Cách tạo ra cây giống dừa sáp cấy mô in-vitro chất lượng

Quy trình nhân giống hiện đại với những cây giống dừa sáp cấy mô rất phức tạp và có sự yêu cầu cao ở rất nhiều yếu tố nhằm tối ưu hóa hiệu suất đầu ra của quy trình. Trong đó, khâu chọn lựa vật liệu đầu vào cho quy trình, cụ thể ở đây là phôi của những cây giống dừa sáp cấy mô, cần phải được thực hiện kỹ càng và phù hợp để đảm bảo cho sự phát triển của cây giống ở những giai đoạn sau được diễn ra một cách thuận lợi.

Vậy nên ở bài viết này, ViGen sẽ cùng các bạn đọc tìm hiểu về cách lựa chọn phôi phù hợp dành cho quy trình nuôi cấy cây giống dừa sáp cấy mô.

Phôi – nguồn nguyên liệu đầu vào của nuôi cấy cây giống dừa sáp cấy mô in-vitro

Phôi là phần mô non được hình thành sau khi noãn được thụ tinh, vì vậy chúng mang đầy đủ bộ nhiễm sắc thể của cả cây mẹ và cây bố và nhờ đó, chúng đóng vai trò như những mầm sống để quyết định nên sự hình thành và phát triển của những cây dừa con sau này. Ở bên trong hạt dừa, phôi được bao bọc bởi một lớp nội nhũ giàu dinh dưỡng, giúp nó duy trì sự sống và tích lũy năng lượng cho quá trình nảy mầm.

Khi xét đến trái dừa sáp với chu kỳ sinh trưởng kéo dài khoảng 12 tháng từ khi ra hoa đến khi quả chín, xuyên suốt thời gian sinh trưởng của dừa sáp thì phôi bên trong không ngừng biến đổi về kích thước, cấu trúc và khả năng sinh trưởng. Hơn nữa, mỗi giai đoạn phát triển của phôi lại gắn liền với những sự khác biệt rõ rệt về đặc tính sinh lý và mức độ phản ứng của phôi khi được đưa vào môi trường nuôi cấy mô.

Chính vì vậy, việc phân tích kỹ các giai đoạn phát triển của phôi đã trở thành cơ sở quan trọng để xác định thời điểm lấy phôi thích hợp nhất nhằm đạt hiệu quả cao trong quy trình nuôi cấy cây giống dừa sáp cấy mô.

Phôi ở các giai đoạn đối với nuôi cấy cây giống dừa sáp cấy mô

Giai đoạn phôi non (2-4 tháng)

Đặc điểm của phôi dừa cây giống dừa sáp cấy mô là trong giai đoạn từ hai đến bốn tháng sau khi thụ phấn là thời điểm mà chúng chỉ mới bắt đầu hình thành và khi này thì vẫn còn ở trạng thái rất non, kích thước còn rất nhỏ và thường chỉ quan sát được dưới kính hiển vi. Ngoài ra, cấu trúc của phôi vẫn còn chưa hoàn chỉnh cùng những tế bào còn non mềm nhưng giàu nước và mang tính chất phôi sinh rất mạnh.

Trong giai đoạn đó cây giống dừa sáp cấy mô nguồn dinh dưỡng chủ yếu được cung cấp cho sự tồn tại và phát triển của phôi ở giai đoạn này đến từ lớp nội nhũ lỏng bao quanh vốn chứa nhiều chất dinh dưỡng có lợi cho sự phát triển của phôi như đường đơn, axit amin và một số chất điều hòa sinh trưởng tự nhiên.

Bạn biết không phôi non có đặc điểm thuận lợi nhất đối với phương pháp nuôi cấy phôi là tiềm năng cảm ứng cực cao, lý do là vì lúc này các tế bào chưa bị chuyên hóa sâu, do đó chúng sở hữu khả năng phân chia và biệt hóa cực kỳ linh hoạt linh hoạt.

Chính vì vậy, cây giống dừa sáp cấy mô khi được đặt vào môi trường nhân tạo có bổ sung các chất điều hòa sinh trưởng như Auxin hoặc Cytokinin thì phôi non sẽ dễ dàng phản ứng và dễ dàng dẫn đến quá trình hình thành mô sẹo phôi sinh hoặc khởi phát phôi soma – một bước quan trọng để nhân nhanh số lượng cây giống dừa sáp cấy mô khoẻ mạnh và đồng đều.

Ngoài ra, thời điểm này còn cho thấy được hàm lượng hợp chất phenolic trong phôi nằm ở mức rất thấp nên hiện tượng oxy hóa và hóa nâu mô gần như không đáng kể. Chính điều này đã giúp mẫu cấy cây giống dừa sáp cấy mô có thể duy trì được trạng thái trong suốt và khỏe mạnh trong một khoảng thời gian dài hơn so với các phôi già.

Tuy nhiên, bên cạnh những thuận lợi đó hạn chế lớn nhất của phôi non trong quy trình tạo cây giống dừa sáp cấy mô là thể trạng quá mềm yếu và nhạy cảm. Kích thước phôi quá nhỏ khiến cho các thao tác thực hiện mẫu như tách, xử lý vô trùng và cấy chuyển trở nên rất khó khăn, có thể dẫn đến việc gây ra tổn thương cơ học hoặc làm mất mẫu. Bên cạnh đó, mô phôi ở giai đoạn này có tỷ lệ sống sót sau khi cấy là khá thấp vì chưa đủ khả năng thích nghi với sự thay đổi đột ngột từ môi trường tự nhiên sang môi trường nhân tạo.

Hơn nữa, khả năng phát triển thành cây hoàn chỉnh đối với mẫu phôi non cũng chưa ổn định, thực tế cho thấy rằng nhiều mẫu sẽ có xu hướng thoái hóa hoặc dừng phát triển ở dạng mô sẹo mà không tiếp tục với giai đoạn hình thành chồi. Chính vì vậy, dù phôi non mang tiềm năng lớn về mặt nghiên cứu cơ bản, đặc biệt trong việc khai thác khả năng phát sinh phôi soma, nhưng trong sản xuất thực tế lại ít được áp dụng do rủi ro cao, khó triển khai đồng loạt và không đảm bảo hiệu suất nhân nhanh cây giống dừa sáp cấy mô chất lượng cao.

Giai đoạn phôi trung bình

Sau khoảng sáu đến bảy tháng sau khi thụ phấn, lúc này phôi bên trong của cây giống dừa sáp cấy mô đã có sự phát triển rõ rệt cả về đặc điểm hình thái lẫn cấu trúc. Khi này phôi đã có kích thước khoảng vài milimet và có thể dễ dàng quan sát bằng mắt thường khi chúng ta bổ quả ra, cấu tạo phôi cũng đã tương đối hoàn chỉnh còn các mô thì đã bắt đầu định hình nhưng vẫn giữ được độ mềm dẻo và chưa hóa gỗ.

Lớp nội nhũ xung quanh phôi lúc này đã dần đông đặc lại, song vẫn duy trì trạng thái nửa rắn nửa lỏng và đóng vai trò là nguồn cung dinh dưỡng dồi dào cho sự phát triển của phôi cây giống dừa sáp cấy mô.

Một trong những ưu điểm nổi bật của quy trình nhân giống cây giống dừa sáp cấy mô phôi trung bình là khả năng tái sinh mạnh mẽ và tính ổn định rất cao. Khác với phôi non, mô phôi ở giai đoạn phôi trung bình này đã đủ trưởng thành để có thể chịu đựng những thao tác xử lý của quy trình cấy như quá trình tách, rửa và khử trùng, nhờ mẫu được xử lý kỹ càng nên dẫn đến tỷ lệ sống sót sau khi đưa vào môi trường nuôi cấy được gia tăng đáng kể.

Đồng thời, các tế bào của phôi cây giống dừa sáp cấy mô tại giai đoạn này vẫn còn giữ được khả năng phôi sinh nên chúng sẽ có khả năng phản ứng tốt khi tiếp xúc với các chất điều hòa sinh trưởng. Nhờ đó, phôi trung bình vừa có thể phát sinh mô sẹo để tiến hành nhân nhanh số lượng, vừa có thể phát triển trực tiếp lên chồi – rễ, dẫn đến khả năng rút ngắn thời gian tạo cây giống dừa sáp cấy mô hoàn chỉnh.

Một yếu tố nữa cũng cần nhắc đến là giai đoạn này thì hàm lượng phenolic và chất ức chế sinh trưởng trong phôi chỉ ở mức trung bình nên sẽ chưa gây hiện tượng hóa nâu nghiêm trọng, nhờ vậy mẫu cấy vẫn duy trì được sự ổn định trong môi trường nhân tạo. Với những ưu điểm trên thì tính khả thi trong sản xuất thực tế của cây giống dừa sáp cấy mô được nâng cao, vì chúng không còn chỉ dừng ở mức nghiên cứu mà có thể áp dụng trực tiếp vào quy trình nhân giống thương mại.

Tuy vậy, điểm cần lưu ý đối với việc thực hiện đối với phôi trung bình là thời điểm lấy phôi cần phải được xác định thật chính xác với những sự thu phôi sai thời điểm sẽ dẫn đến tình trạng phôi lúc này khó để tối ưu cho quy trình. Nói cách khác, thời gian từ tháng thứ sáu đến tháng thứ bảy sau thụ phấn chính là giai đoạn tối ưu, đảm bảo sự cân bằng giữa tính sinh trưởng và tính ổn định.

Giai đoạn phôi già

Nếu như phôi trung bình được coi là giai đoạn tối ưu cho việc thực hiện nuôi cấy mô dừa sáp thì khi bước sang giai đoạn phôi già, tức khoảng tám đến mười tháng sau thụ phấn, những đặc điểm sinh học của phôi lúc này đã có nhiều thay đổi theo hướng bất lợi. Lúc này, phôi của cây giống dừa sáp cấy mô đã phát triển lớn và sở hữu cấu trúc bên trong hoàn chỉnh, mô khi này dẫn trở nên đặc lại và bắt đầu hóa cứng.

Ngoài ra, lớp nội nhũ xung quanh lúc này đã trở nên đông đặc gần như hoàn toàn, tuy vẫn còn cung cấp nhiều chất dinh dưỡng dự trữ bên trong cho phôi nhưng đồng thời cũng khiến phôi phải chịu áp lực dinh dưỡng cao và trở nên ít linh hoạt trong phản ứng sinh lý.

Điểm mạnh dễ thấy của phôi già cây giống dừa sáp cấy mô là chúng sở hữu kích thước đủ lớn mà có thể quan sát và tách ra dễ dàng bằng mắt thường. Điều này giúp cho những thao tác kỹ thuật trở nên đơn giản hơn nhiều, từ đó giảm sai sót trong quá trình thu nhận.

Bên cạnh đó, do phôi già đã tích lũy nhiều dinh dưỡng và đạt đến độ phát triển ổn định nên chúng có khả năng nảy mầm trực tiếp khá tốt nếu gieo trong điều kiện tự nhiên. Đây là lý do vì sao nhiều nghiên cứu thường khai thác phôi già trong các thí nghiệm cứu phôi hay về phục hồi sự nảy mầm của những quả bị dị dạng.

Tuy nhiên, những ưu điểm đó lại không đủ để bù đắp cho hàng loạt những hạn chế khi thực hiện trong quy trình nuôi cấy in vitro. Ở giai đoạn này, khả năng cảm ứng của phôi cây giống dừa sáp cấy mô đã bị suy giảm rõ rệt do khi này thì các tế bào đã chuyên hóa sâu nên ít còn giữ lại các đặc tính phôi sinh.

Vì vậy, việc khởi phát phôi soma hoặc hình thành mô sẹo hầu như không còn hiệu quả khiến cho tiềm năng nhân giống hàng loạt bị hạn chế. Đồng thời, yếu tố tích lũy cao của các hợp chất phenolic và các chất ức chế sinh trưởng nội sinh dẫn đến phôi lúc này sẽ gặp hiện tượng oxy hóa mạnh, mô nhanh chóng hóa nâu và chết chỉ sau một thời gian ngắn trong ống nghiệm không phù hợp cho việc nuôi cấy.

Một bất lợi khác của phôi già cây giống dừa sáp cấy mô là xu hướng phát triển trực tiếp. Khi đưa chúng vào môi trường nuôi cấy thì phôi già thường chỉ phát triển theo hướng nảy mầm thành chồi và rễ mà không trải qua quá trình cảm ứng để tạo nhiều mô phôi sinh. Điều này có nghĩa là từ một phôi chỉ thu được một cây con cây giống dừa sáp cấy mô duy nhất, không tạo ra được nguồn nhân giống số lượng lớn nên nếu sử dụng phôi già trong sản xuất quy mô công nghiệp thì hiệu quả nhân giống gần như bằng không.

Tham khảo thêm bài này để biết rõ hơn: Dừa sáp cấy mô bao lâu có trái.

Phôi chín

Nếu ở giai đoạn phôi già đã bộc lộ nhiều hạn chế trong nuôi cấy in vitro thì khi quả bước sang tháng thứ mười một đến mười hai thì phôi đã hoàn toàn trưởng thành và trở thành phôi chín. Đây là thời điểm quả dừa đạt độ chín sinh lý, nội nhũ đã rắn chắc gần như hoàn toàn và phôi phát triển đầy đủ về kích thước lẫn cấu trúc.

Về hình thái, phôi cây giống dừa sáp cấy mô lúc này đã đủ khả năng nảy mầm trực tiếp thành cây con nếu gieo trong điều kiện tự nhiên, thể hiện vai trò cuối cùng của nó như một hạt giống hoàn chỉnh. Vậy nên khi áp dụng cho nuôi cấy mô, phôi chín đã bộc lộ những nhược điểm lớn khiến nó gần như không phù hợp.

Do đã hoàn tất quá trình phát triển nên các tế bào phôi mất đi đi khả năng phân hóa mô sẹo và các tế bào đã có tính chuyên hóa cao nên hầu như không còn khả năng phản ứng với môi trường nuôi cấy để tạo mô sẹo hay phôi soma mới.

Ngoài ra phôi chín còn chứa hàm lượng rất cao các hợp chất phenolic và các chất ức chế sinh trưởng nên khi đưa vào ống nghiệm thì các chất này sẽ nhanh chóng bị oxy hóa và dẫn đến hiện tượng hóa nâu mạnh mẽ gây chết mô chỉ sau vài ngày. Vậy nên đối với phôi chín thì người ta chỉ ưa chuộng trong phương thức gieo hạt truyền thống, ngoài ra thì không thể hiện bất cứ lợi thế nào đối với quy trình công nghệ nuôi cấy mô.

ViGen – Đơn vị tư vấn và hỗ trợ lý tưởng trong lĩnh vực nhân giống dừa sáp

Như vậy, thông qua bài viết này, chúng tôi đã cùng các bạn đọc tìm hiểu về các cách lựa chọn phôi phù hợp dành cho quy trình nuôi cấy cây giống dừa sáp cấy mô. Các bạn có thể thấy, đối với những phôi trong giai đoạn từ sáu đến bảy tháng sau khi thụ phấn sẽ là lựa chọn tối ưu đối với những quy trình nuôi cấy cây giống dừa sáp cấy mô, đặc biệt là việc đảm bảo tính khả thi về kinh tế.

Nếu các bạn cần được tư vấn và hỗ trợ nuôi trồng đối với dừa sáp, ViGen tự hào là đơn vị cung cấp cây giống cũng như hỗ trợ và tư vấn tận tình từ việc chọn giống, phương pháp chăm sóc và dưỡng cây, chúng tôi luôn đồng hành cùng khách hàng trong suốt quá trình nuôi trồng của quý khách. Với kinh nghiệm thực tiễn và đội ngũ am hiểu tường tận trong lĩnh vực, chúng tôi cam kết mang đến những giải pháp tối ưu để giúp cho quá trình trồng và chăm sóc cây trồng của quý khách hàng được thuận lợi, tiết kiệm thời gian và đạt hiệu quả cao nhất.