mềm 3 Kích thước gel của các giống sen nghiên cứu khá lớn từ 150- 162,33 mm, nằm ngoài khoảng so với các chỉ tiêu gel, do đó chúng tôi xếp chúng vào dạng gel rất mềm. Kết quả về độ bền gel và độ trở hồ cho thấy khả năng bị cứng sau khi để nguội của hạt sen ở các giống sen nghiên cứu là rất thấp. 3.5.6. Đán iá k ả năn k án oxy óa tron dịch chiết và cao chiết thô từ hạt sen khô 3.5.6.1. Đánh giá khả năng kháng oxy hóa trong dịch chiết hạt sen Bảng 3.33. Giá trị IC50 của dịch chiết từ hạt sen trong dung môi methanol 70% 2 Giống Đơn vị R IC50 Sen Cao Sản 0,964 11,23c Sen Hồng Phú Mộng 0,952 11,85b Sen Hồng Gia Long mg chiết 0,975 10,80d Sen Đỏ Ợt chuất/ mL 0,996 15,67a Sen Trắng Trẹt Lõm 0,980 11,81b Sen Trắng Trẹt Lồi 0,998 8,20e Acid ascorbic μg/mL 0.963 3,20f Kết quả cho thấy, để kh 50% gốc tự do DPPH của dịch chiết thì cần từ 8,20-15,67 (mg/mL) hạt sen, thấp hơn nhiều so với ascorbic acid (3,2 μg/mL). Trong đó, giống Sen Trắng Trẹt Lồi có giá trị IC50 thấp nhất với 8,20 mg/mL, chứng tỏ khả năng chống oxy hóa của giống này là cao nhất, tiếp đến là giống Sen Hồng Gia Long 18
22. và giống Sen Cao Sản, 2 giống Sen Hồng Phú Mộng và Sen Trắng Trẹt Lõm có khả năng chống oxy hóa như nhau và thấp nhất là giống Sen Đỏ Ợt với 15,67 mg/mL hạt sen mới kh được 50% gốc tự do. 3.5.6.2. Đánh giá khả năng kháng oxy hóa có trong cao chiết hạt sen Bản 3.35. Giá trị IC50 của cao chiết từ hạt sen trong dung môi methanol 70% 2 Giống Đơn vị R IC50 Sen Cao Sản 0,988 1,160b Sen Hồng Phú Mộng 0,978 1,036c Sen Hồng Gia Long mg cao 0,988 1,006d Sen Đỏ Ợt chiết/ mL 0,971 1,286a Sen Trắng Trẹt Lõm 0,996 1,005d Sen Trắng Trẹt Lồi 0,953 0,850e Acid ascorbic μg/mL 0,963 3,200f Tương tự với dịch chiết, hả năng bắt gốc tự do của giống Sen Trắng Trẹt Lồi cũng cao nhất với IC50 đạt 0,85 mg cao chiết/mL, thấp nhất vẫn là giống Sen Đỏ Ợt với IC50 đạt 1,286 mg cao chiết/mL. So với ascorbic acid (3,2 μg/mL), cao chiết hạt sen có khả năng bắt gốc tự do thấp hơn từ 265-401 lần (Bảng 3.35). 3.6. BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG INVITRO MỘT SỐ GIỐNG SEN ĐỊA PHƢƠNG ĐƢỢC CHỌN LỌC Trên cơ sở kết quả nghiên cứu về đặc điểm thực vật học, sinh lý và hóa sinh của 6 giống sen hiện đang được trồng ở Thừa Thiên Huế. chúng tôi lựa chọn 2 giống sen địa phương là giống Sen Trắng Trẹt Lõm và giống Sen Đỏ Ợt có nhiều đặc điểm nổi bật về năng suất, chất lượng hạt, màu sắc hoa đẹp, sản phẩm khai thác rất đa dạng và phong phú để nghiên cứu nhân giống in vitro nhằm góp phần lưu trữ, bảo tồn các giống sen địa phương hiện nay. 3.6.1. Nghiên cứu ản ƣởng của thời gian khử trùng So với các thời gian thăm dò khác thì kh trùng mẫu hạt bằng HgCl2 trong 16 phút cho kết quả tốt nhất với tỷ lệ mẫu sống đạt 86-88%, tỷ lệ mẫu nhiểm giảm còn 10%, tỷ lệ mẫu chết thấp chỉ 2-4%. 19
23. Bản 3.36. Ảnh hưởng của thời gian kh trùng mẫu bằng HgCl2 0,1% Thời gian khử trùng Tỷ lệ mẫu Tỷ lệ mẫu Tỷ lệ mẫu Giống sen bằng HgCl2 (phút) nhiễm (%) chết (%) sống (%) 6 74,29 0 25,71 7 51,06 0 48,94 9 38,78 0 61,22 Sen Trắng 11 33,33 0 66,67 Trẹt Lõm 13 27,08 0 72,92 15 22,50 0 77,50 16 10,00 4,00 86,00 17 8,75 12,50 78,75 6 65,71 0 34,29 7 48,57 0 51,43 Sen Đỏ Ợt 9 39,58 0 60,42 11 34,04 0 65,96 13 30,00 0 70,00 15 25,00 0 75,00 16 10,00 2,00 88,00 17 6,67 16,66 76,67 3.6.2. Ản ƣởng của BAP đến khả năn tái sin c ồi Bản 3.37. Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh chồi và cụm chồi Môi trƣờng Chiều Số lá/cụm Tỷ lệ tạo Giống sen MS bổ sung Số chồi cao chồi chồi chồi (%) BAP (mg/L) (cm) 0,0 3,00a 1,43a 6,13a 100 0,5 2,30b 1,25b 4,87b 100 Sen Trắng 1,0 1,47c 1,35a 4,47b 100 Trẹt Lõm 1,5 1,37c 1,14b 5,07b 100 2,0 1,33c 1,10b 5,20ab 100 0,0 2,53a 1,65a 5,87a 100 0,5 1,43b 1,00b 4,20b 100 Sen Đỏ Ợt 1,0 1,23b 0,90b,c 3,43c 100 1,5 1,30b 0,75c,d 3,37c 100 2,0 1,23b 0,67d 3,20c 100 Ở môi trường MS cơ bản, mẫu có khả năng tạo chồi và cụm chồi cao nhất với 3,0 chồi/mẫu (Sen Trắng Trẹt Lõm) và 2,53 chồi/mẫu (Sen Đỏ Ợt). Đồng thời, chiều cao chồi và số lá/chồi ở cả 2 giống trên môi trường MS cũng cho kết quả tốt nhất. Như vậy, môi trường MS cơ bản là môi trường thích hợp nhất để tái sinh chồi cả 2 giống sen nghiên cứu. 20
24. 3.6.3. Khảo sát khả năn nhân chồi 3.6.3.1. Ảnh hưởng của BAP và KIN đến khả năng nhân chồi Bản 3.38. Ảnh hưởng của BAP và KIN đến khả năng nhân chồi BAP KIN Tỷ lệ Tỷ lệ Nồng Chiều Chiều Giống Số phát Trạng Số phát Trạng độ cao cao sen Số chồi lá/cụm sinh thái Số chồi lá/cụm sinh thái (mg/L) chồi/mẫu chồi/mẫu chồi chồi chồi chồi chồi chồi (cm) (cm) (%) (%) 0,0 2,33c 1,08c 2,53c 73,33 Kém 2,33d 1,08b 2,53c 81,25 Kém Sen 0,5 3,87b 1,24bc 3,07b 78,26 TB 3,53a 1,30a 4,23a 81,81 Tốt Trắng 1,0 12,20a 1,75a 8,33a 100 Tốt 3,10b 1,28a 3,37b 85,19 TB Trẹt 1,5 2,53c 1,18b 2,77bc 81,25 Tốt 2,63bcd 1,08b 2,67c 85,71 Tốt Lõm 2,0 2,40c 1,23bc 2,97b 93,75 Tốt 2,73bc 1,19ab 2,83c 90,00 Tốt 0,00 2,73c 0,96b 3,37b 100 TB 2,50ab 0,96a 3,37a 86,67 Tốt 0,50 5,10a 1,56a 4,50a 100 Tốt 3,07a 0,90ab 1,83b 93,33 TB Sen Đỏ 1, 00 3,90b 0,89b 2,43c 100 Tốt 1,87b 0,73bc 1,47b 76,67 TB Ợt 1,50 3,57bc 1,17b 2,37c 100 Tốt 2,13b 1,03a 1,67b 83,33 Tốt 2,00 3,23bc 1,03b 2,63bc 96,67 Tốt 2,57ab 0,69c 2,00b 83,33 Tốt Chú thích: - Kém: Chồi gầy, lá xanh nhạt; Trung bình: chồi mập, lá xanh nhạt; Tốt: chồi mập, lá xanh đậm Môi trường thích hợp nhất cho sự nhân chồi ở 2 giống sen là môi trường MS bổ sung 1,0 mg/L BAP (Sen Trắng Trẹt Lõm với 12,20 chồi/mẫu) và 0,5 mg/L BAP (Sen Đỏ Ợt với 5,10 chồi/mẫu). 3.6.3.2. Ảnh hưởng của BAP phối hợp α-NAA đến khả năng nhân chồi Bản 3.39. Ảnh hưởng của BAP phối hợp NAA đến khả năng nhân chồi Chiều cao Số Tỷ lệ phát Giống BAP α-NAA Số chồi/mẫu lá/cụm sinh chồi sen (mg/L) (mg/L) chồi/mẫu (cm) chồi (%) 0,1 0,67f 0,41f 0,80f 62,50 0,5 0,5 1,73d 1,44b 2,47c 100 Sen 0,1 3,27b 1,20c 5,47b 73,73 1,0 Trắng 0,5 2,30c 1,06cd 1,33ef 90,00 Trẹt 0,1 4,40a 1,81a 7,13a 94,44 1,5 Lõm 0,5 1,60de 1,47b 1,93d 76,92 0,1 1,27e 0,76e 1,13ef 75,00 2,0 0,5 1,33e 0,83de 1,47de 53,14 0,1 3,60a 1,22a 3,03a 96,67 0,5 0,5 2,30b 1,03ab 2,87ab 93,33 0,1 1,00d 0,94b 2,40bc 76,67 1,0 Sen Đỏ 0,5 1,53c 0,98b 2,17c 83,33 Ợt 0,1 2,00bc 0,67cd 2,00c 86,67 1,5 0,5 1,53c 0,60d 1,03d 76,67 0,1 1,77c 0,55d 1,40d 76,67 2,0 0,5 1,83c 0,83bc 0,97d 80,00 21
25. Kết quả cho thấy việc bổ sung phối hợp giữa BAP với α-NAA làm giảm khả năng nhân chồi, chiều cao cây và số lá/cụm chồi ở cả 2 giống sen nghiên cứu so với các mẫu nuôi cấy trên môi trường chỉ bổ sung riêng lẻ BAP. 3.6.3.3. Ảnh hưởng của BAP và nước dừa đến khả năng nhân chồi Bản 3.40. Ảnh hưởng của BAP và nước dừa đến khả năng nhân chồi Nƣớc Chiều cao Số Tỷ lệ phát Giống BAP Số dừa chồi/mẫu lá/cụm sinh chồi sen (mg/L) chồi/mẫu (%) (cm) chồi (%) 1,0 0 12,20a 1,75a 8,33a 100,00 Sen 1,0 5 4,80b 1,37b 3,07b 93,18 Trắng 1,0 10 3,50c 1,19c 1,77d 81,81 Trẹt 1,0 15 3,20cd 0,90d 1,57d 92,31 Lõm 1,0 20 2,73d 1,26bc 2,43c 90,57 0,5 0 5,10a 1,56a 4,50a 100,00 0,5 5 4,07b 1,13b 3,43b 90,00 Sen 0,5 10 1,93c 0,68c 1,07c 60,00 Đỏ Ợt 0,5 15 2,37c 0,77c 1,70c 66,67 0,5 20 1,90c 0,66c 1,67c 56,67 Từ kết quả trên cho thấy với 1,0 mg/L BAP (giống Sen Trắng Trẹt Lõm) và nồng độ 0,5 mg/L BAP (giống Sen Đỏ Ợt) bổ sung vào môi trường nuôi cấy MS cho tỷ lệ nhân chồi tốt mà không cần thiết bổ sung thêm nước dừa. Nồng độ nước dừa càng tăng càng làm ức chế khả năng nhân chồi của mẫu các giống sen nuôi cấy. 3.6.4. Ản ƣởng của IBA và α-NAA đến khả năng tạo rễ Môi trường MS bổ sung phối hợp giữa IBA (1,0mg/L) và α- NAA (0,5 mg/L) thích hợp nhất đối với Sen Trắng Trẹt Lõm (8,90 rễ/mẫu) và môi trường MS chỉ bổ sung α-NAA (0,5 mg/L) là thích thích hợp nhất đối với Sen Đỏ Ợt (18,17 rễ/mẫu) cho quá trình tạo rễ trong nhân giống in vitro. 22
26. Bản 3.41. Ảnh hưởng của IBA và α-NAA đến khả năng tạo rễ Giống IBA NAA Số rễ/mẫu Chiều dài Tỷ lệ tạo sen (mg/L) (mg/L) rễ/mẫu (cm) rễ (%) 0,5 0 0,73d 0,55a 28,57 Sen 1,0 0 3,00c 1,57d 58,33 Trắng 0 0,5 6,00b 5,67a 72,22 Trẹt 0,5 0,5 3,40c 2,20c 75,54 Lõm 1,0 0,5 8,90a 2,87b 78,57 0,5 0 12,30b 1,36abc 100 1,0 0 15,83ab 1,17c 96,67 Sen 0 0,5 18,17a 1,64a 100 Đỏ Ợt 0,5 0,5 11,67b 1,08c 100 1,0 0,5 14,63ab 1,41ab 96,67 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 1. KẾT LUẬN 1. Năm 2017-2018, tỉnhThừa Thiên Huế có 66 địa điểm trồng sen với tổng diện tích là 341,12 ha. Tập đoàn 66 mẫu giống sen được phân thành 2 nhóm là nhóm sen nhập (giống Sen Cao Sản) và nhóm sen địa phương (gồm 5 giống là Sen Hồng Phú Mộng, Sen Hồng Gia Long, Sen Đỏ Ợt, Sen Trắng Trẹt Lõm, Sen Trắng Trẹt Lồi). Giống Sen Cao Sản có diện tích lớn nhất với 234,05 ha chiếm 68,61% diện tích trồng sen toàn tỉnh, các giống sen còn lại có diện tích 107,07 ha chiếm 31,39%. 2. Có sự khác biệt di truyền giữa các mẫu giống sen về kiểu hình. Hệ số tương đồng di truyền của 66 mẫu giống dao động từ 0,40-1,00. Tập đoàn 66 mẫu giống sen được phân thành 6 nhóm khác biệt nhau ở một số tính trạng hình thái đặc trưng. 3. Giữa 6 giống sen có sự biến động lớn về đặc điểm hình thái bên ngoài. Đa số các tính trạng nghiên cứu biểu hiện sự đa dạng cao giữa các giống, có thể s dụng làm cơ sở cho việc nhận diện các giống sen ở Thừa Thiên Huế. 4. Các giống sen trồng ở Thừa Thiên Huế có thời gian sinh trưởng từ 152-171 ngày. Các chỉ tiêu sinh lý đã phản ánh được quá trình sinh trưởng, phát triển của các giống sen. Giống Sen Đỏ Ợt là giống có kết quả cao nhất về hầu hết các chỉ tiêu nghiên cứu. 23
27. 5. NSLT hạt sen của 6 giống đạt từ 0,86-4,57 tấn/ha, tỷ lệ hạt chắc chiếm 35-82,56%. Giống Sen Cao Sản có năng suất cao nhất với 4,57 tấn/ha tiếp đến là giống Sen Trắng Trẹt Lõm đạt 3,80 tấn/ha, giống Sen Đỏ Ợt đạt 3,52 tấn/ha, giống Sen Hồng Phú Mộng đạt 3,24 tấn/ha, giống Sen Trắng Trẹt Lồi (1,85 tấn/ha), thấp nhất là giống Sen Hồng Gia Long với 0,86 tấn/ha. 6. Đã xác định được thành phần hóa sinh trong hạt của 6 giống sen. Các giống sen địa phương thường cho kết quả cao hơn giống Sen Cao Sản ở hầu hết các chỉ tiêu nghiên cứu. Hai giống Sen Trắng là những giống cho kết quả tốt nhất về thành phần chất lượng và khả năng kháng oxy hóa. 7. Đề tài đã xác định được 2 giống sen địa phương có giá trị về màu sắc hoa, năng suất, chất lượng hạt và có tiềm năng trong sản xuất là giống Sen Trắng Trẹt Lõm và Sen Đỏ Ợt để bảo tồn, khai thác và phát triển. 8. Bước đầu nghiên cứu thành công việc nhân giống in vitro 2 giống Sen Trắng Trẹt Lõm và Sen Đỏ Ợt từ tim sen bao gồm xác định thời gian kh trùng, môi trường thích hợp để tái sinh chồi, nhân chồi, tạo rễ và phát triển thành cây sen in vitro hoàn chỉnh. 2. ĐỀ NGHỊ - Nên s dụng hiệu quả nguồn giống sen tại Thừa Thiên Huế theo các định hướng sau: Giống Sen Cao Sản nên được trồng ở qui mô đồng ruộng để kinh doanh hạt sen. Hai giống Sen Trắng Trẹt Lõm, Sen Đỏ Ợt và Sen Hồng Phú Mộng có nhiều đặc điểm vượt trội nên được sản xuất trên qui mô lớn để tạo vùng nguyên liệu nhằm kinh doanh, chế biến và phát triển thành các dòng sản phẩm sen chủ lực ở Thừa Thiên Huế. Sen Trắng Trẹt Lồi và Sen Hồng Gia Long có sản lượng hạt không cao nhưng có hoa đẹp, do vậy nên ưu tiên trồng hai giống sen này nhằm bảo tồn và phát triển gắn với du lịch sinh thái, tôn tạo cảnh quan ở các khu di tích và hồ lăng tẩm ở Thừa Thiên Huế. - Tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện giai đoạn đưa cây sen in vitro của hai giống Sen Trắng Trẹt Lõm và Sen Đỏ Ợt trong giai đoạn vườn ươm và trồng ngoài thực tiễn nhằm tạo ra lượng lớn cây trồng sạch bệnh và đồng đều về độ tuổi phục vụ cho việc bảo tồn in vitro, đồng thời phát triển và s dụng bền vững hai giống sen này ở Thừa Thiên Huế. 24