Công nghệ vi nhân giống quang tự dưỡng để nâng cao chất lượng cây giống cấy mô

Vi nhân giống, hay còn gọi là nhân giống in vitro, trong nhiều thập niên vẫn được xem là một trong những kỹ thuật hữu hiệu nhất dùng để nhân nhanh các giống cây trồng sạch bệnh đã được tuyển chọn hoặc các nguồn gien thực vật quý hiếm. https://vigen.vn/cuc-mam-xoi-do-xac-phao-cay-mo/ Tuy nhiên phương pháp vi nhân giống truyền thống (conventional micropropagation) vẫn còn gặp một số giới hạn, ví dụ như giá thành cây cấy mô chưa đáp ứng yêu cầu của người trồng trọt do chất lượng và tỷ lệ sống cây cấy mô ở vườn ươm tương đối còn thấp, cũng như tỷ lệ nhiễm nấm khuẩn trong giai đoạn in vitro không nhỏ. Nguyên nhân chính của giới hạn này là do trong vi nhân giống truyền thống, bình nuôi cấy luôn được đậy kín dẫn đến tình trạng thiếu CO2 cần cho quang hợp. Thực vật cấy mô buộc phải sử dụng nguồn carbon hữu cơ đến từ đường, vitamin hay các hợp chất hữu cơ bổ sung vào môi trường làm nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu để tăng trưởng. Vì vậy cây cấy mô thiếu khả năng tự dưỡng do bộ máy quang hợp của cây họat động yếu, dẫn đến việc cây cấy mô tăng trưởng chậm ở giai đoạn vườn ươm với tỷ lệ sống không cao và đòi hỏi nhiều công chăm sóc.

Để cải tiến phương pháp vi nhân giống truyền thống đã và đang được phổ biến ở nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam, vi nhân giống quang tự dưỡng (photoautotrophic micropropagation) được nghiên cứu khởi đầu từ Đại học Chiba, Nhật Bản, tiếp tục được phát triển trong suốt hai thập niên vừa qua tại nhiều nơi trên thế giới như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ,... Và được biết đến như một trong những công nghệ mới trong lĩnh vực nông nghiệp công nghệ cao nhằm cải thiện chất lượng của cây cấy mô. Trong vi nhân giống quang tự dưỡng, sự tăng trưởng hay tích lũy các hydratcarbon của cây hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng hoạt động của bộ máy quang hợp, nghĩa là từ sự cố định CO2 trong không khí của bình nuôi và sự hấp thu khoáng vô cơ trong môi trường. Do đường, vitamin hay chất điều hòa sinh trưởng thực vật bị loại bỏ khỏi môi trường nuôi cấy, công nghệ này còn được gọi là vi nhân giống không đường (sugar - free micropropagation). Các yếu tố vật lý (ánh sáng, nhiệt độ, ẩm độ, nồng độ CO2 trong bình nuôi cây, tốc độ luân chuyển khí trong và ngoài bình nuôi cây, giá thể thoáng khí) được quan tâm nghiên cứu để cây cấy mô có khả năng quang hợp tốt hơn, tăng trưởng nhanh và khỏe mạnh hơn trong giai đoạn in vitro, dẫn đến tỷ lệ sống của cây cấy mô tăng cao trong giai đoạn ex vitro. Việc loại bỏ đường và các vitamin trong môi trường nuôi cấy sẽ góp phần giảm ô nhiễm môi trường do tỷ lệ nhiễm nấm khuẩn trong quá trình nuôi cấy giảm, đồng thời còn góp phần làm giảm lượng CO2 trong không khí nhờ sự gia tăng hoạt động quang hợp của cây in vitro. Ngoài ra, công nghệ vi nhân giống quang tự dưỡng còn cho phép sử dụng hộp nuôi cấy lớn nên khả năng tự động hoá quá trình nuôi cấy có thể thực hiện được dễ dàng, nhờ đó chi phí sản xuất cây cấy mô giảm và lợi nhuận của nhà sản xuất cây giống bằng con đường nuôi cấy mô sẽ cao hơn.

Xem thêm: https://vigen.vn/dua-dua-cay-mo/

PGS.TS. Nguyễn Văn Uyển, đã giới thiệu công nghệ mới này đến các nhà nghiên cứu nuôi cấy mô tế bào thực vật trong nước từ giữa thập niên 90. Hơn mười năm qua, tại Phòng Công nghệ tế bào thực vật, Viện Sinh học nhiệt đới, PGS.TS. Nguyễn Thị Quỳnh và các cộng sự đã tập trung nghiên cứu ứng dụng vi nhân giống quang tự dưỡng trên nhiều đối tượng cây trồng, bao gồm cây cà phê (Coffea arabusta), hông (Paulownia fortunei), lõi thọ (Gmelina arborea), Neem (Azadirachta indica), tre tầm vông (Thyrsostachys siamensis Gamble), dâu tây (Fragaria x annanasa Duch.), nho không hạt (Vitis vitifera), khoai mỡ (Dioscorea alata), khoai lang (Ipomoea batatas), hoa đồng tiền (Gerbera jamesonii), sa-lem (Limonium sinuatum), lan Dendrobium Burana White, và một số cây thảo dược. Các loại cây này đều đã được chứng minh có khả năng tăng trưởng tốt hơn trên môi trường nuôi cấy không đường, không vitamin trong giai đọan in vitro thông qua phương pháp nuôi cấy trao đổi khí tự nhiên (không khí trao đổi bằng cách khuếch tán qua màng thoáng khí millipore hay màng bằng giấy gắn trên nắp/thành hộp chứa cây) hay bơm khí trực tiếp (không khí được đưa vào hộp nuôi cấy có thể tích lớn nhờ máy bơm khí hay máy nén khí). Sự tăng trưởng (dựa trên chỉ tiêu trọng lượng của cây in vitro gia tăng theo sự gia tăng cường độ ánh sáng, thời gian chiếu sáng, nồng độ CO2 cũng như sự thay đổi giá thể đặc chắc bằng giá thể thoáng khí trong hộp/bình nuôi cây do hoạt động của bộ máy quang hợp được thúc đẩy. Điều này đã khiến cây in vitro qua nuôi cấy quang tự dưỡng có chất lượng tốt hơn khi nuôi cấy theo kiểu truyền thống (trên môi trường có đường và vitamin), dẫn đến tỷ lệ sống cao hơn khi được đưa ra vườn ươm.

Phương pháp nuôi cấy này cũng đã được chứng minh tính ưu việt khi đối tượng nghiên cứu là những cây thảo dược như Phyllanthus amarus Schum. &Amp; Thonn., Plectranthus amboinicus (Lour.) Spreng., hay Angelica acutiloba (Siebold & Zucc.) Kitagawa. Sự thay đổi hàm lượng các thành phần lignan hay tinh dầu trong cây in vitro theo thời gian nuôi cấy đã được chứng minh khi các điều kiện nuôi cấy bao gồm ánh sáng, nhiệt độ, https://vigen.vn/ ẩm độ tương đối hay nồng độ CO2 thay đổi. Điều này rất có ý nghĩa khi áp dụng cho các cây thảo dược quý hiếm.

Tăng cường nghiên cứu, chuyển giao ứng dụng khoa học và công nghệ vào sản xuất nông nghiệp

Là tỉnh có điều kiện đất đai, khí hậu khá thuận lợi cho việc phát triển nông, lâm nghiệp với hơn 94.000 ha đất chuyên sản xuất nông nghiệp; trên 530 nghìn ha đất lâm nghiệp. Khí hậu được chia thành hai vùng riêng biệt, https://vigen.vn/chuoi-sap-cay-mo/ đối với vùng cao á nhiệt đới (có độ cao từ 800 - 1.300 m) tập trung trồng các loại cây dược liệu quý, chè, hoa quả đặc sản ôn đới; ở vùng thấp, phát triển những giống cây ăn quả địa phương có giá trị kinh tế cao, nguyên liệu thuốc lá, cây trúc sào, hồi và chăn nuôi. Với lợi thế trên, tỉnh xác định lĩnh vực trồng trọt là ngành chính trong sản xuất nông nghiệp. Theo đó, cơ cấu cây trồng có sự chuyển dịch theo xu hướng tăng dần diện tích các loại cây có giá trị kinh tế, hàng hóa, như: thuốc lá, mía, trúc sào... Đồng thời, tập trung phát triển các loại cây ăn quả đặc sản, như: cây dẻ Trùng Khánh, quýt Trà Lĩnh, lê vàng Thạch An, mận máu Bảo Lạc… gắn với sơ chế, chế biến sâu sản phẩm, tạo các sản phẩm OCOP, đặc trưng, đặc hữu vùng miền.

Ông Lương Thanh Tuấn, Giám đốc Trung tâm Ứng dụng tiến bộ KH&CN cho biết: Tận dụng tiềm năng to lớn và đặc thù địa phương, những năm qua, trung tâm tích cực đẩy mạnh các hoạt động nghiên cứu ứng dụng, chuyển giao các thành tựu KH&CN vào sản xuất; tạo ra nhiều giống mới có năng suất, chất lượng tốt trong sản xuất nông, lâm nghiệp cung ứng cho nông dân trong tỉnh. Cụ thể, trong lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng, đến nay, trung tâm đã làm chủ được công nghệ nuôi cấy mô tế bào để sản xuất giống một số cây nông nghiệp như: lan kim tuyến, keo lai, chuối, mía...; sản xuất nấm đông trùng hạ thảo; sản xuất nấm giống và nấm thương phẩm phục vụ nhu cầu sản xuất và tiêu dùng trên địa bàn tỉnh. Làm chủ một số quy trình công nghệ chế biến sau thu hoạch như: sản xuất thử nghiệm trà giảo cổ lam, trà mướp đắng rừng, trà bí thơm Thạch An, đông trùng hạ thảo ngâm mật ong, bột nghệ các loại, tinh bột nghệ, mác mật khô, nấm mục nhĩ khô, nấm linh chi khô. Trong năm 2025, trung tâm sản xuất được 4.308 hộp trà Giảo Cổ Lam và hơn 2.000 các sản phẩm khác như: trà mướp đắng rừng, trà bí thơm Thạch An, trà Xỏm Đeng, rượu đông trùng hạ thảo, rượu hà thủ ô đỏ, mác mật sấy… Đồng thời, trồng thử nghiệm một số mô hình tại trung tâm, gồm: Cây dược liệu dưới tán rừng như lan kim tuyến, lan hồ điệp, giảo cổ lam 7 lá, cây lạc tiên, mướp đắng rừng….; trồng nấm thương phẩm chất lượng cao như nấm rơm, nấm mục nhĩ, nấm linh chi, nấm đông trùng hạ thảo…; trồng dưa vàng lai F1 thế hệ mới, trồng chanh leo vàng ngọt vị mật ong.

Xem thêm: https://vigen.vn/cuc-mam-xoi-vang-long-thoi-cay-mo/

Thực hiện có hiệu quả các mục tiêu, nhiệm vụ phát triển KH&CN và đổi mới sáng tạo, đối với lĩnh vực chuyển giao KH&CN, trong những năm qua, trung tâm ký kết biên bản ghi nhớ hợp tác với Viện Nghiên cứu Lâm sinh tích cực triển khai các nhiệm vụ KH&CN nhằm phát triển các loại cây dẻ, mác ca, dổi…. Đồng thời, ký kết chương trình phối hợp với Viện Ứng dụng Công nghệ, Viện nghiên cứu và Phát triển vùng chuyển giao thành công quy trình nuôi trồng nấm đông trùng hạ thảo, góp phần phát triển KT - XH địa phương. Phối hợp với các đơn vị triển khai thực hiện các nhiệm vụ KH&CN về lĩnh vực sở hữu trí tuệ, như: Dự án xây dựng, quản lý và phát triển nhãn hiệu tập thể vịt cỏ Trùng Khánh; Dự án xây dựng, quản lý và phát triển nhãn hiệu tập thể gạo nếp Ong Trùng Khánh; Dự án tạo lập, quản lý và phát triển nhãn hiệu chứng nhận miến dong Án Lại; Dự án xây dựng mô hình trồng, sơ chế cây giảo cổ lam đạt tiêu chuẩn GACP-WHO tại tỉnh.

Ngoài ra, trung tâm còn phối hợp tham gia thực hiện nhiệm vụ KH&CN cấp cơ sở về “Ứng dụng khoa học công nghệ xây dựng mô hình phát triển cây dược liệu cát sâm (Callerya speciosa Champ. Ex Benth. Schot) tại tỉnh với tổng kinh phí thực hiện 400 triệu đồng từ nguồn kinh phí từ ngân sách KH&CN địa phương. https://vigen.vn/ “Nghiên cứu phát triển vừng ngà hoóc (Perrill frutescens L) giàu omega 3 làm nguyên liệu tạo ra sản phẩm OCOP tại tỉnh…

Sản xuất giỏi từ cây dừa xiêm dứa và chăn nuôi

Nhận thấy việc trồng rau, hoa màu không đạt hiệu quả, năm 2003, ông Nguyễn Văn Đại (thôn Tiên Ninh, xã Vạn Khánh, huyện Vạn Ninh, Khánh Hòa) https://vigen.vn/cuc-mam-xoi-doi-mau-cay-mo/, đã cải tạo 1,5ha đất vườn để trồng cây dừa xiêm dứa; mở rộng mô hình chăn nuôi gà, bò, heo, qua đó đã mang lại giá trị kinh tế cao cho gia đình.

Ông Đại cho biết, vườn nhà ông trước kia bị nhiễm mặn nên chỉ trồng được rau muống và một số loại cây màu nhưng năng suất đạt thấp. Năm 2003, ông mua cây giống dừa xiêm dứa về trồng. Sau hơn 2 năm chăm sóc, vườn dừa đã cho trái bói và cho thu hoạch đến ngày hôm nay. Trong quá trình chăm sóc, ông Đại thường xuyên tham khảo về kỹ thuật trồng dừa để giúp cây dừa có được điều kiện phát triển tốt nhất.

Xem thêm: https://vigen.vn/dua-xiem-luc-cay-mo/

Hiện nay, vườn nhà ông có hơn 70 cây dừa hơn 15 năm tuổi và trồng bổ sung thêm 30 cây dừa đã được gần 3 năm tuổi. So với các giống dừa xiêm khác, giống dừa xiêm dứa có chu kỳ tạo buồng trái ngắn hơn, khoảng 1 tháng 1 buồng trái, mỗi buồng cho ít nhất 15 trái, trung bình mỗi cây dừa cho khoảng 200 trái/năm, được thương lái thu mua ổn định với giá bán 15 ngàn đồng/trái mang lại cho ông thu nhập ổn định hơn 200 triệu đồng/năm.

Để tận dụng tối đa đất vườn, ông Đại mở rộng quy mô sản xuất sang chăn nuôi gà, bò, heo để lấy ngắn nuôi dài. Hiện nay, ông nuôi đàn gà hơn 500 con, 20 con heo thịt và heo nái cùng 12 con bò. Trung bình mỗi năm, gia đình ông Đại đạt lợi nhuận khoảng 600 triệu đồng từ các mô hình sản xuất. Ông Đại chia sẻ, từ khi chuyển sang trồng dừa xiêm dứa, cuộc sống gia đình ông ổn định hơn. Đến nay, gia đình đã xây dựng ngôi nhà khang trang, có điều kiện cho con ăn học đầy đủ.

Ông Dương Ngọc Hiền - Chủ tịch Hội Nông dân xã Vạn Khánh cho biết, ngoài làm kinh tế giỏi, ông Đại còn tích cực tham gia các hoạt động của Chi hội Nông dân thôn Tiên Ninh và Hội Nông dân xã. Ông luôn sẵn sàng giúp đỡ về vật chất, kỹ thuật cho hàng xóm, hội viên có hoàn cảnh khó khăn, giúp họ có thêm điều kiện phát triển kinh tế và tích cực tham gia công tác từ thiện, nhân đạo tại địa phương. Năm 2020 và 2021, nông dân Nguyễn Văn Đại được công nhận là nông dân sản xuất, kinh doanh giỏi cấp tỉnh. Từ hiệu quả mô hình làm kinh tế của ông Đại, thời gian tới, hội sẽ nhân rộng mô hình ra các chi hội trên địa bàn xã, nhất là các thôn có diện tích đất bị nhiễm mặn, https://vigen.vn/, đất vườn nhà để hội viên học hỏi và làm theo nhằm nâng cao thu nhập, cải thiện đời sống, góp phần xóa đói giảm nghèo và tiến tới làm giàu bền vững tại địa phương.