Hiệu quả của liều lượng tia gamma 60Co trên sự sinh trưởng của cụm chồi hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) in vitro, sự xuất hiện các cấu trúc bất thường và xác định LD50

- HIỆU QUẢ CỦA LIỀU LƯỢNG TIA GAMMA 60 Co TRÊN SỰ SINH TRƯỞNG CỦA CỤM CHỒI HOA HUỆ (Polianthes tuberosa L.) in vitro,.
- SỰ XUẤT HIỆN CÁC CẤU TRÚC BẤT THƯỜNG VÀ XÁC ĐỊNH LD 50.
- Nghiên cứu “Hiệu quả của liều lượng tia gamma 60 Co trên sự sinh trưởng của cụm chồi hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) in vitro, sự xuất hiện các cấu trúc bất thường và xác định LD 50 ” được thực hiện nhằm đánh giá sự sinh trưởng và phát triển của chồi hoa huệ được xử lý tia gamma 60 Co.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng các liều chiếu xạ ảnh hưởng trên sự sinh trưởng của chiều cao chồi, số chồi và số lá.
- Liều chiếu càng cao sự sinh trưởng các thông số này càng giảm.
- Trừ liều 5 Gy, hầu hết các liều còn lại đều gây ra các cấu trúc bất thường trong nuôi cấy in vitro.
- Giá trị LD 50 đạt được ở các liều xử lý chiếu xạ tia gamma 60 Co là Gy..
- Hiệu quả của liều lượng tia gamma 60 Co trên sự sinh trưởng của cụm chồi hoa huệ (Polianthes tuberosa L.) in vitro, sự xuất hiện các cấu trúc bất thường và xác định LD 50 .
- Ở hoa huệ, đa số các công trình tập trung nghiên cứu về xử lý đột biến bằng chiếu xạ tia gamma và sử dụng chất gây đột biến EMS (ethyl methane sulphonate) lên củ không kết hợp nuôi cấy mô (Adisorn, 1992.
- Các nghiên cứu trên cho thấy hiệu quả của liều chiếu xạ tia gamma để gây đột biến ở các loài cây này không giống nhau và phụ thuộc vào các yếu tố như liều chiếu xạ, tình trạng sinh lý, tuổi, kiểu gen… của vật liệu được xử lý.
- Liều chiếu xạ được sử dụng để gây đột biến cũng phụ thuộc vào độ mẫn cảm của loài cũng như ở cấu trúc của cây.
- (1968) còn cho rằng tính mẫn cảm của cây đối với liều chiếu xạ còn phụ thuộc vào cấu trúc nhân tế bào như thể tích nhân, số lượng nhiễm sắc thể và mức độ bội thể.
- đổi ở cấu trúc tế bào, sự trao đổi chất như sự dãn màn thylakoid, sự thay đổi trong quang hợp, điều chỉnh hệ thống chống oxy hóa và sự tích lũy các hợp chất phenol và điều này phụ thuộc vào mức độ chiếu xạ (Hasbullah et al., 2012).
- Nghiên cứu của Adisorn (1992) đã thực hiện chiếu xạ lên củ hoa huệ với các liều lượng tương tự như nghiên cứu của Estrada-Basaldua et al.
- (2012 ) xử lý chiếu xạ ở các liều và 60 Gy lên vật liệu nuôi cấy từ lá và cuống lá cây Gerbera jamesonii ở suất liều 0,204 Gy/s.
- Trong nghiên cứu tạo đột biến, khảo sát LD 50 là quan trọng trong nghiên cứu tạo giống đột biến ở cây trồng vì hiệu quả của liều này có thể gây tần số biến dị cao nhất ở cây trồng và giá trị này được cho là gần với giá trị LD 50 (Sparow et al., 1967.
- Nghiên cứu này được thực hiện nhằm xác định được liều chiếu xạ thích hợp nhất lên sự sinh trưởng và phát triển của các cụm chồi hoa huệ và sự xuất hiện các cấu trúc bất thường trong điều kiện nuôi cấy in vitro cũng như giá trị LD 50 làm cơ sở để đánh giá các kiểu hình đột biến ở các giai đoạn tiếp theo trong quy trình chọn tạo giống hoa huệ..
- Các cụm chồi của giống hoa huệ này được lấy từ nghiên cứu trước (Lê Lý Vũ Vi và ctv., 2014)..
- 2.1.1 Chuẩn bị mẫu cho chiếu xạ.
- Các cụm chồi được duy trì trên môi trường MS (Murashige và Skoog, 1962) được bổ sung 50 mg/l FeNa-EDTA (Merk Co.
- Hình 1: Trình bày các mẫu cụm chồi được cấy trong mỗi dĩa petri để chiếu xạ.
- Khi các cụm chồi đạt được kích thước từ 1 đến 1,2 cm cao và 1 cm đường kính.
- Các cụm chồi được chọn tương đối đồng nhất về kích thước cây, sau đó cấy vào trong các dĩa petri có đường kính 8,5 cm và chiều cao 2 cm.
- Mỗi dĩa cấy 10 cụm chồi (Hình 1).
- Các liều chiếu xạ bao gồm 0 (đối chứng);.
- Việc xử lý chiếu xạ được thực hiện ở Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt.
- Từng cụm chồi sau khi chiếu xạ được cấy vào môi trường nuôi cấy bên trên để theo dõi sự sinh trưởng và phát triển..
- Hình 2: Một cụm chồi sau khi chiếu xạ được cấy vào bao plastic chứa 100 ml môi trường cơ bản.
- Mỗi bao plastic chứa 100 ml môi trường và cấy một cụm chồi.
- Tất cả các bao plastic chứa các mẫu chiếu xạ được đặt trên các kệ dưới ánh sáng đèn huỳnh quang ở cường độ 1.500 lux, quang kỳ 16 giờ/ngày, nhiệt độ 30 ± 2 0 C..
- Phần trăm cụm chồi chết.
- Cụm chồi chết là những cụm chồi mất sắc tố diệp lục chuyển sang màu nâu hoặc màu trắng và không phát sinh chồi mới..
- Phần trăm cấu trúc bất thường.
- Cụm chồi bất thường là các cụm chồi có biểu hiện khác thường được ghi nhận ở lá, rễ, chồi, sự chùn đọt ở chồi..
- Xác định LD 50 của các liều chiếu xạ gamma 60 Co ở 150 ngày sau khi cấy được tính theo phương pháp của Miller và Tainter, 1944 như mô tả bởi Randhawa (2009) và bảng biến đổi % chết sang giá trị xác suất theo Finney (1952).
- Giá trị hiệu chỉnh =100x(% chết.
- chết n)100 và n = 50 Bảng 1: Bảng biến đổi % chết sang giá trị xác suất (Finney, 1952).
- Trong đó: n là số cụm chồi trong mỗi nghiệm thức, n = 50..
- Biến đổi liều chiếu xạ sang giá trị log 10 và giá trị % hiệu chỉnh của cụm chồi chết sang giá trị xác suất bằng bảng biến đổi % chết sang giá trị xác suất (probit)..
- 3.1 Các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển của cụm chồi.
- Liều xử lý (Gy).
- Bảng 2 cho thấy chiều cao chồi gia tăng theo thời gian ở tất cả các nghiệm thức xử lý các liều chiếu xạ khác nhau.
- Chiều cao chồi đạt giá trị cao nhất ở nghiệm thức 5 Gy và 15 Gy.
- Đặc biệt ở liều chiếu xạ 60 Gy chiều cao chồi gần như không gia tăng.
- Giải thích cho sự sinh trưởng bị hạn chế do ảnh hưởng của các liều chiếu xạ có thể liên quan đến chất điều hòa sinh trưởng nội sinh và DNA ( Deoxyribo nucleic acid.
- của các liều chiếu xạ trên các phản ứng và cần thiết cho sự tổng hợp DNA và auxin (Jan et al., 2012)..
- Hiệu quả của các liều chiếu xạ lên sự gia tăng trên số chồi ở các thời điểm 50, 100 và 150 ngày nuôi cấy được trình bày ở Bảng 3.
- Ở các liều chiếu xạ từ 0, 5 và 15 Gy, số chồi gia tăng theo thời gian ở tất cả các nghiệm thức và không có sự khác biệt thống kê giữa các nghiệm thức này ở 100 và 150 ngày nuôi cấy.
- (2012) giả định là sự tổng hợp các chất này bị ảnh hưởng bởi sự chiếu xạ..
- Bảng 3: Số chồi của các nghiệm thức khác nhau sau khi xử lý tia gamma 60 Co theo thời gian (ngày).
- Nghiệm thức.
- Bảng 4 cho thấy sự hình thành lá mới của chồi hoa huệ theo liều chiếu xạ ở các mốc thời gian nuôi cấy.
- Số lá ở các liều chiếu xạ ở 50, 100 và 150 ngày sau khi cấy đều tăng.
- Liều chiếu xạ càng cao, sự hình thành lá càng ít dần, trừ số lá gia tăng ở nghiệm thức 40 Gy (6 lá) là khác biệt không có ý nghĩa thống kê so với các liều 5.
- Nghiệm thức ở liều chiếu xạ 25 Gy có số lá tạo ít ở 50 và 100 ngày nuôi cấy nhưng lại tạo số lá nhiều nhất (khoảng 21 lá), có khác biệt không có ý nghĩa thống kê với liều chiếu xạ 15 Gy ở 150 ngày nuôi cấy.
- Mặc dù ở liều chiếu xạ gây chết hoàn toàn 60 Gy không cho sự gia tăng số chồi và chiều cao chồi nhưng vẫn có sự gia tăng số lá ở các thời điểm nuôi cấy 50, 100 và 150 ngày.
- Điều này là do số chồi chết không đồng thời một lúc, thời gian các chồi được xử lý chiếu xạ chết hoàn toàn trong 150 ngày nên trong thời gian.
- Bảng 4: Số lá của các nghiệm thức khác nhau sau khi xử lý tia gamma 60 Co theo thời gian (ngày).
- 3.2 Phần trăm cụm chồi chết.
- Kết quả Bảng 5 cho thấy rằng phần trăm cụm chồi chết gia tăng khi liều chiếu gia tăng.
- Ở liều chiếu thấp nhất (5 Gy) có 6% cụm chồi chết và ở liều chiếu cao nhất (60 Gy), tất cả cụm chồi bị chết (100.
- Hiệu quả của việc xử lý tia gamma trên sự sống sót tùy thuộc vào liều chiếu xạ.
- Khi liều chiếu xạ gia tăng sự sống sót giảm.
- Kết quả nghiên cứu này cũng giống với các kết quả nghiên cứu trên cây lai Torenia (Sawangmee, 2011) hay sự chết cụm chồi trên hai giống hoa huệ (Nguyễn Bảo Toàn và ctv., 2014) và cây Biomphalaria glabrata (Cantinha, 2009).
- Estrada-Basaldua (2011) báo cáo sau khi chiếu xạ củ cây hoa huệ, đem các củ con nuôi cấy in vitro và trồng ngoài nhà lưới có liều gây chết hoàn toàn là 30 Gy..
- Bảng 5: Hiệu quả của các liều chiếu xạ tia gamma 60 Co trên % của cụm chồi chết ở 150 ngày sau khi cấy.
- Liều chiếu (Gy.
- của cụm chồi chết.
- 3.3 Xác định LD 50.
- Bảng 6 trình bày các giá trị của liều chiếu xạ được biến đổi giá trị log 10 và giá trị % chết sang giá trị xác suất.
- Hai giá trị ở 0 và 100% chết được hiệu chỉnh.
- Tất cả giá trị log 10 và xác suất được sử dụng để tính tương quan và hồi qui và đạt được phương trình y = 3,188x + 0,725, R Hình 3)..
- Trên cơ sở phương trình này, giá trị LD 50 đạt được ở liều 21,88 Gy..
- Bảng 6: Kết quả liều gây chết của các tia gamma 60 Co để xác định LD 50.
- Liều chiếu.
- xạ (Gy) Giá trị log 10.
- chết Giá trị hiệu.
- Giá trị xác suất.
- Giá trị log 10 -LD cho xác suất 6 và 4 đạt được từ đồ thị (Hình 3) là 1,66 và 1,02.
- Giá trị log 10 ngược (antilog 10 ) là 45,71 và 10,47.
- Sử dụng các giá trị này, SE của LD 50 là 3,52.
- Do đó, LD 50 của các tia gamma 60 Co là với 95% khoảng tin cậy..
- Thông thường giá trị LD 50 trong xử lý chiếu xạ đạt được không giống ở tất cả các loài cũng như tất cả các mẫu cấy khi được xử lý bằng tia gamma do nó thay đổi từ loài này sang loài khác cũng như từ mẫu cấy này sang mẫu cấy khác.
- Hình 3: Đồ thị tương quan hồi qui để xác định LD 50 của các liều chiếu xạ khác nhau ở 150 ngày sau khi cấy.
- 3.4 Tác động của các liều chiếu xạ tia gamma 60 Co trên các cấu trúc bất thường.
- Kết quả Bảng 7 cho thấy rằng có 4 kiểu cấu trúc bất thường được ghi nhận dưới tác động của các liều bức xạ gamma khác nhau.
- Ở liều 5 Gy, không có xuất hiện cấu trúc bất thường.
- Ở liều chiếu xạ 15 Gy, có 27 cấu trúc bất thường chiếm 54% số mẫu được xử lý chiếu xạ.
- Ở liều 25 và 40 Gy, có hai cấu trúc bất thường (chùn đọt) chiếm 4% và ở liều 40 Gy, có 5 cấu trúc bất thường chiếm 10% số mẫu được xử lý chiếu xạ.
- Đồng thời, ở liều chiếu xạ này, 10% số chồi.
- Ở liều chiếu xạ cao, cấu trúc bất thường có dạng chùn đọt và hóa nâu (40 Gy).
- Ở liều chiếu xạ thấp (5 Gy) không có hiện tượng cấu trúc bất thường.
- Sự xuất hiện của các cấu trúc bất thường đã cho thấy rằng tia gamma ở các liều cao đã tác động lên tế bào và các thành phần của tế bào như lục lạp (gây ra sự mất sắc tố) hay acid nhân và ảnh hưởng đến sự phân chia tế bào cũng như sự chuyên hóa..
- Bảng 7: Phần trăm xuất hiện cấu trúc bất thường ở các liều khác nhau ở 100 ngày sau khi cấy Các kiểu cấu trúc bất thường Số cấu trúc bất.
- chồi % cấu trúc bất thường.
- Giá trị log 10 của liều chiếu xạ.
- Hình 4: Các dạng cấu trúc bất thường của cụm chồi hiện diện ở các liều chiếu xạ khác nhau ở 150 ngày sau khi cấy.
- Liều chiếu càng cao sự sinh trưởng các thông số này càng giảm..
- Trừ liều 5 Gy, hầu hết các liều còn lại đều gây ra các cấu trúc bất thường trong nuôi cấy in vitro..
- Xử lý tia gamma 60Co ở các liều chiếu xạ khác nhau trên cụm chồi hai giống hoa huệ (Polianthes tuberosa) in vitro