Cơ sở khoa học cho lai giống tràm (Melaleuca sp;) bằng thụ phấn có kiểm soát
C«ng nghÖ sinh häc & Gièng c©y trồng
CƠ SỞ KHOA HỌC CHO LAI GIỐNG TRÀM (Melaleuca sp;)
BẰNG THỤ PHẤN CÓ KIỂM SOÁT
Hoàng Vũ Thơ1
TÓM TẮT
Nghiên cứu cơ sở khoa học cho lai giống tràm bằng thụ phấn có kiểm soát cho thấy, tốc độ hoa tràm nở khá nhanh,
sau 4 giờ tăng thêm 4-5 bông hoa nở, sau 9 giờ số bông hoa nở đã tăng lên gấp gần 4 lần, sau khoảng 20 giờ, tất cả các
bông hoa trên một hoa tự của M. cajuputi đã nở gần như hoàn toàn. Hoa tràm bầu có 3 ô, bên trong chứa nhiều noãn;
Núm nhụy ở trạng thái tiếp nhận hạt phấn thường sưng phồng, ướt và dính. Hạt phấn tràm có cấu trúc hình tam giác, 3
rãnh nổi rõ, bề rộng khoảng 16-25m. Trên môi trường M1 (30% đường mía+150ppm axic boric), hạt phấn của M.
leucadendra có tỷ lệ nảy mầm đạt 81,59%, chiều dài ống phấn 500,24m và chỉ số nảy mầm 35641,7 phản ánh đúng
nhất sức sống hạt phấn hay chất lượng hạt phấn tràm. Thụ phấn tự do có tỷ lệ đậu quả cao (80,23%), khử đực không
thụ phấn và không khử đực để tự thụ phấn trong bao cách ly đều không có hiện tượng đậu quả (0%), và tự thụ phấn
(cưỡng bức) phát hiện đậu quả với tỷ lệ thấp (4,17%). Hạt phấn LLA3 cất trữ 3 năm ở nhiệt độ -300C có tỷ lệ đậu quả
18,47%; Hạt phấn LNB1 cất trữ 1 năm ở nhiệt độ 40C có tỷ lệ đậu quả đạt 40,29%; Hạt phấn tươi, mới LNB01 và
LNB02, có tỷ lệ đậu quả đạt tương ứng là 42,75 và 47,04%. Thời điểm thích hợp thụ phấn cho tỷ lệ đậu quả cao đối
với một số loài tràm là ngày thứ 3 sau khử đực, tương ứng núm nhụy ở trạng thái tiếp nhận hạt phấn.
Từ khóa: Lai giống tràm, Nảy mầm của hạt phấn, Thụ phấn có kiểm soát, Tỷ lệ đậu quả.
Tuy nhiên để lai giống cây rừng thành
công, nghiên cứu thời kỳ nở hoa, cấu trúc và
phát triển hoa, ảnh hưởng của hạt phấn,
phương thức và thời điểm thụ phấn đến tỷ lệ
đậu quả là đặc biệt quan trọng, có tính quyết
định [1],[4]. Do đó, nghiên cứu cơ sở khoa học
cho lai giống tràm bằng thụ phấn có kiểm soát
là hết sức cần thiết, có ý nghĩa khoa học và
thực tiễn, một bước đi quan trọng trong
chương trình cải thiện giống tràm nhằm tăng
năng suất gỗ, góp phần cung cấp giống cây
rừng mới có năng suất cao, chất lượng tốt cho
trồng rừng, nhất là trồng rừng sản xuất và
trồng rừng phòng hộ ở nước ta.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Cho đến nay, hầu hết các giống cây trồng
mới đem lại hiệu quả kinh tế cao trong sản
xuất nông lâm nghiệp đều là các giống lai. Vì
vậy, lai giống và sử dụng giống lai đang là sự
quan tâm lớn của các nhà khoa học, các nhà
quản lý trong nước và quốc tế, đặc biệt đối với
những loài cây có giá trị, nhưng cần được cải
thiện về năng suất, chất lượng.
Tràm cajuputi (Melaleuca cajuputi) là loài
cây bản địa, có khả năng thích ứng rộng và có
giá trị nhiều mặt. Tuy nhiên, M.cajuputi sinh
trưởng chậm, năng suất rừng tràm tự nhiên và
rừng trồng rất thấp, chu kỳ kinh doanh dài,
hiệu quả kinh tế không cao [2]. Do đó, sử dụng
M.cajuputi làm vật liệu để tạo các giống lai có
khả năng thích ứng cao rất có ý nghĩa thực tiễn
trong sản xuất lâm nghiệp ở nước ta. Trong
những năm 1990 qua khảo nghiệm xuất xứ các
loài tràm đã chọn được một số xuất xứ Tràm lá
dài (M.leucadendra), Tràm năm gân
(M.quinquenervia) và Tràm lá rộng
(M.viridiflora) cho sinh trưởng nhanh, thân cây
thẳng, cho năng suất gỗ cao nhất trong các loài
tràm hiện có ở Việt Nam [2],[4]. Đây là nguồn
vật liệu quan trọng để tạo ra các giống tràm lai
có năng suất gỗ cao ở nước ta.
II.VẬTLIỆUVÀPHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU
1. Vật liệu
Vật liệu dùng trong nghiên cứu này là các
mẫu hạt phấn được thu thập từ các nòi địa
phương của Tràm lá dài tại Long An (LLA3)
đã cất trữ 3 năm ở nhiệt độ -300C; tại Ninh
Bình đã cất trữ 1 năm ở nhiệt độ 40C (LNB1),
thu thập trước thụ phấn 3 ngày (LNB01;
LNB02); và hạt phấn của Tràm cajuputi thu
thập tại Hà Nội ngay trước khi thụ phấn
(CaĐL11, CaĐL12) [3],[4].
2. Phương pháp nghiên cứu
Xác định thời kỳ nở hoa của một số loài
tràm bằng quan sát trực tiếp 30 cây, ở hai dạng
1TS. Trường Đại học Lâm nghiệp
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
17
C«ng nghÖ sinh häc & Gièng c©y trồng
lập địa đồi núi Ba Vì (Hà Nội), và bán ngập
Thạnh Hóa (Long An) và Gia Viễn (Ninh
Bình) ở 3 mùa hoa liên tiếp nhau [4];
Đo kích thước nụ và bầu hoa, chiều dài chỉ
nhị và vòi nhụy bằng thước kẹp panme. Xác
định các giai đoạn phát triển của hoa bằng ảnh
chụp định kỳ thời gian, từ lúc xuất hiện nụ, bắt
đầu hoa nở cho đến khi hoa tự nở hoàn toàn [4];
Môi trường xác định nảy mầm hạt phấn
thực hiện theo phương pháp của Shivanna,
vào tháng 1-2 và tháng 5-6. Trong khi
M.cajuputi, M.leucadendra và M.
quinquenervia có thời kỳ nở hoa xuất hiện rải
rác trong năm, song thường tập trung làm 2
đợt: đợt 1 từ tháng 3-4; đợt 2 từ tháng 8-9
[2],[4],[7],[8],[9],[11]. Thời kỳ nở hoa của
tràm kéo dài khoảng 2-3 tuần, ở phía Nam hoa
thường nở sớm hơn ở phía Bắc. Ở khu vực
đồng bằng sông Cửu Long, M. leucadendra ra
hoa gần như quanh năm. Trong khi, trên đất
đồi ở Ba Vì (Hà Nội), cây tràm lại chỉ ra một
lần vào tháng 11-12 2,[4]. Chứng tỏ, sống
trong điều kiện đất đai ẩm ướt, cây tràm có số
lần ra hoa nhiều hơn nơi khô hạn.
Kết quả quan sát trực tiếp hoa trên cây mẹ
cho thấy, nếu lấy thời điểm hoa tự có 1 bông
nở làm mốc, thì sau 4 giờ phát hiện thêm 4-5
bông hoa nở, sau 9 giờ số bông hoa nở đã tăng
lên gấp gần 4 lần, và sau khoảng 20 giờ, thì tất
cả các bông hoa trên một hoa tự của
M. cajuputi đã nở gần như hoàn toàn. Chứng
tỏ, tốc độ hoa tràm nở là khá nhanh, yêu cầu
xác định đúng thời điểm để thực hiện các thao
tác từ chụp bao cách ly, khử đực cho đến thụ
phấn là hết sức quan trọng, giúp tăng cơ hội
cho lai giống tràm thành công.
K.R.and
Rangaswamy,N.S.(1992)
và
Baskorowati, L.(2006) [5], [10] trên môi
trường nhân tạo, gồm: ĐC (30% đường mía);
M1 (30% đường mía+150ppm axic boric); M2
(30% đường mía+300ppm nitrat canxi); và M3
(30% đường mía+150ppm axit boric+300ppm
nitrat canxi), trong điều kiện nhiệt độ phòng
(20-300C), thời gian nuôi cấy: 12- 48 giờ [3];
Thụ phấn được tiến hành theo phương
pháp của Baskorowati, L.(2006) [5], các phép
lai giữa các loài tràm được tiến hành theo từng
công thức riêng biệt. Sau thụ phấn vẫn tiến
hành chụp bao cách ly, tháo bỏ bao khi núm
nhụy không còn khả năng tiếp nhận hạt phấn.
Thu quả lai ở tràm thích hợp sau thụ phấn
khoảng 12-14 tháng [4];
Các số liệu thu thập được xử lý theo
phương pháp thống kê sinh học thường dùng
trong lâm nghiệp trên phần mềm ứng dụng
Excel.
Đối với nhiều loài tràm, hoa dạng hoa tự,
gồm 1-3 trục mang hoa dài khoảng 10-15cm,
nhị hợp 5 bó, lá đài 5, cánh tràng 5
[2],[8],[9],[11]. Khi hoa nở, những chỉ nhị duỗi
thẳng ra có hình dáng như chiếc bàn chải đánh
răng, màu trắng đến màu kem. Trong nghiên
cứu này, chiều dài chỉ nhị và vòi nhụy của một
số loài tràm được đo đếm và được ghi nhận tại
hình 1.
III. KẾTQUẢNGHIÊNCỨUVÀTHẢOLUẬN
1. Đặc điểm về hoa ở các loài tràm nghiên cứu
Kết quả theo dõi 3 mùa hoa liên tiếp cho
thấy, M. viridiflora có thời kỳ nở hoa tập trung
mm
18
15,47
16
13,42
14
12
10,20
10
8,62
8
6
4
2
0
Chỉ tiêu
Chỉ nhị
vòi nhụy
Chỉ nhị
vòi nhụy
M. cajuputi
M. leucalendra
Hình 1. Chiều dài chỉ nhị và vòi nhụy của M. cajuputi và M. leucadendra
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
18
C«ng nghÖ sinh häc & Gièng c©y trồng
Cột trị số trên biểu đồ hình 1 cho thấy,
chiều dài chỉ nhị và vòi nhụy của M. cajuputi
đều ngắn và nhỏ hơn so với M. leucadendra.
Tuy nhiên, chiều dài vòi nhụy của cả hai loài
này đều dài hơn chiều dài chỉ nhị, hay cấu trúc
hoa với núm nhụy nằm ở phía trên và bao phấn
ở dưới. Như vậy, phấn của một bông hoa sẽ rất
khó rơi vào núm nhụy để thụ phấn cho chính
bông hoa đó, vì thế tránh được thụ phấn cùng
hoa, nhưng lại thuận lợi cho thụ phấn chéo.
Kết quả quan sát trên hiển vi trường cho thấy,
vòi nhụy là thể xốp, gồm nhiều ống dẫn - nơi
mà các ống phấn có thể trượt trên đó tới lỗ
noãn đúng lúc để thụ tinh. Núm nhụy ở trạng
thái tiếp nhận hạt phấn sưng phồng, ướt và
dính, đặc biệt bề mặt có rất nhiều tế bào như
những chiếc móc nhỏ nhô lên. Kiểu hình thái
này, có thể giúp cho núm nhụy bắt giữ hạt
phấn tương hợp được tốt hơn, nhưng đồng thời
cũng là rào cản ngăn chặn những hạt phấn bất
hợp do các tác nhân truyền phấn đưa tới.
Ngoài ra, quan sát dưới hiển vi trường thấy
hoa tràm bầu có 3 ô bên trong chứa rất nhiều
noãn xếp sít nhau, bao phấn và bầu hoa của M.
cajuputi có nhiều tuyến mật màu vàng. Điều
này giúp cho thụ phấn khác hoa ở tràm có thể
đạt hiệu quả cao hơn nhờ hấp dẫn côn trùng,
đặc biệt là ong mật. Như vậy có thể cho phép
nghĩ rằng, hoa tràm với hình thái, cấu trúc,
núm nhụy sắp xếp nằm ở trên và bao phấn ở
dưới, cùng với những tuyến mật có hương
thơm, vị ngọt thu hút côn trùng, đều không
ngoài mục đích tăng cường thụ phấn chéo.
2. Môi trường xác định sức sống hạt phấn
Thu thập và bảo quản hạt phấn là những
khâu không thể thiếu trong lai giống, trong đó
xác định sức sống hạt phấn trước khi thụ phấn
là một yêu cầu bắt buộc [1],[2],[5],[10]. Sức
sống hạt phấn có thể xác định trên những môi
trường nuôi cấy khác nhau, đối với nhiều hệ
thống hạt phấn, thành phần của môi trường
nuôi cấy gồm: Đường mía, Boric acid và
Calcium nitrate [10].
Nảy mầm của hạt phấn và sinh trưởng của
ống phấn là dấu hiệu phản ánh sức sống hạt
phấn và chất lượng hạt phấn. Khả năng nảy
mầm của hạt phấn trên môi trường nhân tạo
phụ thuộc vào loại hạt phấn, điều kiện môi
trường và thành phần dinh dưỡng, trong đó
ngoài Đường mía, thì Ca và Bo là yếu tố
đóng vai trò rất quan trọng. Khi Bo đầy đủ,
giúp cải thiện việc cung cấp chất hữu cơ cho
các khí quan của thực vật, làm tăng tỷ lệ đậu
quả và chắc hạt, vì Bo xúc tiến hạt phấn nảy
mầm nhanh, ống phấn nhanh chóng vươn dài
tiến vào bầu (noãn), có lợi cho thụ tinh và
hình thành hạt. Khi thiếu Bo, túi phấn và
cuống chỉ nhị có thể bị teo lại, hạt phấn nảy
mầm nhưng sinh trưởng của ống phấn thì rất
khó khăn, nên tác dụng thụ tinh trở nên kém
hiệu quả [1],[3],[4],[5],[10]. Trong nghiên
cứu này, nảy mầm của hạt phấn tràm trên
môi trường nuôi cấy khác nhau (sau 12 giờ)
được tổng hợp tại hình 2.
y = -14,935x2 + 84,915x - 38,055
R2 = 0,8747
%
90
81,59
80
70
60
50
40
72,72
65,83
28,74
30
20
10
0
MD
ĐC
M1
M2
M3
LLA3
LNB1
LNB02
LNB01
Poly. (LNB02)
Hình 2. Nảy mầm của hạt phấn tràm trên các môi trường khác nhau
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
19
C«ng nghÖ sinh häc & Gièng c©y trồng
2
phấn tràm cho thấy n = 144,17 > 052 = 7,81.
Kết quả nuôi cấy hạt phấn trên các môi
trường M1, M2 và M3 (có bổ sung Boric acid
và Calcium nitrate), có sự khác nhau rõ rệt về
tỷ lệ nảy mầm. Cụ thể, hạt phấn LLA3 cất trữ 3
năm ở nhiệt độ -300C, nuôi cấy trên môi
trường ĐC, tỷ lệ nảy mầm là 26,89%, bổ sung
thêm Bo (M1), tỷ lệ nảy mầm đạt trị số
54,71%, cao gấp 2,03 lần so với môi trường
ĐC. Tương tự, hạt phấn LNB1 cất trữ 1 năm ở
nhiệt độ 40C, nuôi cấy trên môi trường ĐC, tỷ
lệ nảy mầm là 32,62%, bổ sung thêm Bo (M1),
tỷ lệ nảy mầm là 52,10%, cao hơn ĐC là 1,59
lần. Đối với hạt phấn tươi, mới LNB02, nuôi
cấy trên môi trường M1, tỷ lệ nảy mầm là
81,59%, cao gấp 2,83 lần so với ĐC. Chứng tỏ
Bo đã xúc tiến hạt phấn nảy mầm và làm tăng
tỷ lệ nảy mầm của hầu hết các mẫu hạt phấn
tràm trong cùng thí nghiệm.
Như vậy, có sự khác biệt rõ rệt về tỷ lệ nảy
mầm khi sử dụng các môi trường nuôi cấy
khác nhau trong quá trình xác định sức sống
hạt phấn tràm.
Từ kết quả trên có thể cho phép nhận xét sơ
bộ rằng, môi trường ĐC chỉ có Đường mía, tỷ
lệ nảy mầm của hạt phấn tràm không cao, môi
trường bổ sung thêm Bo (M1) đã giúp cho hạt
phấn nảy mầm tốt hơn, có thể coi là môi
trường thích hợp nhất cho nảy mầm đối với hạt
phấn tươi, mới. Hạt phấn cất trữ 1 năm ở nhiệt
độ 40C (LNB1) lại tỏ ra thích hợp hơn với môi
trường M3. Môi trường có thể thích hợp cho
nảy mầm tối ưu những hạt phấn tươi mới,
nhưng lại không phù hợp cho hạt phấn đã qua
cất trữ. Việc áp dụng nhiều môi trường khác
nhau cho một loại hạt phấn để tìm môi trường
phản ánh đúng sức sống hạt phấn là hết sức
cần thiết và có ý nghĩa.
Xác định sức sống hạt phấn là khâu thiết
yếu trước khi tiến hành thụ phấn, vì nảy mầm
của hạt phấn và sinh trưởng của ống phấn là
điều kiện tiên quyết cho thụ tinh và phát triển
của hạt lai trong lai giống. Nảy mầm của hạt
phấn chỉ có hiệu quả khi ống phấn mọc nhanh
trong vòi nhụy, và tới đầu lỗ noãn của túi phôi
đúng lúc để thụ tinh, giúp đậu quả và kết hạt,
gọi là nảy mầm hữu hiệu và ngược lại. Thông
thường hạt phấn được coi là nảy mầm khi
chiều dài của ống phấn lớn hơn bề rộng (đường
kính) của nó. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hạt
phấn tràm có cấu trúc hình tam giác, với 3 rãnh
nổi khá rõ, có một lỗ mở ở đầu hạt phẩn, bề
rộng khoảng 16- 25m. Như vậy, hạt phấn
tràm chỉ được coi là nảy mầm khi chiều dài tối
thiểu của ống phấn phải lớn hơn 25m.
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, Ca tuy
có ảnh hưởng yếu hơn Bo đôi chút, nhưng
cũng thể hiện khá rõ khả năng xúc tiến hạt
phấn nảy mầm. Số liệu biểu đồ hình 2 cho
thấy, với hạt phấn LNB02 trên môi trường M2
bổ sung Ca, tỷ lệ nảy mầm 72,72%, cao hơn
ĐC là 2,53 lần. Chứng tỏ Ca có khả năng xúc
tiến và làm tăng tỷ lệ nảy mầm đối với hạt
phấn tràm. Điều chú ý với hạt phấn LNB1 (cất
trữ 1 năm ở nhiệt độ 40C) trên môi trường M3
có bổ sung Bo và Ca có tỷ lệ nảy mầm là
63,24%, cao hơn các môi trường ĐC; M1 và
M2 tương ứng là 1,94; 1,21 và 1,56 lần. Chứng
tỏ sự phối hợp của Bo và Ca đã xúc tiến hạt
phấn nảy mầm và làm tăng tỷ lệ nảy mầm của
hạt phấn, hay nói cách khác môi trường M3 tỏ
ra thích hợp hơn cho nảy mầm đối với hạt phấn
đã qua cất trữ. Kết quả kiểm tra thống kê ảnh
hưởng của Ca và Bo đến tỷ lệ nảy mầm của hạt
µm
600
500,24
500
406,92
400
338,67
270,53
300
200
100
0
LNB02
LNB01
ĐC
M1
M2
M3
Hình 3. Chiều dài của ống phấn M. leucadendra trên các môi trường khác nhau
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
20
C«ng nghÖ sinh häc & Gièng c©y trồng
Số liệu trên biểu đồ hình 3 cho thấy, chiều
dài của ống phấn LNB02 và LNB01 (sau 12
giờ) trên các môi trường khác nhau là khác
nhau. Ví dụ, với môi trường M1 chiều dài
trung bình của ống phấn LNB01 là 500,24m
vượt ĐC; M2 và M3 tương ứng là 1,47; 1,85
và 1,23 lần. Tương tự, chiều dài trung bình của
ống phấn LNB02 trên môi trường M1 (tuy có
kém LNB01 đôi chút) cũng vượt ĐC; M2 và
M3 tương ứng là 1,76; 2,22 và 1,09 lần. Như
vậy, M1 là môi trường thích hợp nhất cho sinh
trưởng của ống phấn tràm, hay nói cách khác
ống phấn sẽ mọc nhanh hơn trên môi trường có
bổ sung thêm Bo. Chứng tỏ việc bổ sung Bo
vào môi trường xác định sức sống hạt phấn của
M. leucadendra là cần thiết và có ý nghĩa. Một
lần nữa cho thấy, Bo có vai trò hết sức quan
trọng không những xúc tiến hạt phấn nảy mầm
mà còn giúp ống phấn vươn dài nhanh chóng,
chắc chắn sẽ thuận lợi cho thụ tinh và đậu quả.
Kiểm tra thống kê giữa hai môi trường có
chiều dài trung bình của ống phấn lớn nhất
(M1) và (M3) cho thấy t= 2,11 > 1,98 có
nghĩa là cùng hạt phấn LNB01 nhưng ở hai
môi trường khác nhau, thì ảnh hưởng đến sinh
trưởng chiều dài của ống phấn là khác nhau,
trong đó môi trường M1 có ảnh hưởng rõ rệt
hơn, hay nói cách khác tác dụng làm tăng
chiều dài ống phấn của Bo lớn hơn của Ca.
Như vậy có thể cho phép nhận xét một cách
đáng tin cậy rằng, trong nghiên cứu này, môi
trường M1 thích hợp nhất cho nảy mầm của
hạt phấn và sinh trưởng của ống phấn, hay nói
cách khác là môi trường phản ánh đúng nhất
sức sống hạt phấn tươi, mới của M.
leucadendra.
Chất lượng hạt phấn là hết sức quan trọng,
có tính quyết định đến tỷ lệ đậu quả và kết hạt
khi lai giống bằng thụ phấn có kiểm soát.
Trong nghiên cứu này, chất lượng hạt phấn
được phản ánh qua tiêu chí tổng hợp là: chỉ số
nảy mầm của hạt phấn (tích số giữa tỷ lệ nảy
mầm trung bình của hạt phấn và chiều dài
trung bình của ống phấn), nghĩa là hạt phấn có
chỉ số nảy mầm cao cũng phản ánh chất lượng
hạt phấn cao và ngược lại.
Kết quả kiểm tra ảnh hưởng của Ca và Bo
đến sinh trưởng chiều dài của ống phấn cho
thấy FA = 8,13 > F05 = 6,59, có nghĩa là hai
chất Ca và Bo có ảnh hưởng rõ rệt đến sinh
trưởng chiều dài của ống phấn tràm, trong đó
M1 là môi trường có ảnh hưởng rõ rệt nhất.
Ig
60.000
50.000
40.000
30.000
35654,8
25882,4
y = 927,76x2,8448
R2 = 0,9744
20.000
8711,6
10.000
778,0
0
LLA3
LNB1
LNB01
LNB02
Hình 4. Chỉ số nảy mầm của hạt phấn M. leucadendra trên môi trường M1
Số liệu trên biểu đồ hình 4 cho thấy, cùng
thời gian là 12 giờ trên môi trường M1, hạt
phấn LLA3 cất trữ 3 năm mặc dù tỷ lệ nảy
mầm khá (54,71%), nhưng chiều dài của ống
phấn có trị số thấp (14,22m), nên có chỉ số
nảy mầm thấp (778,0), hay nói cách khác hạt
phấn đã giảm sức sống khi cất trữ lâu ngày;
Hạt phấn LNB1 cất trữ 1 năm có chỉ số nảy
mầm 8711,6, vượt chỉ số nảy mầm của hạt
phấn LLA3 là 11,19 lần; Hạt phấn tươi, mới
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
21
C«ng nghÖ sinh häc & Gièng c©y trồng
LNB02 có chỉ số nảy mầm cao nhất, vượt chỉ
số nảy mầm của hạt phấn LNB1 và LLA3
tương ứng là 4,09 và 45,82 lần.
chất lượng hạt phấn M. leucadendra so với các
môi trường khác trong cùng thí nghiệm
Mặc dù, chỉ số nảy mầm của hạt phấn
LNB02 và LNB01 trên môi trường M2 không
cao bằng M1, nhưng vẫn vượt công thức đối
chứng tương ứng là 2,7 và 1,6 lần. Điều này
chứng tỏ, Ca có ảnh hưởng đáng kể tới nảy
mầm của hạt phấn và sinh trưởng của ống phấn
tràm, song với mức độ kém hơn so với Bo. Tuy
nhiên, khi phối hợp cả Ca và Bo (M3), chỉ số
nảy mầm được cải thiện và vượt M2 tương ứng
là 1,3 và 1,6 lần. Như vậy, nếu chỉ có Canxi,
sinh trưởng chiều dài của ống phấn chưa thể
hiện rõ, nhưng phối hợp cả Bo thì chiều dài
của ống phấn được tăng lên, do đó chỉ số nảy
mầm của hạt phấn cao hơn.
Ngoài ra, đường mô phỏng thể hiện quan hệ
giữa chỉ số nảy mầm với các nguồn hạt phấn đã
làm rõ hơn cho những gì đã phân tích ở trên.
Chứng tỏ hạt phấn khác nhau, chỉ số nảy mầm
cũng rất khác nhau, và giảm dần theo thời gian
từ hạt phấn tươi, mới đến hạt phấn cất trữ lâu
ngày. Đây là lý do mà trên thực tế lai giống,
mặc dù trước khi thụ phấn, hạt phấn đã được
kiểm tra với tỷ lệ nảy mầm cao, nhưng tỷ lệ
đậu quả lại không cao, nhất là với hạt phấn cất
trữ dài ngày, do chưa quan tâm tới chỉ số nảy
mầm của hạt phấn. Mặt khác, môi trường khác
nhau có chỉ số nảy mầm của hạt phấn cũng rất
khác nhau. Cụ thể, trên môi trường M1, hạt
phấn LNB02 có chỉ số nảy mầm cao nhất
(35654,8), vượt chỉ số nảy mầm trên môi
trường ĐC, M2 và M3 tương ứng là 5,1; 1,9 và
1,4 lần. Thí nghiệm với hạt phấn LNB01 cũng
cho kết quả tương tự. Chứng tỏ môi trường có
Bo, chỉ số nảy mầm của hạt phấn cao hơn so
với môi trường chỉ có Canxi, hay phối hợp cả
Bo và Ca. Như vậy có thể nhận xét rằng, môi
trường M1 phản ánh đúng nhất sức sống hay
3. Ảnh hưởng của một số nhân tố đến tỷ
lệ đậu quả
Nhiều nghiên cứu đã cho thấy, tỷ lệ đậu quả
trong lai giống thường phụ thuộc vào phương
thức thụ phấn, sức sống hạt phấn, thời điểm
thụ phấn, cây mẹ, điều kiện môi trường và thao
tác kỹ thuật thụ phấn 1,[3],[4],[5],[8],[12].
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của phương
thức thụ phấn khác nhau đến tỷ lệ đậu quả
được tổng hợp tại hình 5.
250
210
200
177
157
150
120
100
50
80,23
4,17
0
0
0
phương thức
Khử đực
không thụ phấn
Tự thụ phấn
trong bao cách ly
Tự thụ phấn
(cưỡng bức)
Thụ phấn
tự do
Số hoa thí nghiệm
Tỉ lệ đậu quả (%)
Hình 5. Ảnh hưởng của phương thức thụ phấn đến tỷ lệ đậu quả ở M. cajuputi
Số liệu trên biểu đồ hình 5 cho thấy,
phương thức thụ phấn khác nhau cho tỷ lệ đậu
quả khác nhau. Cụ thể, thụ phấn tự do có tỷ lệ
đậu quả là 80,23%, khử đực không thụ phấn và
tự thụ phấn trong bao cách ly đều không đậu
quả (0%). Như vậy, không có hiện tượng đậu
quả ở phương thức khử đực không thụ phấn đã
chứng tỏ rằng, việc khử đực là triệt để. Sử
dụng bao cách ly trước và sau thụ phấn có
kiểm soát là hoàn toàn có tác dụng ngăn ngừa
nhiễm phấn lạ do côn trùng, nhất là ong mật.
Mặt khác, vì thiếu tác nhân truyền hạt phấn
nên khử đực không thụ phấn trong bao cách ly
không có hiện tượng đậu quả. Tuy nhiên, tự
thụ phấn trong bao cách ly không đậu quả đã
chứng tỏ rằng, nhị và nhụy của hoa chín không
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
22
C«ng nghÖ sinh häc & Gièng c©y trồng
trùng nhau, hay thời điểm tung hạt phấn không
trùng với thời điểm núm nhụy chín. Nói cách
khác, nhị và nhụy luôn phát triển lệch xa nhau
với mục đích tránh thụ phấn cùng hoa.
Kết quả nghiên cứu ở phần trên đã cho thấy,
sức sống của hạt phấn giảm từ hạt phấn tươi,
mới đến hạt phấn cất trữ lâu ngày. Theo đó, sử
dụng hạt phấn tươi, mới để lai giống có thể thu
được hiệu quả cao, dùng hạt phấn cất trữ lâu
năm, hiệu quả có thể sẽ rất thấp. Tuy nhiên, tỷ
lệ đậu quả trên thực tế khi lai giống từ chính
nguồn hạt phấn nêu trên mới là kết quả phản
ánh chính xác nhất. Trong nghiên cứu này, xác
định ảnh hưởng của các nguồn hạt phấn đến tỷ
lệ đậu quả trong quá trình lai giống tràm được
tổng hợp tại hình 6. Kết quả cho thấy cùng cây
mẹ (CaĐL12) nhưng nguồn hạt phấn khác
nhau có tỷ lệ đậu quả khác nhau. Cụ thể, hạt
phấn cất trữ 3 năm ở nhiệt độ -300C (LLA3),
có tỷ lệ đậu quả 18,47%; Hạt phấn cất trữ 1
năm ở nhiệt độ 40C (LNB1), có trị số đậu quả
40,29%, vượt 2,18 lần so với hạt phấn LLA3;
Hạt phấn tươi, mới LNB01 và LNB02, đậu quả
có trị số lần lượt là 42,75 và 47,04%, vượt so
với sử dụng hạt phấn đã cất trữ 1 năm và 3
năm tương ứng là 1,16 và 2,54 lần. Chứng tỏ tỷ
lệ đậu quả phụ thuộc chặt chẽ vào sức sống hạt
phấn, giảm dần từ hạt phấn tươi, mới đến hạt
phấn cất trữ lâu ngày.
Trong nghiên cứu này đã sử dụng hạt phấn
tươi, mới của Tràm cajuputi thu thập ngay
trước khi thụ phấn của 2 cây mẹ (CaĐL11 và
CaĐL12), đem đặt (bôi) lên núm nhụy đã chín
cho những bông hoa khác (đã được chụp bao
cách ly) của chính 2 cây mẹ tương ứng, kết quả
phát hiện tỷ lệ đậu quả trung bình là 4,17%
(Hình 5). Chứng tỏ, do cấu trúc, sự phát triển
lệch nhau giữa nhị và nhụy hoa, và một cơ chế
thụ phấn, thụ tinh riêng biệt, mà tự thụ phấn
mặc dù có xảy ra ở M. cajuputi, nhưng đã được
giảm thiểu. Từ kết quả nghiên cứu trên có thể
cho phép nghĩ rằng, cả tự thụ phấn và thụ phấn
chéo đều có thể cùng đồng thời xảy ra trong
thực tế đối với M. cajuputi. Nói cách khác,
tràm là cây tự thụ phấn (4,17%), nhưng hệ
thống hoa của chúng cũng xúc tiến thụ phấn
chéo với một tỷ lệ cao (trên 95%). Như vậy,
gia tăng thụ phấn chéo để tạo ra các thể dị hợp
tử đã giúp cho cây tràm có khả năng thích ứng
rộng và sinh trưởng tốt.
350
300
250
304
278
y = 5,1809x1,5502
R2 = 0,9301
200
157
138
150
120
100
47,04
42,75
40,29
50
18,47
4,17
0
Tự thụ phấn
Số hoa TN
LLA3
LNB1
LNB01
LNB02
Tỉ lệ đậu quả (%)
Power (Tỉ lệ đậu quả (%))
Hình 6. Tỷ lệ đậu quả ở M.cajuputi với các nguồn hạt phấn khác nhau
quá trình lai giống tràm. Chứng tỏ, sử dụng hạt
phấn tươi, mới có chỉ số nảy mầm cao, thì
cũng có tỷ lệ đậu quả cao. Ngược lại, sử dụng
hạt phấn cất trữ lâu ngày, có chỉ số nảy mầm
thấp, thì cũng thu được trị số đậu quả thấp.
Kết quả kiểm tra thống kê ảnh hưởng của
nguồn hạt phấn đến tỷ lệ đậu quả khi lai giống
tràm cho thấy n = 95,55 > 05 = 9,49. Như
vậy, có sự khác biệt rõ rệt về tỷ lệ đậu quả khi
sử dụng các nguồn hạt phấn khác nhau trong
2
2
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
23
C«ng nghÖ sinh häc & Gièng c©y trồng
Nhiều nghiên cứu lai giống cây rừng cho
thấy, khi núm nhụy đã chín thì tính lựa chọn
thụ tinh là mạnh nhất, còn khi núm nhụy đã già
hoặc non thì ngược lại [1],[4],[5],[7],[12]. Nói
cách khác, núm nhụy ở trạng thái tiếp nhận hạt
phấn hay đã chín, thụ phấn thường cho tỷ lệ
đậu quả cao hơn. Kết quả quan sát dưới kính
lúp tại hiện trường lai giống cho thấy, thời
điểm sau khử đực 1 ngày núm nhụy còn nhỏ,
màu xanh. Thời điểm sau khử đực 3 ngày, núm
nhụy sưng phồng và ướt. Thời điểm sau khử
đực 6 ngày, núm nhụy teo lại, màu nâu sẫm và
khô héo, chắc chắn không thể tiếp nhận hạt
phấn được. Kết quả ảnh hưởng của thời điểm
thụ phấn đến tỷ lệ đậu quả khi lai giống tràm
được tổng hợp tại hình 7.
%
75,5
80
70
60
50
40
30
20
10
0
37,0
19,8
17,6
0
1
0
-10
-20
2
3
4
5
6
Ngày
Ca x L
L x Ca
V x L
Poly. (V x L)
Hình 7. Tỷ lệ đậu quả theo số ngày thụ phấn sau khử đực
Số liệu trên biểu đồ hình 7 cho thấy, cùng
một phép lai nhưng tại các thời điểm thụ phấn
khác nhau có tỷ lệ đậu quả cũng rất khác nhau.
Cụ thể, phép lai giữa M. viridiflora với M.
leucadendra tại thời điểm 1 ngày sau khử đực
không có tỷ lệ đậu quả (0%), tỷ lệ đậu quả tăng
dần từ ngày thứ 2 (17,6%) và đạt đỉnh ở ngày
thứ 3 (75,5%), vượt trước và sau đó 1 ngày
tương ứng 4,28 và 2,04 lần. Ở các phép lai
khác trong cùng thí nghiệm cũng cho kết quả
tương tự. Chứng tỏ, ngày thứ 3 sau khử đực,
núm nhụy ở giai đoạn thành thục, hay ở trạng
thái tiếp nhận hạt phấn, thời điểm tốt nhất cho
thụ phấn đạt tỷ lệ đậu quả cao.
Ngoài ra, cùng nguồn hạt phấn nhưng cây
mẹ khác nhau, tỷ lệ đậu quả cũng khác nhau.
Cụ thể, cùng nguồn hạt phấn thu từ cây bố của
M. leucadendra, thụ phấn cho cây mẹ của M.
cajuputi có tỷ lệ đậu quả chỉ đạt thấp (31,4%),
trong lúc đem thụ phấn cho cây mẹ của M.
viridiflora thu được tỷ lệ đậu quả cao
(75,5%), vượt 2,4 lần so với thụ phấn cho cây
mẹ của M. cajuputi trong cùng thí nghiệm.
Chứng tỏ, ngoài hạt phấn, phương thức và
thời điểm thụ phấn, cây mẹ cũng có ảnh
hưởng rất lớn đến tỷ lệ đậu quả. Nói cách
khác, khả năng lai giống phụ thuộc vào từng
cặp bố mẹ và thời điểm cụ thể.
IV. KẾT LUẬN
1. Tốc độ hoa tràm nở khá nhanh, sau 4 giờ
tăng thêm 4-5 bông hoa nở, sau 9 giờ số bông
hoa nở đã tăng lên gấp gần 4 lần, và sau
khoảng 20 giờ, tất cả các bông hoa trên một
hoa tự của M. cajuputi đã nở gần như hoàn
toàn. Hoa tràm bầu có 3 ô, bên trong chứa
nhiều noãn; Núm nhụy ở trạng thái tiếp nhận
hạt phấn thường sưng phồng, ướt và dính.
2. Hạt phấn tràm có cấu trúc hình tam giác,
3 rãnh nổi rõ, bề rộng khoảng 16-25m. Trên
môi trường M1 (30% đường mía+150ppm axic
boric), hạt phấn của M. leucadendra có tỷ lệ
nảy mầm đạt 81,59%, chiều dài ống phấn
500,24m và chỉ số nảy mầm 35641,7 phản
ánh đúng nhất sức sống hạt phấn hay chất
lượng hạt phấn tràm.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
24
C«ng nghÖ sinh häc & Gièng c©y trồng
tràm”, Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn
(11), tr.91 - 96.
5. Baskorowati, L.(2006), Controlled Pollination
Methods for Melaleuca alternifolia (Maiden & Betch)
Cheel, Canberra, ACIAR Technical Reports No.63,
3/ Thụ phấn tự do có tỷ lệ đậu quả cao
(80,23%), khử đực không thụ phấn và không
khử đực để tự thụ phấn trong bao cách ly đều
không đậu quả (0%), và tự thụ phấn (cưỡng
bức) phát hiện đậu quả với trị số thấp (4,17%).
6. Chahal,G.S.and Gosal,S.S.(2002), Principle and
Procedures of Plant Breeding Biotechnology and
Conventional Approches, Narasa Publishing House,
New Delhi Chennai Mumbai Kolkata.
Hạt phấn LLA3 cất trữ 3 năm ở nhiệt độ -
300C có tỷ lệ đậu quả 18,47%; Hạt phấn LNB1
cất trữ 1 năm ở nhiệt độ 40C có tỷ lệ đậu quả
đạt 40,29%; Hạt phấn tươi, mới LNB01 và
LNB02, có tỷ lệ đậu quả đạt tương ứng là
42,75 và 47,04%.
7. Doran, J.C., Baker, G.R., Williams, E.R. and
Southwell, I.A. (2002), Improvement Australia Tea Tree
through Selection and Breeding (1996-2001), Project
DAN 151A, Publishcation No. 02/017 RIRDC.
8. Munger, Gregory T. (2005), Melaleuca
quinquenervia. In: Fire Effects Information System,
U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky
Mountain Research Station, Fire Sciences Laboratory.
9. Serbesoft-king Kristina (2003), “Melaleuca in
Florida: A Litterature Review on the Taxonomy,
Distribution, Biology, Ecology, Economic Impertance
and Control Measures”, J. Aqual. Plant Manage (41),
pp. 98 -112, South Florida Water Management District.
10. Shivanna, K.R. and Rangaswamy, N.S. (1992),
Pollen biology A Laboratory Manual, Springer-Verlag
Berlin Heideberg New York London Paris Tokyo
Hongkong Barcelona Budapest.
Thời điểm thích hợp thụ phấn cho tỷ lệ đậu
quả cao đối với một số loài tràm là ngày thứ 3
sau khử đực, tương ứng núm nhụy ở trạng thái
tiếp nhận hạt phấn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Đình Khả (2006), Lai giống cây rừng
(Hybridization of Forest Tree), Nxb Nông nghiệp, Hà
Nội.
2. Hoàng Vũ Thơ (2008), Tổng quan về cây tràm,
Báo cáo chuyên đề tiến sĩ, Viện Khoa học Lâm nghiệp
Việt Nam, Hà Nội.
3. Hoàng Vũ Thơ, Trần Bình Đà, Phạm Đức Tuấn
(2009), “Nghiên cứu môi trường nảy mầm hạt phấn tràm
lá dài”, Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn,
(3), tr.95 - 100.
4. Hoàng Vũ Thơ, Nguyễn Việt Cường (2009), “Ảnh
hưởng của một số nhân tố đến tỷ lệ đậu quả khi lai giống
11. Turnbull, J.W. (1986), Multipurpose Australian
Tree and Shrubs Lesser-kmown Species for Fuelwood
and Agroforestry, Australian Centre for International
Agricultural Research Canberra.
12. Zobel, B. and J. Talbert (1984), Applied Forest
Tree Improvement, John Wiley and Sons, New York.
SCIENTIFIC BASES FOR CROSSING THE Melaleuca sp;
BY CONTROLLED POLLINATION
Hoang Vu Tho
SUMMARY
Research scientific bases for crossing the Melaleuca sp; by controlled pollination show that, the blossoming rate of
Melaleuca is pretty fast, during some 4 hours increased 4-5 blossomed out, during 9 hour the flowers doubled 4 times,
and during some 20 hours, all the flowers of a blossom cluster of M. cajuputi have completely blossomed out. The
flower of Melaleuca is 3 ovarium, its containing many ovulate, the stigma at accepting state or has matured is
swelling, wet and sticky. The pollen grain has triangular structure, 16 to 25m wide. The best one among the culture
medium for pollen germination of M.leucadendra is M1 (30% sucrose +150 ppm boric acid). In this medium after 12
hours, the pollen could get a germination rate of 81.59% with pollen tube length 500.24m and its index of 35641.7.
Different patterns of pollination obtained different rates of setting fruit, natural pollination obtained these high figures
(80.23%). The flowers emasculated without pollination as well as self-pollination in isolated bag even without
emasculating failed utterly setting fruit (0%). Compulsory self-pollination obtained the figures by 4.17%. Setting fruit
rate depends closely on pollen vitality; e.g. the pollen grains LLA3 after 3 year-storage at low temperature -300C
remained the rate of setting fruit by 18.47%; the pollen grains LNB1after 1 year-storage at temperature 40C remained
by 40,29%; while for the fresh pollen grains LNB01 and LNB02 that of by 42.75% and 47.04% respectively. The time
fit for pollination of high setting fruit for those species involved in the hybridization is at 3 days after emasculated,
corresponding to the time at which stigmas have matured or being well at accepting state.
Keywords: Crossing the Melaleuca, Controlled Pollination, Fruit Setting Rate, Pollen Germination.
Người phản biện: PGS.TS. Nguyễn Hữu Vĩnh, ThS. Hồ Văn Giảng
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2012
25
9 trang
9540
Free
Bạn đang xem tài liệu "Cơ sở khoa học cho lai giống tràm (Melaleuca sp;) bằng thụ phấn có kiểm soát", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- co_so_khoa_hoc_cho_lai_giong_tram_melaleuca_sp_bang_thu_phan.pdf
