Professional Documents
Culture Documents
Giới thiệu vi nhân giống và đặc điểm của một số loài cây lâm nghiệp quan trọng
Giới thiệu vi nhân giống và đặc điểm của một số loài cây lâm nghiệp quan trọng
MÃ TÀI LIỆU: MĐ 01
LỜI GIỚI THIỆU
Vi nhân giống cây lâm nghiệp là nghề sản xuất giống cây lâm nghiệp chất
lượng cao đáp ứng nhu cầu trồng rừng kinh doanh ở Việt Nam, trong chương
trình đào tạo nghề ngắn hạn cho lao động nông thôn từ nay đến năm 2020,
nhằm trang bị cho học viên một số kiến thức và kỹ năng cơ bản để thực hiện các
bước công việc nhân giống cây lâm nghiệp bằng vi nhân giống.
Giáo trình Vi nhân giống cây lâm nghiệp được xây dựng và phát triển
theo các bước: phân tích nghề, phân tích công việc và xây dựng chương trình,
giáo trình dạy nghề theo mô đun.
Giáo trình mô đun: Giới thiệu vi nhân giống và đặc điểm của một số loài
cây lâm nghiệp quan trọng là mô đun đầu tiên trong 6 mô đun của chương trình
dạy nghề: Vi nhân giống cây lâm nghiệp nhằm trang bị cho học viên khái niệm,
cơ sở khoa học, những hạn chế của vi nhân giống và đặc điểm của một số loài
cây lâm nghiệp quan trọng.
Giáo trình mô đun gồm 2 bài: Giới thiệu vi nhân giống và Đặc điểm của
một số loài cây lâm nghiệp quan trọng
Để hoàn thành giáo trình chúng tôi nhận được sự giúp đỡ của các nhà
khoa học ở các viện nghiên cứu, các cán bộ kỹ thuật ở các cơ sở sản xuất, các
giảng viên ở các trường đại học, cao đẳng, dạy nghề và khoa Lâm nghiệp
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang. Nhân dịp này cho phép chúng tôi gửi
lời cảm ơn đến lãnh đạo Bộ Nông nghiệp & PTNT, các viện nghiên cứu, các
trường, các nhà khoa học, các cán bộ kỹ thuật, các thày cô giáo đã tham gia
chương trình và đóng góp nhiều ý kiến quý báu, tạo điều kiện thuận lợi để chúng
tôi hoàn thành giáo trình này.
Trong quá trình biên soạn giáo trình mô đun chắc chắn không tránh khỏi
những thiếu sót. Chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý
báu của các nhà khoa học, các nhà quản lý và các bạn đọc để hiệu chỉnh và
hoàn thiện giáo trình phục vụ sự nghiệp đào tạo nghề ngắn hạn cho lao động
nông thôn ở nước ta.
ĐỀ MỤC TRANG
MĐ: Mô đun
LT: lý thuyết
TH: thực hành
KT: kiểm tra
MÔ ĐUN
GIỚI THIỆU VI NHÂN GIỐNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOÀI
CÂY LÂM NGHIỆP QUAN TRỌNG
Mã mô đun: MĐ01
Giới thiệu mô đun:
Là mô đun đầu tiên trong chương trình dạy nghề sơ cấp, nghề vi nhân
giống cây lâm nghiệp, nhằm giới thiệu cho học viên một số kiến thức cơ bản của
vi nhân giống và đặc điểm của một số loài cây lâm nghiệp quan trọng, làm tiền
đề cho việc tiếp thu kiến thức ở các mô đun tiếp theo. Mô đun được cấu trúc
bằng 2 bài học: Bài 1: Giới thiệu về vi nhân giống; Bài 2: Đặc điểm của một số
loài cây lâm nghiệp quan trọng. Học lý thuyết trên lớp, thực hành rèn kỹ năng
quan sát và mô tả đặc điểm của một số loài cây lâm nghiệp quan trọng của vùng
tại các mô hình rừng kinh doanh. Kiểm tra hết mô đun bằng hình thức vấn đáp
và bài thu hoạch sau thực hành quan sát đặc điểm của một số loài cây lâm
nghiệp quan trọng của vùng.
Bài 1:
Mục tiêu: Sau khi học xong bài học này học viên có khả năng:
- Nêu được khái niệm, cơ sở khoa học của vi nhân giống
- So sánh được những lợi thế và hạn chế của vi nhân giống với các phương
pháp nhân giống khác
- Kể lại được một số thành tựu và triển vọng của vi nhân giống trong sản
xuất lâm nghiệp
2. Cơ sở khoa học của vi nhân giống (Tính toàn năng của tế bào)
Tế bào là đơn vị cơ sở (đơn vị sinh lý) để cấu tạo nên cơ thể thực vật. Khi
cơ thể chỉ là tế bào hợp tử thì mọi hoạt động sống đều được thực hiện trong tế
bào duy nhất ấy. Nhưng khi cơ thể trưởng thành (cơ thể do nhiều tế bào hay đa
bào) thì mọi hoạt động sống của các tế bào tạo nên hoạt động sống thống nhất
của cả cơ thể thực vật.
Về mặt di truyền phân tử có thể nói toàn bộ quá trình phát triển cá thể của
cây từ hợp tử cho đến khi cây chết ở tuổi tối đa đã được mã hoá trong cấu trúc
của phân tử ADN đặc trưng của loài.
Đời sống của cây là quá trình thực hiện dần dần chương trình di truyền
đó. Dưới sự thay đổi và tác động của điều kiện nội tại cũng như điều kiện ngoại
cảnh mà các chương trình di truyền đó dần dần được biểu hiện thông qua phát
sinh hình thái của cây.
Tính toàn năng của tế bào tức là nó có thể tồn tại độc lập nếu nuôi trong
môi trường dinh dưỡng nhân tạo thì có thể tái sinh phát triển thành cơ thể hoàn
chỉnh.
Như vậy bất cứ tế bào nào của cây cũng có thể tái sinh trở thành cây hoàn
chỉnh (trực tiếp hay cũng có thể tái sinh thông qua hình thành mô sẹo).
Đây chính là cơ sở của nhân giống cây trồng bằng kĩ thuật nuôi cấy mô tế
bào (kỹ thuật in vitro) hay kĩ thuật nhân bản ở thực vật.
Hình 1: Sơ đồ mô tả tổng quan về tính toàn năng của tế bào
1. Nguồn cung cấp vật liệu cho nuôi cấy.
2. Rễ 8. Hạt phấn
3.Thân 9. Chồi
6 7 8
Nhân giống bằng phương pháp truyền thống tuy đơn giản có tính khả thi
dễ thực hiện và dễ áp dụng nhưng hệ số nhân giống không cao. Cây giống luôn
có sự tích luỹ nguồn bệnh qua các lần nhân nên gây thoái hoá giống. Chu kỳ
sống ngắn.
3.1.2. Nhân giống bằng phƣơng pháp hiện đại
Ươm
Đem trồng
Hình 5: Nhân nhanh giống cây rừng bằng nuôi cấy phôi từ hạt
Đây là nuôi cấy tế bào tách rời hoặc mô không có nguồn vi sinh vật (sạch
bệnh) trong môi trường dinh dưỡng nhân tạo vô trùng sẽ tái sinh thành cây mới
hoàn chỉnh.
3.2. Ƣu điểm của vi nhân giống
- Đưa ra sản phẩm nhanh hơn: Từ một cây ưu việt bất kỳ đều có thể tạo ra
một quần thể có độ đồng đều cao với số lượng không hạn chế, phục vụ sản xuất
thương mại, dù cây đó là dị hợp về mặt di truyền.
- Nhân nhanh với hệ số nhân giống cao từ 1 cây trong vòng 1-2 năm có
thể tạo thành hàng triệu cây.
- Sản phẩm cây giống đồng nhất, tạo ra quần thể có độ đồng đều cao dù
xuất phát từ cây mẹ có kiểu gen dị hợp hay đồng hợp.
- Tiết kiệm không gian: Mật độ cây tạo ra trên một đơn vị diện tích lớn
hơn rất nhiều so với sản xuất trên đồng ruộng và trong nhà kính theo phương
pháp truyền thống.
- Nâng cao chất lượng cây giống: Cây giống sạch bệnh tạo ra bằng cấy mô
thường tăng năng suất 15 - 30% so với giống gốc.
- Khả năng tiếp thị sản phẩm tốt hơn và nhanh hơn: Các dạng sản phẩm
khác nhau có thể tạo ra từ vi nhân giống có thể được bán ở dạng cây, củ bi hay
là thân củ.
- Lợi thế về vận chuyển: Các cây con kích thước nhỏ có thể vận chuyển đi
xa dễ dàng và thuận lợi, đồng thời cây con tạo ra trong điều kiện vô trùng được
xác nhận là sạch bệnh. Do vậy, bảo đảm an toàn, đáp ứng các qui định về vệ
sinh thực vật quốc tế.
- Sản xuất quanh năm: Quá trình sản xuất có thể tiến hành vào bất kỳ thời
gian nào, không phụ thuộc mùa vụ.
3.3. Hạn chế của vi nhân giống
- Hạn chế về chủng loại sản phẩm: Trong điều kiện kỹ thuật hiện nay,
không phải tất cả cây trồng đều được nhân giống thương phẩm bằng vi nhân
giống. Nhiều cây trồng có giá trị kinh tế hoặc quý hiếm vẫn chưa thể nhân nhanh
để đáp ứng nhu cầu thương mại hoặc bảo quản nguồn gen. Nhiều vấn đề lý
thuyết liên quan đến nuôi cấy và tái sinh tế bào thực vật in vitro vẫn chưa được
giải đáp.
- Chi phí sản xuất cao: Vi nhân giống đòi hỏi lao động có trình độ cao. Do
đó, giá thành sản phẩm còn khá cao so với các phương pháp truyền thống như
chiết, ghép và nhân giống bằng hạt.
- Hiện tượng sản phẩm bị biến đổi kiểu hình:
+ Cây con nuôi cấy mô có thể sai khác với cây mẹ ban đầu do hiện tượng
biến dị tế bào soma. Kết quả là cây con không giữ được các đặc tính
quý của cây mẹ.
+ Tỷ lệ biến dị thường thấp ở giai đoạn đầu nhân giống, nhưng sau đó có
chiều hướng tăng lên khi nuôi cấy kéo dài và tăng hàm lượng các chất
kích thích sinh trưởng.
+ Hiện tượng biến dị này cần được lưu ý khắc phục nhằm đảm bảo sản
xuất hàng triệu cây giống đồng nhất về mặt di truyền.
4. Các phƣơng pháp nhân giống invitro
4.1.Nuôi cấy mô phân sinh đỉnh hay đỉnh phân sinh
4.1.1. Đỉnh sinh trƣởng
Sơ đồ 2. Mẫu mô phát sinh callus, callus tạo chồi và phát triển cây hoàn chỉnh
(thông qua phương thức phát sinh chồi bất định)
Sơ đồ 3. Mẫu mô phát sinh callus, callus phát sinh phôi soma (hoặc nuôi cấy
dịch huyền phù tế bào phát sinh phôi soma) và từ phôi thu được cây hoàn chỉnh
5. Một số thành tựu và triển vọng của vi nhân giống trong lâm nghiệp.
Để đáp ứng hai mục tiêu chính của của công nghệ sinh học thực vật: tạo
ra giống mới và nhân nhanh các giống đã chọn lựa. Từ năm 1976 ở nước ta đã
bắt đầu chương trình đào tạo cán bộ, xây dựng nhiều phòng thí nghiệm vi nhân
giống. Phòng thí nghiệm vi nhân giống đầu tiên được xây dựng ở Việt Nam tại
Viện Sinh vật học nay là Viện Công nghệ sinh học Hà Nội.
Kết quả Thành công đầu tiên là nuôi cấy bao phấn lúa và thuốc lá (Lê Thị
Muội & CS., 1978; Lê Thị Xuân & CS., 1978). Tiếp đó là thành công về nuôi
cấy protoplast ở thuốc lá và khoai tây (Lê Thị Muội & Nguyễn Đức Thành,
1980,1981)
Từ những năm 1980 trở lại đây các hướng nghiên cứu ứng dụng vi nhân
giống được phát triển mạnh, những kết quả đáng khích lệ trong nhân giống
khoai tây (Viện Công nghệ sinh học, trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội).
Các giống dứa, chuối, mía...đã được áp dụng vào nhân giống theo phương pháp
này.
Một số cây hoa như phong lan, hồng, cúc, cẩm chướng và một số loài
hoa khác cũng đã được đưa vào nuôi cấy mô. Một số kết quả bước đầu đã ghi
nhận trong lĩnh vực chọn dòng tế bào như chọn dòng kháng bệnh (Lê Bích Thuỷ
& CS., 1994) chọn dòng chịu muối, chịu hạn (Nguyễn Tường Vân & CS., 1994 ;
Đinh Thị Phòng & CS., 1994). Các kết quả dung hợp cây lai tế bào chất và
chuyển gen cũng thu được những kết quả lý thú (Nguyễn Đức Thành & CS .,
1988, 1993, 1997). Nuôi cấy bao phấn để tạo dòng thuần đã và đang được ứng
dụng và phát triển.
Công nghệ vi nhân giống cây thân gỗ du nhập vào Việt Nam từ cuối năm
1994. Đơn vị đầu tiên tiếp nhận công nghệ này là Trung tâm nghiên cứu cây
nguyên liệu giấy.
Đến nay đã hoàn thiện quy trình vi nhân giống các dòng ưu trội Bạch đàn
E.urophylla bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào theo phương thức công
nghiệp cho 15 dòng (quy trình đã và đang được phổ cập đến các đơn vị trong và
ngoài ngành) và đã sản xuất trên năm triệu cây giống.
Số cây này đã trồng được khoảng ba ngàn ha không những cho mục đích
trồng rừng nguyên liệu giấy ở các tỉnh vùng trung tâm Bắc Bộ như: Phú Thọ,
Vĩnh Phúc, Yên Bái mà còn trồng rừng cung cấp gỗ trụ mỏ trên các vùng Đông
Bắc như: Lạng Sơn, Bắc Giang. Trồng rừng cung cấp nguyên liệu cho công
nghiệp ván dăm ở tỉnh Thái Nguyên, nguyên liệu cho ván sợi ép tại khu vực Tây
Nguyên. Năng suất bình quân của những lô rừng trồng đạt từ 20 - 25 m3/ha/năm.
Ngoài ra chúng còn được trồng ở các vườn ươm để tạo vật liệu cho các đơn vị
sản xuất cây hom.
Năm 1998 Trung tâm được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
công nhận 2 dòng bạch đàn cao sản PN2 và PN14 là 2 giống Quốc gia (Quyết
định số 3645/QĐ - BNN/KHCN ngày 28 tháng 12 năm 1998).
Ngoài ra trung tâm còn nghiên cứu và nhân giống thành công các loài
cây khác như: keo lai, tếch, hông, kim tuyến, phong lan, và rất nhiều loài hoa,
cây cảnh khác. Trung tâm đã và đang tích cực góp phần thực hiện dự án trồng
mới 5 triệu ha rừng của Chính phủ.
Nghị quyết 18/CP của Chính phủ đã đánh dấu một giai đoạn mới trong
phát triển công nghệ sinh học ở Việt Nam. Nhà nước coi công nghệ sinh học là
mũi nhọn khoa học công nghệ và có đầu tư đáng kể về trang thiết bị, đào tạo cán
bộ.
Ở nước ta công nghệ sinh học thực vật, đặc biệt lĩnh vực vi nhân giống,
đã ở mức sẵn sàng hoà nhập với thế giới và khu vực, đủ sức tham gia và cạnh
tranh trong lĩnh vực này.
C. Ghi nhớ:
- Khái niệm vi nhân giống
- Cơ sở khoa học của vi nhân giống (tính toàn năng của tế bào)
- Ưu điểm và hạn chế của vi nhân giống
- Một số thành tựu và triển vọng của vi nhân giống trong lâm nghiệp
Bài 2:
ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOÀI CÂY LÂM NGHIỆP QUAN TRỌNG
Mục tiêu: Sau khi học xong bài học này học viên có khả năng:
- Nhận biết được đặc điểm sinh học và sinh thái học của một số loài cây lâm
nghiệp quan trọng.
- Đánh giá được triển vọng sản xuất kinh doanh của một số loài cây lâm
nghiệp quan trọng của vùng.
Keo lai là sự kết hợp giữa hai loài: keo lá tràm (Acacia Auriculiormis)
và Keo tai tượng (Acacia Mangium) và được tuyển chọn từ những cây đầu dòng
có năng suất cao. Cây có nguồn gốc ở Australia, được trồng phổ biến ở Đông
Nam Á, ở Việt Nam cây được trồng rộng rãi trên toàn quốc trong những năm
gần đây. Cây mọc tốt ở hầu hết các dạng đất, thích nghi nhất là ở các tỉnh từ
Quảng Bình trở vào.
Cho đến nay, Keo lai đã được khẳng định là loài cây có khả năng chịu
đựng được khô hạn, tăng trưởng nhanh và ưu việt hơn Keo lá tràm kể cả trên đất
cát nghèo dinh dưỡng. Cây Keo lai có sức sinh trưởng nhanh hơn cây bố mẹ.
Nhằm hạn chế tình trạng phân ly của giống lai, Keo lai thường được tạo cây con
bằng phương pháp vô tính.
- Giá trị:
Gỗ cứng, nặng, không
bị mối mọt có thể dùng
làm trong công trình xây
dựng, gột gỗ làm nguyên
liệu giấy, hoa nuôi ong
mật, có thể trồng cải tạo
đất.
- Khả năng kinh doanh bảo
tồn.
Là cây nhập nội cần
gây trồng thử nghiệm nơi
có cùng hoàn cảnh.
C. Ghi nhớ:
1. Các loài cây lâm nghiệp quan trọng của vùng:
- Cây Keo lá tràm (Acacia auriculiformis)
- Cây Keo tai tượng (Acacia mangium).
- Cây Keo lai.
- Cây Bạch đàn trắng (Eucalyptus camldulensis)
- Cây Bạch đàn Urophyla (Eucalyptus erophylla)
- Cây Tếch (Tectona grandis)
- Cây Lát hoa (Chukrasia tabularis).
- Cây Sao đen (Hopea odorata Roxb)
- Cây Thông Caribê ( Pinus caribaea Morelet)
2. Đặc điểm nhận biết của các loài cây lâm nghiệp quan trọng của vùng:
- Đặc điểm của thân
- Đặc điểm của tán cây
- Đặc điểm phân cành
- Đặc điểm của lá
- Đặc điểm của hoa
- Đặc điểm của quả
HƢỚNG DẪN GIẢNG DẠY MÔ ĐUN/MÔN HỌC
II. Mục tiêu: Sau khi học xong mô đun này học viên có khả năng:
- Nêu được khái niệm, cơ sở khoa học và những hạn chế của vi nhân giống.
- Trình bày được các đặc điểm của một số loài cây lâm nghiệp quan trọng.
- Nhận dạng được đặc điểm các loài cây lâm nghiệp quan trọng của vùng.
Giới thiệu vi Lý
MĐ01-01 Phòng học 10 10 0
nhân giống thuyết
Đặc điểm
của một số Phòng học
Tích
MĐ01-02 loài cây lâm và mô hình 8 4 4
hợp
nghiệp quan rừng trồng
trọng
Cộng 20 14 4 2
IV. Hƣớng dẫn thực hiện bài tập, bài thực hành
1. Nguồn lực cần thiết
- Thước hộp chia đến mm
- Kính lúp
- Giấy bút để ghi chép
- Mô hình rừng trồng cây lâm nghiệp quan trọng của vùng
2. Cách tổ chức thực hiện,
- Theo nhóm: chia lớp thành 5 nhóm.
3. Thời gian: 04 giờ
Cách thức
Tiêu chí đánh giá Điểm
đánh giá
Lý thuyết: Tự luận 4
- Thế nào là vi nhân giống? Cơ sở khoa học 2
của vi nhân giống?
2
- Những hạn chế của vi nhân giống ?
5.2. Bài 2: Đặc điểm của một số loài cây lâm nghiệp quan trọng
Tiêu chí đánh giá Cách thức đánh giá Điểm
1. Chủ nhiệm: Ông Nghiêm Xuân Hội - Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nông
Lâm
3. Thƣ ký: Ông Nguyễn Văn Vượng - Trưởng khoa Trường Cao đẳng Nông
Lâm
4. Các ủy viên:
- Ông Triệu Văn Khôi, Giảng viên Trường Cao đẳng Nông Lâm
- Ông Trần Minh Cảnh, Giảng viên Trường Cao đẳng Nông Lâm
- Ông Đặng Văn Tặng, Kỹ sư Trung tâm Cây lâm nghiệp, cây ăn quả Bắc
Giang./.
1. Chủ tịch: Ông Trần Văn Dư - Phó hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn Bắc Bộ
2. Thƣ ký: Bà Đào Thị Hương Lan - Phó trưởng phòng Vụ Tổ chức cán bộ, Bộ
Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
3. Các ủy viên:
- Bà Kiều Thị Thuyên - Trưởng bộ môn Trường Cao đẳng Nông nghiệp
và Phát triển nông thôn Bắc Bộ
- Ông Phạm Xuân Mạnh - Trưởng khoa Nông Lâm Trường Cao đẳng
nghề Cơ điện - Xây dựng và Nông Lâm Trung Bộ
- Ông Nguyễn Viết Khoa - Phó trưởng phòng Trung tâm Khuyến nông
Quốc gia./.