Tìm hiểu về phương pháp trồng chuối và tầm quan trọng của môi trường cấy mô chuối

Chuối cấy mô hiện nay được xem như một hướng đi hiện đại và mới mẻ trong các phương pháp nhân giống và phát triển nông nghiệp, mở ra khả năng cung cấp nguồn cây giống quy mô lớn phục vụ sản xuất, đáp ứng nhu cầu thị trường. Trong toàn bộ quy trình, yếu tố môi trường cấy mô chuối giữ vai trò trung tâm, bởi sự cân bằng về dinh dưỡng, điều hòa sinh trưởng cũng như các điều kiện vật lý sẽ quyết định mức độ thành công ở từng giai đoạn phát triển của cây.

Ở bài viết này, ViGen sẽ cùng các bạn đọc tìm hiểu về những đặc điểm của môi trường cấy mô chuối trong suốt quy trình nhân giống chuối cấy mô.

Quy trình nhân giống chuối cấy mô cơ bản

Trước khi tìm hiểu, ta sẽ cùng tìm hiểu sơ bộ quy trình nhân giống chuối cấy mô. Quy trình nhân giống chuối cấy mô cơ bản sẽ bao gồm 5 bước chính :

• Bước 1 : Người thực hiện chọn ra những cây mẹ khỏe mạnh, sạch bệnh và mang những đặc tính tốt.
• Bước 2 : Sau khi đã chọn ra những cây mẹ phù hợp thì người thực hiện sẽ tiến hành lấy mẫu từ đỉnh sinh trưởng hoặc chồi non của cây để đưa vào quy trình khử trùng và khởi tạo nuôi cấy mô.
• Bước 3 : Những mẫu được sử dụng để cấy sẽ được người thực hiện xử lý bằng các dung dịch khử trùng phù hợp nhằm loại bỏ các tạp chất và vi sinh vật bám trên bề mặt, bên cạnh đó được cắt tỉa phần mô bị tổn thương, sau đó được chuyển vào trong môi trường cấy mô chuối.
• Bước 4 : Quan sát và thực hiện cấy chuyền theo từng giai đoạn phát triển của chồi, duy trì sự sinh trưởng và giúp cây hấp thu dinh dưỡng hợp lý trong quá trình phát triển ở giai đoạn in-vitro.
• Bước 5 : Chuyển cây con ra vườn ươm, hỗ trợ cây con dần thích nghi với điều kiện ngoài trời trước khi có thể đưa vào trồng trọt.

Đối với kỹ thuật cấy mô chuối, bước mẫu mô phát triển ở môi trường in-vitro là cốt lõi bởi toàn bộ quá trình phát triển của cây mô đều được diễn ra trong môi trường sinh trưởng lý tưởng. Chính môi trường này không chỉ cung cấp nguồn dinh dưỡng thiết yếu mà còn điều chỉnh sự cân bằng sinh lý, định hướng mô phát triển theo mục tiêu mong muốn, vậy nên bây giờ chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết về môi trường cấy mô chuối ở những giai đoạn sinh trưởng khác nhau.

Môi trường cấy mô chuối ở giai đoạn khởi tạo

Khởi tạo là giai đoạn mở đầu với mục tiêu chính là chuyển phần mô ban đầu từ cây mẹ vào môi trường cấy mô chuối nhân tạo để giúp mô có thể sống sót, ổn định và thích nghi với điều kiện môi trường in-vitro. Đây là bước nền tảng và cũng được xem là một trong những bước mang tính quyết định của toàn bộ quy trình nuôi cấy mô chuối vì chất lượng và tỷ lệ thành công trong giai đoạn khởi tạo sẽ quyết định hiệu quả của các giai đoạn sau đó.

Đặc thù sinh học của chuối khiến giai đoạn khởi tạo gặp nhiều thách thức hơn so với một số loại cây khác. Mô chuối thường chứa nhiều hợp chất phenolic, vậy nên khi bị cắt tách và tiếp xúc với không khí sẽ dễ dẫn đến oxy hoá gây nên hiện tượng hóa nâu mẫu (browning), không chỉ gây mất thẩm mỹ của mô mà còn gây giảm tỷ lệ sống của chúng.

Ngoài ra, mô chuối có cấu trúc mềm và dễ bị tổn thương nếu thao tác không chuẩn, cộng với tốc độ phản ứng sinh lý mạnh của mẫu khi gặp sự thay đổi của môi trường sống càng làm cho khâu khởi tạo trở nên nhạy cảm.

Môi trường cấy mô chuối ở giai đoạn này thường không cần đến nồng độ muối khoáng hay chất điều hòa sinh trưởng quá cao, nguyên nhân là vì mục tiêu của chúng ta trong giai đoạn này không phải là kích thích sinh sản chồi ngay lập tức mà là duy trì sự sống và cho phép mô hồi phục sau stress cơ học và hoá học, cụ thể ở đây là bước khử trùng.

Môi trường thường được thiết kế vừa đủ để cung cấp các ion thiết yếu, đảm bảo nguồn carbon và vitamin, nhưng cũng đồng thời cân nhắc thêm các chất phụ gia chống oxy hoá như acid ascorbic, polyvinylpyrrolidone (PVP) hoặc than hoạt tính để giảm thiểu ảnh hưởng của phenolic. Than hoạt tính có ưu điểm là có thể hấp phụ các hợp chất độc và phenolic tiết ra, song đồng thời chúng cũng có thể giữ lại một phần chất điều hòa sinh trưởng, do đó cần được cân nhắc kỹ trong thiết kế công thức.

Môi trường cấy mô chuối ở giai đoạn nhân chồi

Sau khi mẫu cấy đã thành công vượt qua giai đoạn khởi tạo và hình thành những cụm chồi ổn định, quy trình sẽ bước sang giai đoạn nhân chồi. Đây là giai đoạn trung tâm của kỹ thuật nuôi cấy mô chuối, nơi số lượng cây con được gia tăng theo cấp số nhân để phục vụ nhu cầu sản xuất giống với quy mô lớn, là giai đoạn quyết định đến năng suất và hiệu quả kinh tế của cả quy trình.

Trong môi trường cấy mô chuối ở điều kiện in-vitro, sự nhân chồi được kiểm soát chủ yếu thông qua các môi trường dinh dưỡng và chất điều hòa sinh trưởng thực vật (PGRs). Chủ yếu, chúng ta sẽ sử dụng nhiều các Cytokinin như BAP hoặc Kinetin song song với lượng nhỏ Auxin với mục tiêu chính là kích thích sự phân hóa và phát triển của nhiều chồi bên từ một cụm mô ban đầu.

Tỷ lệ Cytokinin và Auxin là yếu tố then chốt: khi ưu thế thuộc về cytokinin thì đảm bảo cho việc chồi sẽ mọc nhiều, trong khi với auxin cao hơn thì thường dẫn đến sự hình thành rễ hoặc callus. Vậy nên, việc tối ưu hóa tỷ lệ này không có công thức chung, mà phụ thuộc rất lớn vào giống chuối hoặc tình trạng sinh lý của mẫu và thậm chí cũng cần xét đến cả điều kiện vật lý của môi trường (dạng rắn hay lỏng).

Tuy vậy, khi môi trường dinh dưỡng quá ẩm hoặc sở hữu nồng độ muối, đường hoặc PGRs mất cân bằng sẽ dẫn đến hiện tượng thủy tinh hóa xảy ra khi khiến chồi có cấu trúc mô yếu, lá dày nước và khó trao đổi khí. Do đó cần phải để ý điều chỉnh nồng độ dưỡng chất trong môi trường sao cho phù hợp, đảm bảo hạn chế ảnh hưởng đến chất lượng chồi song song với việc hỗ trợ gia tăng số lượng hợp lý.

Bên cạnh đó, một số thành phần tự nhiên ngoài các hợp chất tổng hợp cũng được nghiên cứu để nâng cao hiệu quả nhân chồi, ví dụ như chất hữu cơ tự nhiên (dịch chiết nước dừa, dịch chuối) được bổ sung vào môi trường dinh dưỡng. Những thành phần hữu cơ này có hiệu quả tốt trong việc cải thiện chất lượng chồi, đồng thời hạn chế hiện tượng stress sinh lý thường gặp trong môi trường nhân tạo, không chỉ cung cấp nguồn hormone tự nhiên mà còn bổ sung đường, amino acid, vitamin và khoáng chất vi lượng giúp chồi phát triển cân đối hơn.

Tuy nhiên, vì tính biến động trong thành phần hóa học giữa các nguồn nguyên liệu tự nhiên khi xét với môi trường tổng hợp, việc tiêu chuẩn hóa công thức môi trường với sự tích hợp của chúng vào vẫn là thách thức lớn. Vì vậy, xu hướng hiện nay là người ta thường kết hợp giữa PGR tổng hợp với các chất phụ gia hữu cơ tự nhiên theo tỉ lệ tối ưu, từ đó không chỉ có thể tận dụng lợi ích sinh học mà còn đảm bảo tính ổn định và khả năng lặp lại của quy trình nhân chồi.

Môi trường cấy mô chuối ở giai đoạn tạo rễ

Sau giai đoạn nhân chồi, những cụm chồi khỏe mạnh sẽ được tách riêng để chuyển sang giai đoạn tạo rễ, chuyển đổi chúng từ cây con chưa hoàn chỉnh trở thành những cá thể độc lập với hệ thống rễ chức năng, đồng thời chuẩn bị nền tảng cho quá trình thích nghi khi được chuyển ra ngoài môi trường tự nhiên. Nếu coi nhân chồi là giai đoạn mở rộng quy mô, thì giai đoạn tạo rễ chính là tiền đề để chuẩn bị cho sự quyết định của tỷ lệ sống sót thực tế của cây giống.

Trong điều kiện in-vitro, sự hình thành rễ thường được điều chỉnh thông qua Auxin, nổi bật là các chất như IBA (Indole-3-butyric acid), NAA (Naphthalene acetic acid) hoặc IAA (Indole-3-acetic acid). Tùy từng giống chuối và đặc điểm sinh lý của chồi, môi trường cấy mô chuối lúc này sẽ có những yêu cầu cao về sự thay đổi nồng độ và loại auxin để tối ưu. Chẳng hạn, IBA sẽ cho khả năng phát triển rễ khỏe và ít bị dị dạng trong khi NAA có thể kích thích rễ nhanh nhưng dễ hình thành mô sẹo.

Việc gia giảm hoặc loại bỏ hoàn toàn cytokinin trong môi trường cấy mô chuối lúc này là cần thiết nhằm hạn chế khả năng ức chế quá trình tạo rễ. Ngoài Auxin, một số yếu tố khác như hạ thấp nồng độ muối khoáng hoặc giảm đường và bổ sung than hoạt tính cũng có thể được áp dụng nhằm khuyến khích sự phát triển của hệ rễ tự nhiên hơn.

Môi trường cấy mô chuối ở giai đoạn tạo sẹo

Bên cạnh con đường thực hiện nhân giống vô tính chuối trực tiếp từ chồi đỉnh hoặc chồi bên, một nhánh quan trọng khác trong nuôi cấy mô chuối là quy trình tạo sẹo . Đây là bước đầu tiên trong con đường tái sinh gián tiếp, nơi mô thực vật được cảm ứng để trở thành một khối tế bào chưa biệt hóa từ đó có thể tiếp tục phát triển thành chồi hoặc phôi soma. So với nhân chồi truyền thống thì con đường qua callus cho phép khả năng tái sinh mạnh mẽ và mở rộng đồng thời là nền tảng cho các nghiên cứu chỉnh sửa gen, chuyển gen và lai tạo ở chuối.

Quá trình tạo sẹo phụ thuộc nhiều vào Auxin mạnh trong môi trường cấy mô chuối, thường là 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid) hoặc Picloram. Các chất này kích thích sự phân chia tế bào nhanh, phá vỡ trạng thái biệt hóa tự nhiên và đưa mô trở về dạng phân sinh không chuyên hóa, lưu ý rằng tùy vào giống chuối mà nồng độ auxin và loại mẫu cấy được sử dụng thì khả năng hình thành callus có thể khác biệt đáng kể.

Bên cạnh Auxin thì thành phần môi trường nền cũng rất quan trọng. Thường phương pháp sử dụng môi trường MS ( Murashige Skoog ) thường được sử dụng, nhưng với nồng độ muối và carbon được hạ thấp hơn so với giai đoạn nhân chồi nhằm giảm áp suất thẩm thấu cho mẫu. Ngoài ra, người ta còn sử dụng những nguồn carbon ngoại sinh như sucrose hoặc glucose với vai trò vừa là năng lượng, vừa như một tín hiệu điều hòa.

ViGen – Người bạn đồng hành lý tưởng trong lĩnh vực nuôi trồng

Thông qua bài viết này, chúng tôi đã cùng các bạn đọc tìm hiểu về những đặc điểm của môi trường cấy mô chuối trong suốt quy trình nhân giống chuối cấy mô. 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.

Xem ngay: Nâng tầm nhân giống chuối với dụng cụ nhân giống chuối chất lượng cao